隧道施工爆破作业指导书

隧道施工爆破作业指导书一、 工程概况：歌乐隧道设计为双线铁路隧道，旅客列车设计行车速160Km/h并通行双层集装箱。轨道类型为重型，铺设碎石道床，型轨枕及60kg/m钢轨，内轨顶面至道床底面高度为77cm。本隧全长4584m，属于长大隧道，设计里程为DK401+546DK406+130。隧道开挖断面为137147，跨度13m多，高度约12m。二、地貌、地质状况 本隧位于云贵高原，地貌属剥蚀、溶蚀残丘地貌，地表植被发育，地表水主要为歌乐水库库水和山间沟水，水流量随季节变化较明显，雨季地表水量明显增大。隧道埋深由0至144m，地层基岩主要为玄武岩和灰岩，节理极其发育，溶洞、溶槽较多变化较快，地下水以基岩裂隙水为主，本隧位于常年地下水位以下，含水量丰富。本隧级围岩3段共计1400米，占总长的30.54%，级围岩岩层接触带1段共计100米，占总长的2.18%。本区域地层为上覆第四系全新统坡洪积、坡残积层：软土、松软土、黏土、砾砂、细圆砾土、粗圆砾土、粗角砾土；局部既有线、便道分布人工填筑粉质黏土；下伏基岩为二迭系上统峨嵋山组玄武岩组玄武岩、下统茅口组灰岩。玄武岩与灰岩两地层在隧道出口附近呈角度不整合接触，玄武岩岩层节理极发育。地表水为歌乐水库库水和山间沟水。山间冲沟雨季时沟内水量明显增加，以季节性流水为主，另在隧道左侧700米处有一水库，主要积蓄洪水，用于农业灌溉，受大气降水补给。地表水对混凝土结构无侵蚀性。隧道穿越区基岩在DK405+700以前段为玄武岩，节理裂隙极发育，地下水以基岩裂隙水为主，其后段为灰岩，以岩溶水为主。隧道洞身多条沟中均有流水，水量随季节变化。故隧道洞身位于常年地下水位以下，含水量较丰富；地表水、地下水排泄方向以DK404+600为分水岭，向隧道两端排泄，隧道用水主要来自隧道两侧，地下水对混凝土具有弱硫酸性侵蚀及弱中等溶出性侵蚀。本隧道涌水量约在1600025000m3/d。本区域不良地质为岩溶，特殊岩土为松软土、软粘土、红粘土。三、开挖方案的确定： 级围岩原设计为中壁法、台阶加临时仰拱法，但因施工工序较多，进度较慢，2008年8月27日、10月27日，经昆明铁路局曲靖铁路建设指挥部、中铁二院六沾项目部、中铁建工集团有限公司六沾铁路项目经理部、中铁二院咨询监理公司六沾二线监理部四方协商，形成会议纪要，做出决定：级围岩开挖方法调整为台阶法。全断面分上下断面开挖。上断面从起拱线开始，高6m左右。上半断面超前下半断面20-30m，形成台阶。上半断面采用光面爆破，下半断面采用预裂爆破。凿岩机采用国产76-55型钻机，钻头直径35-60mm。上半断面上部钻眼在自制台架上进行，下半断面在自制台车平台上进行。装碴采用装载机，自卸汽车运碴。循环进尺1.6m左右。四、爆破设计：1、掏槽形式的确定：从有关隧道爆破开挖质点振动速度的观测中发现：一般情况下，掏槽爆破的地震强度比其他部位炮眼的地震动强度都要大。因此，从减小掏槽爆破强度的地振动强度出发，本隧采用楔形掏槽。2、爆破器材的选定：根据目前市场供应条件及本隧的实际情况，选用RJ1#岩石乳化炸药（有水区段），规格直径长度重量为32200mm200g。雷管采用115段塑料导爆管非电毫秒雷管，电雷管侧向引爆。3、确定炮眼直径：根据炸药规格，选用35mm钻孔直径。4、确定炮眼深度：根据循环进尺长度。除掏槽眼外，其余眼均采用循环进尺长度即1.6m，掏槽眼约为循环进尺的110%120%采用1.9m。5、炮眼数目:单位面积钻眼数为1.54.5个/。具体根据下式计算：N=K*S*L/L*n*r，式中N炮眼数目，个；K单位炸药消耗量，Kg/m3，根据经验数据本隧采用上断面0.52，下断面0.31；L炮眼深度，m，本隧掏槽眼采用1.9m，周边眼和辅助眼采用1.6m；n炮眼装药系数，本隧一律采用0.3；r炸药的线装药密度，kg/m，32乳化炸药采用0.78；S开挖断面积，本隧上断面为6358，采用60，下断面为7168，采用70；依据上式，可计算出结果如下：上断面： N=133个下段面： N=92个本数据仅为理论计算数据实际布置时可适当调整。6、炮眼布置:布置炮眼主要是首先应确定炮眼间距，可根据下式计算：a=（1.11.8）W式中 a炮眼间距，cm；W抵抗线，cm W=（1525）d；d炮眼直径，cm；本式仅为理论参考公式，实际布置时可适当调整。原则上应先布置掏槽眼、周边眼，然后是底板眼、内圈眼、二台眼、最后布置掘进眼，掘进眼均匀布置即可。