雷打石隧道爆破施工方案(终)

精选优质文档-倾情为你奉上广东省潮州至惠州高速公路TJ3合同段隧道爆破施工专项方案中交第二公路工程局有限公司广东省潮州至惠州高速公路TJ3合同段项目经理部2013年11月目 录专心-专注-专业潮州至惠州高速公路TJ3合同段雷打石隧道爆破施工专项方案一、工程概况雷打石隧道分左、右线布置，左线隧道里程ZK40+858ZK41+730，长872m,进口设计标高31.879m，出口设计标高38.09m，最大埋深110.6m，纵坡0.781%；右线里程K40+820K41+758，长938m，进口设计标高31.582m，出口设计标高36.868m，最大埋深104.5m，纵坡0.781%。两端洞门类型均采用端墙式。二、施工方案选择为了保证隧道开挖质量，又能加快施工工期，采用“矿山法”施工方法，即采用“钻眼爆破”方式破岩，为了使爆破后的围岩断面轮廓整齐，最大限度的减轻爆破对围岩的扰动和破坏，尽可能的保持原岩的完整性和稳定性，拟采用全断面光面爆破施工方案。三、爆破方案设计1、爆破器材的选择1）炸药的选择隧道工程爆破用的炸药应是使用安全、性能稳定、威力适当、产生有毒有害气体少的炸药。目前在隧道施工爆破中使用最广的是硝胺类炸药。根据工程情况，选用2号岩石硝铵炸药，周边眼使用小直径炸药，其他眼使用标准型炸药。可根据当地实际情况选用炸药。其药卷规格、炸药性能如表一所示：、表一 隧道所用药卷规格、炸药性能序号炸药名称炸药规格炸药性能适用范围直径/mm长度/mm质量/g密度/(g/cm)爆速/（m/s）猛度/mm威力/ml殉爆/cm有害气体/(L/kg)保存期/月12号岩石硝铵炸药（标准型）351651500.953050123207436适用于一般岩石隧道，孔径40mm以下的炮眼爆破；大孔径的光爆22号岩石（小直径）222701050.8422003203436适用于一般岩石隧道的周边光爆2)起爆材料起爆材料可以用导爆管和非电雷管，因为塑料导爆管具有抗电、抗火、抗冲击性能好；起爆传爆性能稳定，甚至扭结、180对折、局部断药、管端对接仍能正常传爆；安装简单；使用方便；价格便宜；运输和使用过程中抗破坏能力强；且可以作为非危险品运输等优点。导爆管的发爆可以用8号火雷管、导爆索、击发枪、专用激发器发爆，本工程中使用专用激发器发爆。2、爆破参数的确定1）炮眼深度L本工程要求月成硐150m，全断面一次开挖，每日2个循环，每月按28d计，每掘进循环的计划进尺数，根据炮眼深度计算式有：式中 L炮眼深度，m； l每掘进循环的计划进尺数，m； 炮眼利用率，不低于0.85，本设计取0.92。实际取炮眼深度为2.9m，每循环进尺，一般深掏槽眼较其他炮眼深度加深。2）炮眼直径D隧道工程爆破中，常用不耦合系数来控制药卷直径和调整炮眼直径，它反映炮眼孔壁与药卷之间的空隙程度。药卷直径的大小应与炮眼直径D相匹配，以免发生沟槽效应而导致被动药卷拒爆，一般炮眼应将控制在，周边炮眼应将控制在，采用间隔装药时，还要保证药卷之间的间隔距离不大于其殉爆距离，避免发生被动药卷拒爆。炮孔过小，不利于装填药卷；炮孔过大，会降低爆破效果和钻眼速度。根据施工单位常用的钻孔设备和已选用的药卷直径，确定炮孔直径为42mm。3）炮眼数N根据公式：式中 炮眼数目，不包括未装药的空眼数；单位耗药量，一般取；开挖面积（为设计开挖面积，施工开挖面积应在其基础上适当加大，即预留变形量）；装药系数，即装药长度与炮眼全长的比值，其取值参考表二；每米药卷的炸药质量，kg/m，2号岩石硝铵炸药（标准型）每米质量据表一可算出为0.91kg/m。