隧道光面爆破施工工法模板

隧道光面爆破施工工法資料內(nèi)容僅供參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系本人改正或者刪除。石灰?guī)r地區(qū)隧道Ⅲ級、Ⅳ級圍巖光面爆破施工工法中鐵十九局集團(tuán)第三工程有限公司葛育松梁巖張國輝張洪敏一、前言在工程爆破技術(shù)中,隧道爆破占有重要地位,這不但是因?yàn)樗淼辣苾r格昂貴,而更重要的是爆破成功與否,直接影響著隧道安全、支護(hù)類型及投資。從一些事故調(diào)查中可知,隧道塌方落石所造成的人身傷亡事故,都直接或間接與隧道爆破技術(shù)有關(guān)。迄今為止,隧道爆破在國內(nèi)還沒有一套較為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論和方法,隧道光面爆破技術(shù)也未得到大力推廣和應(yīng)用,因此進(jìn)一步提高和發(fā)展隧道爆破技術(shù)意義重大。我單位一直把隧道光面爆破技術(shù)作為一項(xiàng)研究課題,組織專人攻關(guān),經(jīng)過廣大技術(shù)干部幾個月的不懈努力,現(xiàn)已掌握了石灰?guī)r地區(qū)隧道Ⅲ級、Ⅳ級圍巖光面爆破施工技術(shù),并獲得各級監(jiān)理、業(yè)主、設(shè)計(jì)單位等專家的認(rèn)可。我單位承建的新建武廣鐵路客運(yùn)專線XXTJV標(biāo)坪土隧道Ⅲ級、Ⅳ級開挖均采用光面爆破法,對保護(hù)圍巖、減少超挖、節(jié)約投資具有很大意義。坪土隧道位于廣東省韶關(guān)市境內(nèi),隧道進(jìn)口里程,出口里程DK1908+556,隧道全長1907m,隧道洞身最大埋深約115m。該隧道主要以灰?guī)r夾泥質(zhì)灰?guī)r為主,節(jié)理發(fā)育巖體較破碎,隧道圍巖主要有Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級。受斷層的影響,巖溶發(fā)育,易造成大規(guī)模涌泥、涌水和突水。二、工法特點(diǎn)采用光面爆破對周圍巖石擾動小,能夠有效控制”超、欠挖”,施工質(zhì)量能夠得到很好的控制,滿足設(shè)計(jì)及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的要求。施工工藝完善、簡便。 采用本工法施工進(jìn)度穩(wěn)定。三、適用的范圍條件本工法適用于石灰?guī)r地區(qū)隧道開挖施工。主要圍巖級別為Ⅲ級、Ⅳ級。巖質(zhì)主要為:下伏石炭系下統(tǒng)灰?guī)r、角礫狀灰?guī)r局部夾有炭質(zhì)頁巖、灰?guī)r夾泥質(zhì)灰?guī)r、下伏石炭系下統(tǒng)石蹬子組灰?guī)r、弱風(fēng)化;石炭系下統(tǒng)巖關(guān)階灰?guī)r、下伏石炭系下統(tǒng)灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r、鈣質(zhì)頁巖、粉砂巖和石英砂巖。四、施工工藝流程(一)施工工藝原理施工中主要采用的開挖施工方法為爆破法開挖,爆破施工過程中嚴(yán)格控制裝藥量,減少炮轟波對圍巖的擾動,達(dá)到愛護(hù)圍巖的目的。采用YT28型風(fēng)動鑿巖機(jī)鉆眼,非電毫秒雷管微差起爆。周邊眼采用φ25mm小直徑藥卷間隔裝藥方式,其余炮眼采用連續(xù)裝藥,富水地段采用乳化防水炸藥,掏槽眼采用復(fù)式楔形掏槽。爆破材料采用1～17段非電毫秒雷管和塑料導(dǎo)爆管起爆,周邊眼采用低爆速、低密度、高爆力、傳爆性好的小直徑2號巖石硝銨炸藥(φ25mm直徑),富水地段采用乳化炸藥,廠制炮泥堵塞,導(dǎo)爆管復(fù)式網(wǎng)路聯(lián)接,各部一次起爆。光面爆破受多種因素影響,包括圍巖強(qiáng)度、整體性、節(jié)理、層理等地質(zhì)因素,現(xiàn)場圍巖地質(zhì)結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化,爆破參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場設(shè)計(jì)動態(tài)調(diào)整。