水工隧道光面爆破總結(jié)

TOC\o"1-5"\h\z1．概述 12.設(shè)計(jì)地質(zhì)概況 13.爆破試驗(yàn) 2爆破方案設(shè)計(jì) 2爆破方案驗(yàn)證 6結(jié)語(yǔ) 9光面爆破試驗(yàn)總結(jié)光面爆破試驗(yàn)總結(jié)光面爆破試驗(yàn)總結(jié)光面爆破試驗(yàn)總結(jié)概述爆破開(kāi)挖作為隧道開(kāi)挖施工的一種常規(guī)施工方法應(yīng)用十分普遍，特別是在巖石地質(zhì)條件下，爆破開(kāi)挖成了極為普遍的施工手段。在爆破開(kāi)挖過(guò)程中如何有效控制隧道超欠挖，使爆破巖面平整、開(kāi)挖輪廓符合設(shè)計(jì)要求是隧道開(kāi)挖過(guò)程中質(zhì)量控制的難點(diǎn)，要達(dá)到上述質(zhì)量控制目標(biāo)，采用光面爆破是重要有效手段。但由于地質(zhì)、巖層變化的多變性決定了光面爆破施工參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化性，實(shí)際施工過(guò)程中需根據(jù)每一個(gè)工程地質(zhì)環(huán)境的不同進(jìn)行相應(yīng)循環(huán)的光面爆破試驗(yàn)后才能確定該工程實(shí)際的光面爆破指導(dǎo)參數(shù)。為了采集本我標(biāo)段地質(zhì)探洞工程光面爆破施工參數(shù)，優(yōu)化爆破方案、指導(dǎo)后續(xù)爆破施工，我標(biāo)段分別在5#地質(zhì)探洞III類(lèi)圍巖段、6#地質(zhì)探洞W類(lèi)圍巖段進(jìn)行了相應(yīng)光面爆破試驗(yàn)。設(shè)計(jì)地質(zhì)概況5#地質(zhì)探洞進(jìn)口底板高程2715m,終點(diǎn)底板高程，洞軸線為直線,洞軸線方向N44°42'7〃W，全長(zhǎng)930m。洞身斷面為城門(mén)洞型，凈空斷面尺寸mX7m。其K0+000m?K0+058m，長(zhǎng)58m，垂直埋深12m?64m。圍巖巖性為變質(zhì)砂巖與板巖互層，巖體強(qiáng)?弱卸荷，弱風(fēng)化為主、局部強(qiáng)風(fēng)化，無(wú)地下水分布，巖體以鑲嵌狀結(jié)構(gòu)為主，圍巖類(lèi)別主要為V類(lèi)。K0+058m?K0+930m，長(zhǎng)872m，垂直埋深64m?740m。圍巖巖性為變質(zhì)砂巖與板巖互層，巖體微風(fēng)化?新鮮，弱風(fēng)化夾層發(fā)育，裂隙較發(fā)育，巖體中地下水發(fā)育，以滲、滴水?線狀流水為主，局部股狀涌水。巖體以次塊狀結(jié)構(gòu)為主，局部鑲嵌結(jié)構(gòu)，圍巖類(lèi)別III類(lèi)為主，局部W類(lèi)，斷層、擠壓帶為V類(lèi)。巖體中隨機(jī)分布有小斷層及節(jié)理裂隙的不利組合塊體。6#地質(zhì)探洞進(jìn)口底板高程2713m,終點(diǎn)底板高程，洞軸線為直線，洞軸線方向N44°42'7〃W，全長(zhǎng)578m。洞身斷面為城門(mén)洞型，凈空斷面尺寸mX7m。其K0+000?K0+020段，垂直埋深5m?23m。圍巖巖性為變質(zhì)砂巖夾板巖，巖體強(qiáng)卸荷、弱風(fēng)化為主，基本無(wú)地下水分布，巖體以塊裂狀結(jié)構(gòu)為主，圍巖類(lèi)別主要為V類(lèi)。K0+020?K0+051段垂直埋深23m?80m。圍巖巖性為變質(zhì)砂巖夾板巖，巖體弱卸荷、弱風(fēng)化，裂隙較發(fā)育，巖體中地下水不豐，以滲、滴水為主，巖體以鑲嵌?次塊狀結(jié)構(gòu)為主，圍巖類(lèi)別主要可類(lèi)，擠壓破碎帶或小斷層為V類(lèi)。K0+051?K0+578段垂直埋深80m?625m。圍巖巖性為變質(zhì)砂巖夾板巖，巖體微風(fēng)化?新鮮，局部弱風(fēng)化夾層發(fā)育，裂隙較發(fā)育，巖體中地下水較發(fā)育，以滲、滴水~線狀流水為主，局部股狀涌水。