表二 装药系数值炮眼名称围岩类别、掏槽眼0.50.550.600.650.80辅助眼0.40.450.500.550.70周边眼0.40.450.550.600.75开挖断面 装药系数根据表二，并综合考虑各类炮眼的装药系数选取，=0.42。单位炸药消耗量根据表三选取，因为使用台阶法开挖，所以根据表一，推算出=0.91，带入上式则有个实际取164个炮眼。表三 隧道爆破单位耗药量q（kg/m）掘进断面积/m围岩类别461.51.82.32.9791.31.62.02.510121.21.51.82.2513151.21.41.72.116201.11.31.62.040431.11.4注：围岩分类根据附录1分类；表中所用炸药为2号岩石铵梯炸药。4）总装药量根据装药量计算式，计算一个循环的总装药量，可以根据围岩不同的情况据表三确定q的取值。3、工作面炮眼布置隧道爆破通常采用掏槽爆破，并采用周边光面爆破技术，将开挖断面上的炮眼分区布置，并分区分层按顺序起爆，逐步扩大完成一次爆破开挖。分为掏槽眼、辅助眼、周边眼。其布置顺序是：先选择确定掏槽方式并布置掏槽眼；然后布置周边眼（确定周边眼间距E、最小抵抗线W、开眼位置d、外插角）；最后在掏槽眼与周边眼之间逐层布置辅助眼。辅助眼最外一圈炮眼称为“内圈眼”。1）掏槽眼的选择方式与布置掏槽眼一般应布置在开挖面中央偏下部位。为使爆出平整的开挖面，除掏槽眼和低眼外，所有炮眼眼底应落在同一平面上。通常掏槽眼与底部炮眼深度相同，比其他炮眼深1520cm。直孔掏槽面积（包括辅助掏槽孔）占断面总面积5%10%，槽口尺寸常在1.01.2之间。楔形掏槽面积占断面总面积10%20%,槽口尺寸常在416之间。由于本隧道断面积达到57m，炮孔实际深度为2.9m，为断面较大，炮眼较深的开挖形式，由于为全断面一次开挖，拟采用垂直楔形掏槽中的二级复楔形方式，内楔孔深应较小，装药也较少并先行起爆。由于目前还没有较好的斜孔掏槽炮孔间距理论公式，根据施工需要以及经验参数表四，拟共布置10个掏槽眼，其中外楔孔6个，眼深在每循环炮眼深度2.9m的基础上加深0.2m，所以深度取3.1m，外楔孔与工作面相交角度为74，每对眼的眼口距离B为2.1m，眼底的距离b为0.3m；内楔孔4个，深度取1.5m，其与工作面相交角度为72，每对眼的眼口距离B为1.16m，眼底距离b为0.2m。具体参数如图二所示。表四 垂直楔形掏槽爆破参数围岩类别斜度比B/cmb/cm炮眼数量/个类及以上70801:0.271:0.187080304类75801:0.271:0.186070304670751:0.371:0.27506025655701:0.471:0.373050206注：为掏槽眼与工作面的夹角；B为掏槽眼眼口的间距；b为掏槽眼眼底的间距。楔形掏槽的特点是：掏槽眼数目少且炸药消耗量低，掏槽体积大，易将岩石抛出。但是，掏槽眼深度受到隧道断面尺寸的限制，不便于多台凿岩机同时作业，岩石抛出较远且岩堆分散，影响装岩效率，不易提高循环进尺。掏槽眼单孔装药量计算：由表二掏槽眼装药系数=0.5，辅助眼装药系数=0.4，周边眼装药系数=0.4。单个炮孔的装药量、装药卷数与装药系数、炮眼深度和单个药卷的长度及质量有关，具体计算如下：4个浅掏槽眼： 单孔装药卷数=0.51.580.165=4.8卷 （实际取5卷） 单孔装药量=50.15=0.75 kg6个深掏槽眼： 单孔装药卷数=0.53.250.165=9.85卷 （实际取10卷） 单孔装药量=100.15=1.5 kg2）周边的布置和光面爆破技术周边眼布置原则和标准为：应严格按照设计位置布置；断面拐角处应布置炮眼；为满足机械钻眼需要和减少超欠挖，周边眼设计位置应考虑0.030.05的外差率。