同一類圍巖經(jīng)試爆取得的技術(shù)參數(shù),做為初步依據(jù),每一循環(huán)爆破作業(yè)都要由有經(jīng)驗(yàn)的爆破工程師根據(jù)上一循環(huán)爆破效果,以及本循環(huán)圍巖特征進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,選擇一組最佳技術(shù)參數(shù)。上一循環(huán)是下一循環(huán)的預(yù)設(shè)計(jì)和試爆破。(二)施工工藝流程圖測定圍巖參數(shù)測定圍巖參數(shù)爆破參數(shù)預(yù)設(shè)計(jì)爆破參數(shù)預(yù)設(shè)計(jì)試爆破試爆破爆破效果評判不理想爆破效果評判不理想調(diào)整爆破參數(shù)調(diào)整爆破參數(shù)確定爆破參數(shù)確定爆破參數(shù)結(jié)合圍巖具體特征調(diào)整參數(shù)結(jié)合圍巖具體特征調(diào)整參數(shù)鉆爆作業(yè)鉆爆作業(yè)(三)施工順序測量放樣→標(biāo)出孔位→鉆正頂孔→鉆孔→裝藥連線→起爆。鉆爆采用YT28型風(fēng)動鑿巖機(jī),鑿巖臺車鉆孔作業(yè):固定人員司鉆,固定部位孔眼,嚴(yán)格控制外插角和周邊眼間距。在拱部周邊眼鉆孔完畢后,利用裝藥平臺進(jìn)行裝藥聯(lián)線作業(yè)。(四)鉆孔技術(shù)要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)1、鉆孔要做到”準(zhǔn)、順、平、齊”。準(zhǔn):按周邊孔參數(shù)要求,孔位要選準(zhǔn);順:側(cè)墻孔孔口要順開挖輪廓線布置,使孔底均位于開挖允許的超欠范圍內(nèi);平:各炮眼相互平行(孔口和孔底距相等);齊:孔底要落在同一平面上,爆出的斷面要整齊,便于下一循環(huán)作業(yè)。2、保證鉆孔質(zhì)量措施:光爆鉆孔時,由爆破設(shè)計(jì)技術(shù)員統(tǒng)一指揮協(xié)調(diào)行動,認(rèn)真實(shí)行定人、定位、定機(jī)、定質(zhì)、定量的”五定”崗位責(zé)任制;分區(qū)按順序鉆孔,避免相互干擾、碰撞、擁擠;固定鉆孔班,以便熟練技術(shù),掌握規(guī)律,提高鉆孔的速度和準(zhǔn)確性。按各斷面炮孔爆破設(shè)計(jì)裝藥量裝藥聯(lián)線,塑料導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接采用復(fù)式聯(lián)接網(wǎng)路。炮孔孔口采用炮泥堵塞,炮泥由炮泥機(jī)加工成型。(五)鉆爆設(shè)計(jì)1、炮眼布置原則(1)掏槽眼:正洞Ⅲ級圍巖采用中空直眼掏槽,為保證掏槽鉆眼精度,掏槽位置選擇在隧道中線偏下的位置;正洞Ⅳ級圍巖采用斜眼掏槽。(2)周邊眼:根據(jù)光面或預(yù)裂爆破選定的周邊眼間距,嚴(yán)格控制外插角以減少超欠挖。(3)內(nèi)圈眼:內(nèi)圈眼所在位置在周邊眼抵抗線的邊緣,內(nèi)圈眼的孔距稍大于周邊眼抵抗線(w)。(4)輔助眼:掘進(jìn)炮眼,其炮孔間距,視巖石堅(jiān)硬程度、裝運(yùn)手段、巖石破碎程度的要求等因素而定,一般取0.65～1.2m,巖石堅(jiān)硬取小值,反之取大值。(5)底板眼:底板眼沿開挖輪廓底線布置,并適當(dāng)增加藥量起翻碴作用,使爆落的巖碴翻松,便于裝載設(shè)備裝碴。2、裝藥結(jié)構(gòu)與堵塞(1)根據(jù)不同炮眼直徑和不偶合系數(shù)選擇不同的藥卷。各級圍巖炮眼直徑和藥卷直徑的選擇具體見后附鉆爆設(shè)計(jì)圖和裝藥參數(shù)表。周邊眼采用間隔裝藥。巖石很軟時,可采用導(dǎo)爆索起爆。