巖體以次塊狀?塊狀結(jié)構(gòu)為主，局部鑲嵌結(jié)構(gòu)，圍巖類(lèi)別主要為III類(lèi)，局部可類(lèi)，擠壓破碎帶或小斷層為V類(lèi)。巖體中隨機(jī)分布有小斷層及節(jié)理裂隙的不利組合塊體。爆破試驗(yàn)3.1爆破方案設(shè)計(jì)III、W類(lèi)圍巖洞段采用全斷面鉆爆法進(jìn)行開(kāi)挖施工，2；W2。為了為爆破試驗(yàn)提供理論參照依據(jù)，試驗(yàn)前首先根據(jù)相關(guān)爆破理論及我單位的施工經(jīng)驗(yàn)制定了爆破試驗(yàn)的相關(guān)理論參數(shù)。a、 鉆孔深度及孔徑根據(jù)地質(zhì)探洞斷面大小，采用人工手持YT28風(fēng)鉆鉆孔，鉆頭直徑38mm，成孔直徑42mm。III類(lèi)圍巖設(shè)計(jì)炮眼深度掏槽眼為3.2m、其它眼3.0m°W類(lèi)圍巖設(shè)計(jì)炮眼深度掏槽眼為2.2m、其它眼2.0m。b、 炮孔數(shù)量估算炮孔數(shù)量根據(jù)探洞開(kāi)挖斷面積、巖石性能和炸藥性能參照以下經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算：N=K*V（fs）o式中K為系數(shù)，取值1.7；f巖石堅(jiān)固系數(shù)，III類(lèi)圍巖取值80,W類(lèi)圍巖取值75；s開(kāi)挖斷面積，111類(lèi)圍巖S=m2,W類(lèi)圍巖S=52.03m2。根據(jù)上式計(jì)算得III類(lèi)圍所需巖炮孔數(shù)為109個(gè)；W類(lèi)圍巖所需炮孔數(shù)為106個(gè)。c、 周邊孔間距E周邊孔沿開(kāi)挖沿開(kāi)挖輪廓線布置,III、W級(jí)圍巖均屬于硬巖類(lèi)別，根據(jù)相關(guān)施工規(guī)范和施工經(jīng)驗(yàn)周邊孔間距取值50cm。d、 周邊眼抵抗線W周邊眼抵抗線及周邊光爆層厚度，周邊眼最小抵抗線取值W=65cm。e、 掏槽孔布置掏槽采用“垂直楔形掏槽”的方式，掌子面共設(shè)置6個(gè)掏槽孔。f、 炮孔布置根據(jù)上述擬定參數(shù)結(jié)合開(kāi)挖斷面積對(duì)掌子面炮孔布置如下：表-1 炮孔布置一覽表布置參數(shù)周邊孔二圈孔三圈孔四圈孔底板孔掏槽孔間距拱部5070809070(cm)邊墻50757575孔數(shù)拱部201396126（個(gè)）邊墻/底部16101011每循環(huán)炮孔數(shù)量合計(jì)（個(gè)）113

炮孔布置示意圖（尺寸cm計(jì)）根據(jù)以上炮孔布置情況可知實(shí)際每循環(huán)布置113個(gè)炮孔滿(mǎn)足理論炮孔需求數(shù)量。g、裝藥參數(shù)及裝藥結(jié)構(gòu)炸藥藥卷直徑的需用需要考慮不耦合系數(shù)，一般情況下不耦合系數(shù)在1.0?2.0之間。本工程炸藥使用2#巖石乳化炸藥，藥卷直徑e32mm,周邊孔。周邊孔采用間隔裝藥，其余炮眼采用卷連續(xù)裝藥。直徑e32mm標(biāo)準(zhǔn)藥（長(zhǎng)22cm,重200g），裝藥結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖所示。周邊眼間隔裝藥示意圖連續(xù)裝藥示意圖理論爆破參數(shù)見(jiàn)表-2、表-3,各類(lèi)圍巖理論爆破經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見(jiàn)表-4。表-2III類(lèi)圍巖理論爆破參數(shù)表序號(hào)炮眼名稱(chēng)炮眼深（m）炮眼外插角度（°）炮眼數(shù)量裝藥量（kg）裝藥系數(shù)雷管段別（Ms）單孔合計(jì)1掏槽孔6Ms12四圈孔3.0171.70.58Ms33三圈孔3.0191Ms54二圈孔3.0231.00.37Ms75周邊孔3.0外插1~2度360.80.29Ms96底板孔3.0外插1~2度121.80.66Ms11合計(jì)113備注：雷管段別也可根據(jù)起爆順序選用其它段別進(jìn)行搭配，只要滿(mǎn)足每爆破循環(huán)不少于5個(gè)段要求即可。