并应保证岩面平整，围岩壁上保存有50%以上的半面炮眼痕迹，无明显的爆破裂缝；超欠挖尺寸符合规定要求，围岩面上无危石。岩体较坚硬或较完整时，眼口应布置在设计轮廓线上，眼底应落在设计轮廓线以外1015cm；当岩体较软或较破碎时，眼口则应开在开挖轮廓线以内510cm，低眼应落在设计轮廓线上。光面爆破参数的确定原则和方法：周边眼间距E与炮眼直径d关系应满足E=（1018）d，一般取E=mm，一般取E=mm；周边眼密集系数K（K=E/W）应控制在0.670.8之间，所以光爆层厚度（最小抵抗线）W一般取mm之间；装药不耦合系数应保证，并保证药卷直径不小于炸药的临界直径；线装药密度即单位长度炮眼中的装药量应满足，软岩或采用光爆层单独爆落时，为0.150.25kg/m，硬岩或全断面一次起爆时，为0.300.35kg/m。具体数值如表五所示：表五 光面爆破一般参考数值岩石类别炮眼间距E/cm抵抗线W/cm密集系数K=E/W装药集中度/()硬岩557060800.71.00.300.35中硬岩456560800.71.00.200.30软岩355040600.50.80.070.12 根据实际情况，选取本隧道周边眼间距为450mm，最小抵抗线取550mm，光爆孔密集系数为0.82。由于围岩较软，周边眼向外倾斜，眼底落在施工轮廓线上，眼口应在设计轮廓线以内，即预留变形量，其值据表六可取100mm，周边眼外差率为0.034。按照隧道周边总长度和炮孔间距，计算周边眼个数为实际取64个。周边眼单孔装药量计算：由表二得周边眼装药系数=0.4，根据表五和实际情况取装药集中度为0.2。单个炮孔的装药量计算如下：单孔装药量=单孔装药长度装药集中度=2.90.40.2=0.24kg单孔装药卷数=0.240.105=2.3 卷实际取2.5卷，并采用反向装药且为间隔装药，装药长度为1.2m。表六 新奥法施工开挖预留变形量公路隧道铁路隧道围岩类别跨度/m围岩级别隧道类别910577121217特殊设计普通双线隧道133557710特殊设计7935577101015普通单线隧道133557710高速双线隧道35588101015现场量测测定高速单线隧道255808123）辅助眼及底眼布置掏槽爆破后，由于槽腔的存在，辅助眼爆破就存在两个自由面，类似露天台阶爆破情况，因此辅助眼爆破参数的选取与台阶爆破相同，其最小抵抗线可按表七确定，还可以根据其与孔径的比值选取，坚硬岩石为W=（2530）；中等坚硬岩石为W=（3035）；松软的岩石为W=（3540）。 表七 辅助眼的最小抵抗线W （单位：m）岩石坚固系数f炸药做工能力/ml40011.50.880.961.01.101.151.201.620.82 0.900.920.961.01.10340.720.800.820.900.921.0560.660.700.720.800.820.90780.600.650.660.700.720.809110.520.580.600.640.660.7012140.450.500.520.500.600.6415180.420.440.450.500.520.60由于本设计中选用的是2号岩石硝铵炸药，其威力为320ml，岩石坚固系数f=45，所以据表七和孔径的比值综合考虑，可以选择最小抵抗线W为0.72m。辅助眼炮孔间距取为，此设计中，根据实地情况，计算出孔间据为0.8m。