6.1上断面炮眼布置：6.1.1布置掏槽眼、扩槽眼：采用标准布置法，设置3对掏槽眼，详见图1；6.1.2布置周边眼：周边眼参数经验计算式如下：间距：E=（812）d（d为炮眼直径），本隧采用11*3.5=39cm抵抗线：W=（1.01.5）E，cm装药集中度：q=0.040.19Kg/m，6.1.3布置底板眼：底板眼均匀布置间距采用67.85cm；6.1.4布置内圈眼、三台眼：通常内圈眼、三台眼比掘进眼密一些，比周边眼稀一些，而内圈眼又应比三台眼密一些，内圈眼间距为周边眼间距的1.5-2倍左右，三台眼间距又为内圈眼间距的1.5-2倍左右，故此内圈眼间距采用78cm，三台眼间距采用156cm；6.1.5布置掘进眼：均匀布置采用75cm和100cm；以上具体详见图一6.2下断面炮眼布置6.2.1布置周边眼：周边眼参数经验计算式如下：间距：E=（812）d（d为炮眼直径），本隧采用11*3.5=39cm6.2.2布置内圈眼：均匀布置采用65cm；6.2.3布置掘进眼：交错均匀布置采用100cm；6.2.4布置底板眼：均匀布置采用100cm；具体详见图二。6.3一次爆破总装药量的计算：依据下式Q=K*S*L（Kg）式中K单位炸药消耗量，Kg/m3，根据经验数据本隧采用上断面0.52，下断面0.31；S开挖断面积，本隧上断面为6358，采用60，下断面为7168，采用70；L炮眼深度，m，本隧掏槽眼采用1.9m，周边眼和辅助眼采用1.6m；Q一次爆破总装药量，Kg；根据上式可计算出上断面总装药量为49.92Kg，下断面为34.72Kg。以上仅为理论计算值，实际布置时可根据炮眼装药量适当调整。6.4单眼装药量的计算：炮眼所处的位置不同，所起的作用不同。掏槽眼要求抛掷，掘进眼要求松动，周边眼要求光面爆破，底板眼要求小面积抛掷，所以各部位炮眼装药量是不同的。6.4.1周边眼：可根据下式计算：Qk=1/4*3.1415926*di2*L*P0式中Qk单孔装药量，g di炸药直径，cm，3.2cm； 光面爆破填充系数，本隧采用0.2; L炮眼深度，cm，本隧采用160cm； P0炸药密度,g/cm3,本隧采用32200mm炸药密度为1.24据上式可计算出周边眼的单孔装药量为320g，为便于装药调整为300g。6.4.2其余炮眼单孔装药量：可根据下式计算q=K*a*W*L*式中q单孔装药量，Kg；K单位炸药消耗量，Kg/m3，根据经验数据本隧采用上断面0.52，下断面0.31；L炮眼深度，m，本隧周边眼和辅助眼采用1.6m； W抵抗线，W=（1.01.5）a，m，本隧取1.0a； a炮眼间距，m，根据图一、图二依次取值； 炮眼所在部位系数，掏槽眼取2,扩槽眼取1.5，掘进眼取1.0，底板眼上断面取1.5，下断面取0.8，三台眼取0.5，内圈眼光面取0.5，预爆取1.0。据上式可计算如下：上断面：掏槽眼400g， 扩槽眼449g，为便于装药调整为400g， 掘进眼468g，为便于装药调整为400g， 底板眼573g，为便于装药调整为500g， 三台眼416g，为便于装药调整为400g， 内圈眼253g，为便于装药调整为200g，下断面：内圈眼：209g，为便于装药调整为200g， 掘进眼：496g，为便于装药调整为500g； 底板眼：396g，为便于装药调整为400g；具体详见表一6.5，装药结构设计：周边眼采用小直径光爆炸药的连续装药结构，详见图三，其余炮眼均采用连续装药结构，详见图四。6.6，起爆顺序设计：由于上下断面爆破形式的不同，起爆顺序也有所不同。上断面：掏槽眼扩槽眼掘进眼底板眼取三台眼内圈眼周边眼。下断面：周边眼内圈眼掘进眼底板眼。具体详见表一。6.7，爆破质量检查：爆破结束后及时检查爆破质量，效果不理想时要及时调整参数。具体采用表二。爆破开挖断面轮廓质量检查表表二断面里程部位光面爆破预裂爆破平均线性超挖（cm）最大超挖（cm）眼痕率（%）平均线性超挖（cm）最大超挖（cm）眼痕率（%） 歌乐隧道五级围岩上断面装药参数 表一炮眼编号炮眼名称眼数（个）炮眼深（m）单孔装药量(g)总装药量(Kg)毫秒雷管编号单眼总深长度(mm)重量1掏槽眼101.919400400413扩槽眼101.616400400435掘进眼101.616400400457底板眼201.6325005001079三台眼131.620.84004005.2911内圈眼261.641.62002005.21113周边眼551.68830030016.513合计144233.448.9 歌乐隧道五级围岩下断面装药参数 炮眼编号炮眼名称眼数（个）炮眼深（m）单孔装药量(g)总装药量(Kg)毫秒雷管编号单眼总深长度(mm)重量1周边眼261.641.63003007.813内圈眼161.625.62002003.235掘进眼461.673.65005002357底板眼121.619.24004004.87合计10016038.810