表-3W類(lèi)圍巖理論爆破參數(shù)表序號(hào)炮眼名稱(chēng)炮眼炮眼外插角炮眼裝藥量（kg）裝藥雷管段別深(m)度（°）數(shù)量單孔合計(jì)系數(shù)(Ms)1掏槽孔2.260Ms12四圈孔2.0171.00.55Ms33三圈孔2.01910.44Ms54二圈孔2.0230.44Ms75周邊孔2.0外插1~2度360.7Ms96底板孔2.0外插1~2度121.00.55Ms11合計(jì)113備注：雷管段別也可根據(jù)起爆順序選用其它段別進(jìn)行搭配，只要滿(mǎn)足每爆破循環(huán)不少于5個(gè)段要求即可。表-4各類(lèi)圍巖爆破理論經(jīng)濟(jì)指標(biāo)項(xiàng)目各類(lèi)圍巖參數(shù)圍巖等級(jí)單位III類(lèi)W類(lèi)開(kāi)挖斷面積m251.0552.03炮眼深度m炸藥種類(lèi)2#巖石乳化炸藥2#巖石乳化炸藥藥卷規(guī)格mm?32X200?32X200雷管種類(lèi)非電毫秒雷管非電毫秒雷管炮眼數(shù)目個(gè)113113炸藥總耗量Kg95爆破總方量m3單位耗藥量kg/m33.2爆破方案驗(yàn)證為了驗(yàn)證爆破方案的可行性、經(jīng)濟(jì)合理性，我部分別在5#地質(zhì)探洞III類(lèi)圍巖段、6#地質(zhì)探洞W類(lèi)圍巖段對(duì)理論爆破方案進(jìn)行了試爆驗(yàn)證。3.2.1III類(lèi)圍巖段爆破試驗(yàn)第一次按照擬定的理論爆破方案選擇在5#地質(zhì)探洞III類(lèi)圍巖段進(jìn)行試爆，爆破后對(duì)其爆破效果進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證。爆破后周邊眼炮孔殘留率28/36=78%，炮孔部位巖面有粉碎損傷及超挖現(xiàn)象，局部最大超挖25cm。針對(duì)爆破后周面巖面的光爆效果情況，經(jīng)分析后我部認(rèn)為超挖的主要原因在于周邊眼的藥量偏大，為此按以下爆破參數(shù)進(jìn)行調(diào)表-5III類(lèi)圍巖爆破調(diào)整參數(shù)表序號(hào)炮眼名稱(chēng)炮眼深（m）炮眼外插角度（°）炮眼數(shù)量裝藥量（kg）裝藥系數(shù)雷管段別（Ms）單孔合計(jì)1掏槽孔6Ms12四圈孔3.0171.70.58Ms33三圈孔3.0191Ms54二圈孔3.0231.00.37Ms75周邊孔3.0外插1~2度360.60.22Ms96底板孔3.0外插1~2度121.80.66Ms11合計(jì)113根據(jù)調(diào)整后表-5中得爆破參數(shù)進(jìn)行第二次爆破試驗(yàn)，爆破后周邊眼炮孔殘留率31/36=86%，周邊巖面僅有極少炮孔裝藥部位有輕微爆破粉碎損傷現(xiàn)象，最大超挖12cm，局部突出巖塊欠挖6cm。為了再次驗(yàn)證爆破效果，按照表-5的爆破參數(shù)進(jìn)行了第三次爆破試驗(yàn)。第三次爆破后經(jīng)對(duì)光爆面進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)炮孔殘留率32/36=89%，最大超挖9cm，局部欠挖5cm。根據(jù)第二次、第三次的爆破情況看整個(gè)開(kāi)挖面線性輪廓圓順，炮孔殘留率達(dá)到規(guī)范要求，參數(shù)調(diào)整達(dá)到預(yù)期質(zhì)量效果。3.2.2W類(lèi)圍巖段爆破試驗(yàn)W類(lèi)圍巖段爆破試驗(yàn)選擇在6#地質(zhì)探洞進(jìn)行。根據(jù)表-3的W類(lèi)圍巖理論爆破參數(shù)表進(jìn)行第一次爆破試驗(yàn)，爆破后對(duì)周邊圍巖爆破質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，周邊孔炮眼殘留率26/36=72%，最大超挖18cm,局部欠挖7cm，圍巖裂隙中等發(fā)育。