总炮眼数为90个。辅助眼单孔装药量计算：由表二辅助眼装药系数=0.4，并由表一可以查出炸药的规格参数。单个辅助眼炮孔的装药量具体计算如下： 单孔装药卷数=0.42.90.165=7卷 单孔装药量=70.15=1.05 kg4）装药结构和填塞装药结构式指被动药卷和主动药卷在炮眼中的位置形式。它包括药卷之间的间距、主动药卷的位置和方向、眼口的堵塞方式，其可分为正向装药和方向装药，也可分为连续装药和间隔装药。具体结构如图三所示。正向装药是将主动药卷放在眼口第二个位置上，雷管聚能穴朝向眼底；反向装药是将主动药卷放在眼底第二个药卷位置，雷管聚能穴朝向眼口。图三 装药结构在本设计中，由于反向装药结构能提高炮眼利用率，减少瞎炮率，减小石渣块度，增大抛掷能力和降低炸药消耗量，所以采用反向装药。其中掏槽眼和辅助眼采用连续装药，周边眼采用间隔装药，且药卷之间用炮泥隔开。在炮孔用粘土或粘土加砂混合制作的炮泥填塞，填塞长度约为炮孔长度的1/3，当孔长小于1.2m时，填塞长度应为炮孔的1/2。爆破图表及起爆根据爆破器材情况，采用毫秒导爆管雷管孔内控制延期起爆法，即采用微差爆破法，起爆顺序为：掏槽眼辅助眼周边眼底眼，且在同一个开挖面上，同圈炮眼同时起爆，不同圈（层）的炮眼则“由内向外逐层起爆”。各个炮眼所使用的毫秒导爆管段别和起爆先后顺序等相关参数如表九所示，延迟时间如表八所示。采用导爆管复试练级方式，炮孔布置及爆破网络如图四、图五所示。表八 迟发非电雷管的段别及延期时间毫秒迟发雷管（第二系列）半秒迟发雷管秒迟发雷管段别延期时间/ms段别延期时间/ms段别延期时间/s段别延期时间/s113114604010.1311.022510125504520.50.1522.00.535010136505031.00.1534.00.64147605541.50.2046.00.8511015158806052.00.2058.00.96150201662.50.20610.01.071773.00.2078250251883.50.20819.02.09310301993.84.5925.02.5103803520104.65.31032.03.0表九 爆破参数表炮孔名称炮孔编号孔深/m孔数单孔装药量/kg总装药量/kg雷管段别起爆顺序掏槽眼141.540.751215103.161.53辅助眼11122.9901.0594.5513167173393464116510013周边眼2.9440.2410.5615180.244.3217合计162121.38 图四 炮眼布置图（单位：dm）图五 爆破网络图（导爆管复试连接）四、钻眼爆破安全注意事项（1）装药前应检查顶板情况，撤出设备与机具，并切断照明以外的一切设备电源；（2）放炮母线要妥善的挂在巷道的侧帮上，并与金属物体、电缆、电线离开一定距离；（3）在规定的安全地点装配引要；（4）检查工作面20m范围内瓦斯含量，并按煤矿安全规程有关规定处理；（5）装药时要细心地将药卷装到眼底，防止擦破药卷、装错雷管段号、拉断脚线。有水的炮眼应防止药卷受潮拒爆。（6）装药、连线后应由放炮员与班、组长进行技术检查，并做好放炮前的安全布置；（7）放炮后要等工作面通风散烟后，放炮员率先进入工作面，并经检查认为安全后方能进行工作；（8）发现瞎炮应及时处理，如瞎炮是由连线不良或错连所造成，则可重新连线补爆；如不能补爆，则应在距原炮眼0.3m外钻一个平行的炮眼，重新装药放炮，严禁手拉式或掏挖瞎炮；（9）应在装药前严格检查爆破器材。装、联过程中应严格操作和检查，尽量消除产生瞎炮的可能。