(2)裝藥后用黃泥或聚氯乙烯、聚乙烯等薄膜加工的專制水袋裝滿水后充當(dāng)炮泥放在炮孔中對炮孔進(jìn)行堵塞,炮眼堵塞長度不少于30cm。(3)周邊眼起爆方法采用導(dǎo)爆索起爆。(4)起爆順序掏槽眼→輔助眼→內(nèi)圈眼→周邊眼→底板眼。(Ⅲ級圍巖光面爆破炮眼布置圖見圖1;裝藥結(jié)構(gòu)見圖2)圖1圖1Ⅲ級圍巖臺階光面爆破炮眼布置圖圖3Ⅳ級圍巖正臺階開挖光面爆破炮眼布置圖光面爆破成功與否,不但取決于孔網(wǎng)參數(shù)的設(shè)計(jì)和裝藥量及結(jié)構(gòu),更重要的是布孔的正確與否和鉆孔偏差的大小。現(xiàn)在無論哪種類型的鉆機(jī)在鉆周邊光爆孔時,都有2°～4°的偏角、仰角或俯角,這樣實(shí)際上無法形成完整的平面,易導(dǎo)致超挖。這種超挖隨著一次爆破進(jìn)尺加深而增大,如偏角為4°時,每進(jìn)尺1m則超挖7cm,每進(jìn)尺2.5m則超挖17.5cm。正確做法是采用所謂的”欠挖法”布孔,即測量布孔時,按欠挖5cm左右布孔,這樣能夠最大限度地減少超挖量。光爆孔的炸藥最好采用小藥卷,并按一定間距捆扎在導(dǎo)爆索和竹片上做成炸藥串裝入炮孔,一般在竹片底部捆扎1/2～1條直徑32mm～35mm的藥卷作為起爆藥和底部裝藥。在裝藥過程中,為了保證內(nèi)圈孔爆炸時不破壞光爆孔內(nèi)的藥串,藥串上的竹片不能露出孔口外,且內(nèi)圈孔的堵塞長度不得小于炮孔間距的80％。鄰近光爆孔的內(nèi)圈孔裝藥也很重要,內(nèi)圈孔所受夾制較大,在爆破中如果裝藥量過大,這些孔爆破時所產(chǎn)生的裂縫,可能擴(kuò)展到最終形成的斷面以外,因此對內(nèi)圈孔進(jìn)行仔細(xì)均衡裝藥非常重要。圖2裝藥結(jié)構(gòu)圖圖2裝藥結(jié)構(gòu)圖表1Ⅲ級圍巖臺階光面爆破炮眼藥量分配表序號上下臺階炮眼分類炮眼數(shù)(個)雷管段數(shù)(段)炮眼長度(m)炮眼裝藥量每孔藥卷數(shù)(卷/孔)單孔裝藥量(Kg/孔)合計(jì)藥量(Kg)1上臺階掏槽眼312.5101.54.52233131.953.93353.5152.256.754輔助眼673.2121.810.851293.2121.821.6616113.2121.828.8720133.2121.8368內(nèi)圈眼25153.2121.8459周邊眼35173.281.0837.810底板眼22213.3142.146.211合計(jì)144241.3512下半斷面掘進(jìn)眼1623.2131.9531.2131643.2131.9531.2141563.2131.9529.25151483.2131.9527.3167103.2131.9513.6517周邊眼12123.281.0812.9619底眼24143.3142.150.420合計(jì)104195.9621總計(jì)248437.31表2Ⅲ級圍巖正臺階光面爆破主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)序號項(xiàng)目單位數(shù)量1開挖斷面積m2151.712預(yù)計(jì)每循環(huán)進(jìn)尺m3.003每循環(huán)爆破石方m3455.134炮眼總數(shù)個248.005鉆孔總數(shù)m713.406雷管用量發(fā)2847炸藥用量Kg437.318比鉆眼數(shù)個/m21.639比鉆眼量m/m31.5710比裝藥量Kg/m30.9611單位體積巖體耗雷管量發(fā)/m30.6212預(yù)計(jì)炮眼利用率%94表3Ⅳ級圍巖全段面光面爆破炮眼藥量分配表序號臺階分類炮眼分類炮眼數(shù)(個)雷管段數(shù)(段)炮眼深度(米)炮眼裝藥量每孔藥卷數(shù)(卷/孔)單孔裝藥量(Kg/孔)合計(jì)藥量(Kg)1上臺階掏槽眼612.5111.659.92掘進(jìn)眼232.2111.6533952.291.3512.1541572.291.3520.255內(nèi)圈眼2392.291.3531.056周邊眼35112.260.931.57底板眼16132.3111.6526.48