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況判斷周邊孔的用藥量稍有偏大。為此將表-3中W類(lèi)圍巖的理論爆破參數(shù)進(jìn)行調(diào)整如下：表-6W類(lèi)圍巖爆破調(diào)整參數(shù)表序號(hào)炮眼名稱(chēng)炮眼深（m）炮眼外插角度（°）炮眼數(shù)量裝藥量（kg）裝藥系數(shù)雷管段別（Ms）單孔合計(jì)1掏槽孔6Ms12四圈孔2.0171.00.55Ms33三圈孔2.0190.44Ms54二圈孔2.0230.60.33Ms75周邊孔2.0外插1~2度360.40.22Ms96底板孔2.0外插1~2度121.00.55Ms11合計(jì)113根據(jù)調(diào)整后表-6中得爆破參數(shù)進(jìn)行第二次爆破試驗(yàn)，爆破后周邊眼炮孔殘留率30/36=83%，周邊巖面僅有極少炮孔裝藥部位有輕微爆破粉碎現(xiàn)象，最大超挖8cm，局部突出巖塊欠挖7cm。為了再次驗(yàn)證爆破效果，按照表-6的爆破參數(shù)進(jìn)行了第三次爆破試驗(yàn)。第三次爆破后經(jīng)對(duì)光爆面進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)炮孔殘留率29/36=81%，最大超挖9cm，局部欠挖10cm。根據(jù)第二次、第三次的爆破情況說(shuō)明調(diào)整后爆破參數(shù)達(dá)到預(yù)期質(zhì)量效果。根據(jù)爆破試驗(yàn)中調(diào)整驗(yàn)證的III、W類(lèi)圍巖的爆破效果情況說(shuō)明按照表-5、表-6的參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)圍巖類(lèi)別的爆破施工能夠滿(mǎn)足基本光爆質(zhì)量的控制標(biāo)準(zhǔn)要求。爆破后開(kāi)挖輪廓圓順、平整、規(guī)則成型，平均線性超挖小于15m，局部欠挖小于10cm，炮眼利用率大于90%，炮孔殘留率大于80%，石渣平均塊徑小于60cm，堆渣集中，拋距小于30m，爆破后圍巖穩(wěn)定，無(wú)剝落、掉塊。爆破作業(yè)的相應(yīng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù)如下:表-7各類(lèi)圍巖爆破經(jīng)濟(jì)指標(biāo)項(xiàng)目各類(lèi)圍巖參數(shù)圍巖等級(jí)單位III類(lèi)W類(lèi)開(kāi)挖斷面積m251.05炮眼深度m炸藥種類(lèi)2#巖石乳化炸藥2#巖石乳化炸藥藥卷規(guī)格mm?32X200?32X200雷管種類(lèi)非電毫秒雷管非電毫秒雷管炮眼數(shù)目個(gè)113113炸藥總耗量Kg爆破總方量m3單位耗藥量kg/m30.870.77結(jié)語(yǔ)根據(jù)我標(biāo)段在III、W類(lèi)圍巖段開(kāi)展的光面爆破效果情況，反映出光面爆破的控制是一個(gè)動(dòng)態(tài)控制的過(guò)程，除了制定理論的爆破參數(shù)外還應(yīng)從以下方面控制、調(diào)整相關(guān)爆破參數(shù)才能使光爆質(zhì)量達(dá)到預(yù)期的質(zhì)量效果：a、 測(cè)量放樣測(cè)量放樣是確保開(kāi)挖輪廓準(zhǔn)確性的關(guān)鍵。開(kāi)鉆前必須對(duì)開(kāi)挖輪廓進(jìn)行準(zhǔn)確放樣，然后根據(jù)開(kāi)挖輪廓線測(cè)放炮孔位置，在各炮孔位置采用紅色油漆標(biāo)志孔位，以便風(fēng)槍工進(jìn)行準(zhǔn)確鉆孔。b、 靈活調(diào)整裝藥參數(shù)對(duì)同級(jí)圍巖，由于其構(gòu)造、破碎程度等的不同情況，需要根據(jù)具體情況靈活調(diào)整裝藥參數(shù)才能獲得