小計(jì)108134.25二臺階掘進(jìn)眼1232.281.214.41452.281.216.8周邊眼12112.240.67.2底板眼1672.391.3521.6小計(jì)5460三臺階掘進(jìn)眼1452.281.216.81472.281.216.8周邊眼10112.240.66底板眼1492.391.3518.9小計(jì)5258.5四臺階掘進(jìn)眼1392.281.215.69112.281.210.8周邊眼8152.240.64.8底板眼15132.391.3520.25小計(jì)4551.45合計(jì)259304.2表4Ⅳ級圍巖正臺階光面爆破主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)序號項(xiàng)目單位數(shù)量1開挖斷面積m2149.62預(yù)計(jì)每循環(huán)進(jìn)尺m23每循環(huán)爆破石方m3299.24炮眼總數(shù)個2595鉆孔總數(shù)m573.16雷管用量發(fā)3027炸藥用量Kg304.28比鉆眼數(shù)個/m21.739比鉆眼量m/m31.9110比裝藥量Kg/m31.0211單位體積巖體耗雷管量發(fā)/m31.0112預(yù)計(jì)炮眼利用率%92(六)施工質(zhì)量控制要點(diǎn)1、做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作,準(zhǔn)確判定圍巖的巖性,合理設(shè)計(jì)爆破參數(shù),為提高光面爆破效果提供前提條件。2、鉆爆作業(yè)嚴(yán)格按爆破設(shè)計(jì)圖進(jìn)行鉆眼、裝藥、接線和引爆。如開挖條件出現(xiàn)變化需要變更設(shè)計(jì)時,由主管技術(shù)人員確定。3、鉆眼前按設(shè)計(jì)爆破圖用紅油漆標(biāo)出炮眼位置及開挖輪廓線,經(jīng)檢查符合設(shè)計(jì)要求后才可鉆眼。4、鉆眼符合下列要求:按照炮眼布置圖正確鉆孔;掏槽眼眼口間距誤差和眼底間距誤差不大于5cm;輔助眼深度、角度按設(shè)計(jì)施工,眼口排距、行距誤差均不得大于10cm;周邊眼位置在設(shè)計(jì)斷面輪廓線上,允許沿輪廓線調(diào)整,其誤差不大于5cm,眼底不超出開挖面輪廓線10cm;內(nèi)圈炮眼至周邊眼的排距誤差不大于5cm,炮眼深度超過2.5m時,內(nèi)圈眼與周邊眼以相同的斜率鉆眼;當(dāng)開挖面凸凹面較大時,按實(shí)際情況,調(diào)整炮眼深度,力求所有炮眼(除掏槽眼和底眼外)眼底在同一垂直面上;鉆眼完畢,按炮眼布置圖進(jìn)行檢查,并做好記錄,有不符合要求的炮眼重鉆,經(jīng)檢查合格后,裝藥起爆。5、裝藥分片分組,按爆破技術(shù)參數(shù)及炮孔布置規(guī)定的單孔裝藥量、雷管段分別”對號入座”。周邊眼采用不耦合裝藥方式,裝藥前將炮眼內(nèi)泥漿、石粉吹洗干凈。所有裝藥的炮眼均堵塞炮泥,周邊眼的堵塞長度大于20cm,仔細(xì)連線并檢查有無漏連現(xiàn)象。五、機(jī)具設(shè)備、材料(見下表)序號機(jī)具名稱型號數(shù)量1風(fēng)動鑿巖機(jī)YT28型50臺2電動空壓機(jī)4臺3多功能組合式鑿巖臺車自制2臺4側(cè)卸式裝載機(jī)ZL-50C1臺5挖掘機(jī)PC3001臺6變壓器S9-500kVA1臺材料序號爆破器材名稱規(guī)格備注12號巖石硝銨炸藥Ф25×200mm無水地段22號巖石硝銨炸藥Ф32×200mm無水地段34號抗水巖石硝銨炸藥銨Ф25×200mm有水地段4RJ-2乳膠炸藥Ф32×200mm有水地段,風(fēng)槍鉆眼5毫秒雷管1—17段6導(dǎo)爆索Ф5.7～6.2mm周邊眼用7火雷管6#、8#工業(yè)雷管8塑料導(dǎo)爆管Ф3.0mm六、勞動組織(見下表)序號分工作業(yè)內(nèi)容人數(shù)1技術(shù)員負(fù)責(zé)全面技術(shù)工作1名2測量員負(fù)責(zé)測量放線2名3鉆爆組負(fù)責(zé)鉆孔、裝藥、起爆30名4出碴組負(fù)責(zé)裝碴、運(yùn)碴20名5排險(xiǎn)組負(fù)責(zé)排險(xiǎn)、安全6名七、施工注意問題:安全、質(zhì)量、環(huán)保(一)安全注意事項(xiàng)1、掘進(jìn)是隧道安全控制的最重要環(huán)節(jié),針對不同地質(zhì)情況,采取合理的開挖方案,嚴(yán)格控制循環(huán)進(jìn)尺,選擇最佳的爆破參數(shù),確保施工安全。2、淺埋段、破碎帶地段隧道開挖要采用機(jī)械開挖結(jié)合淺孔控制爆破方法。爆破后加強(qiáng)監(jiān)測,根據(jù)監(jiān)測和地質(zhì)情況及時調(diào)整爆破參數(shù),保證爆破安全。不良地質(zhì)隧道先治水,短開挖、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、早襯砌,穩(wěn)步前進(jìn)。3、配備足夠的抽水設(shè)施,確保排水順暢。4、鉆孔臺車鉆眼時,必須采用濕式鑿巖,嚴(yán)禁在殘眼中繼續(xù)鉆眼。5、隧道爆破作業(yè)按《爆破安全規(guī)程》操作施工,洞內(nèi)爆破時,必須統(tǒng)一指揮,所有人員應(yīng)撤至不受有害氣體、振動及飛石傷害的地點(diǎn),安全距離大于200米。6、爆破后必須經(jīng)過通風(fēng)排煙,且至少相距15分鐘以上,才準(zhǔn)安全檢查人員進(jìn)入工作面。經(jīng)過檢查和處理確認(rèn)安全后,其它施工人員才準(zhǔn)進(jìn)入工作面。7、瞎炮處理必須設(shè)立警戒區(qū),瞎炮必須由原爆破手按規(guī)定處理。視情況確定具體處理方法:將引線或電線重新接好,再行起爆,嚴(yán)禁打殘眼;在距瞎炮0.6m處打一平行炮眼誘爆,但必須注意巖層節(jié)理情況,在打眼地點(diǎn)不得有連通瞎炮的裂縫;安全妥善地取出堵塞物,重裝藥起爆。8、爆破器材加工,在遠(yuǎn)離洞口100m外的加工房中進(jìn)行。9、隧道掘進(jìn)中,圍巖量測是施工管理的主要環(huán)節(jié)。根據(jù)不同地質(zhì)采取相應(yīng)的安全技術(shù)措施。10、隧道開挖后及時進(jìn)行施工支護(hù),圍巖量測數(shù)據(jù)有變或噴砼表面開裂、地表出現(xiàn)裂縫時,要視為危險(xiǎn)警告信號,必須立即通知施工人員撤離現(xiàn)場,待加固處理后再行施工。(二)質(zhì)量注意事項(xiàng)1、裝藥作業(yè)(1)清孔:裝藥前用高壓風(fēng)清孔,吹干凈孔內(nèi)積水及碴粒。(2)裝藥:裝藥前核對雷管段數(shù),使之與設(shè)計(jì)相符,同時按鉆爆設(shè)計(jì)的裝藥結(jié)構(gòu)及藥卷規(guī)格藥量裝藥。裝藥時,藥裝到孔底,起爆藥包用炮棍緩慢送入,防止拉雷管或破損導(dǎo)爆管。(3)裝藥檢查:裝藥時,將雷管段數(shù)標(biāo)于孔外導(dǎo)爆管上,由檢查人員對雷管段數(shù)進(jìn)行復(fù)核,確保準(zhǔn)確無誤,同時核對藥卷規(guī)格及裝藥長度,使每孔裝藥符合設(shè)計(jì)要求,檢查后做好記錄。(4)堵塞:所有炮眼裝藥后,用炮泥進(jìn)行堵塞,其長度為30cm。炮泥用機(jī)械加工,用炮棍頂進(jìn),堵塞做到封孔嚴(yán)密。2、爆破作業(yè)(1)連結(jié)網(wǎng)絡(luò):連結(jié)時盡可能靠近眼孔,孔外網(wǎng)路盡量短,使連結(jié)整齊,便于直觀檢查網(wǎng)路。連結(jié)系統(tǒng)盡量短,但不拉細(xì)、打結(jié),避免導(dǎo)爆管、連結(jié)塊受損壞等。每個簇聯(lián)或連結(jié)塊內(nèi)都有引爆雷管。(2)爆破及瞎炮處理:網(wǎng)絡(luò)連結(jié)檢查合格后,撤離受爆破影響范圍內(nèi)所有設(shè)備和非爆破作業(yè)人員,設(shè)好防護(hù)哨、發(fā)出起爆信號后即點(diǎn)燃導(dǎo)火索,爆破人員快速撤離進(jìn)行爆