隧道爆破设计方案目录一、编制依据 (1)二、工程概况 (1)三、工程自然状况条件 (2)四、工程项目组织机构 (3)五、施工方法 (3)六、钻爆设计 (4)七、爆破物品的安全管理 (17)隧道钻爆设计方案一、编制依据1、新建成渝客专铁路施工图纸2、《爆破安全规程》3、《铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南》 二、工程概况本标段有隧道工程11座,共4973m ,约占全标段总长的0.09%。
最长的隧道为梯子湾隧道,全长1344m 。
本标段隧道总体情况见表2 -1,各隧道情况见表2-2。
隧道分类 座数 延长米 线路长度(Km ) 本段隧线比(%)备注L ≤500m 8 2375 52.106 0.09% 500m <L ≤1000m 2 1253 1000m <L ≤2000m1 1344 总计 11 4972序号 隧道名称 中心里程 长度(m)备 注1 刘家湾隧道 DK97+385.8315 Ⅴ级围岩2 曾家沟隧道DK100+911.0222 Ⅴ级围岩3 马鞍梁子隧道DK117+531.0488Ⅴ、Ⅳ级围岩,附属洞室1个4 回湾村隧道DK119+805.0200 Ⅴ级围岩5 炭山沟隧道DK120+578.5567Ⅴ、Ⅳ级围岩,附属洞室1个6 天鹅村1#隧道DK121+267.5300 Ⅴ级围岩7 天鹅村2#隧道DK121+882.5345 Ⅴ级围岩8 横山湾隧道DK124+897.5280 Ⅴ级围岩9 桂花湾隧道DK125+535.0690Ⅴ、Ⅳ级围岩,附属洞室1个1 0 梯子湾隧道DK126+662.51344Ⅴ、Ⅳ级围岩,附属洞室5个1 1 狮子坳隧道DK129+562.5225 Ⅴ级围岩三、工程自然状况条件1、地形地貌管段隧道位于四川盆地内,隧道地形起伏较大,属丘陵地貌,植被发育,多辟为竹林及少量松树林,杂草灌木丛生;山坡自然坡度5~50°。
2、地层岩性管段隧道位于四川盆地内,主要以侏罗系、白垩系紫红色泥砂岩为主;隧道不良地质有:(1)泥岩分化剥落,危岩落石,隧道地形偏压。
(2)隧区部分地段分布软土、松软土、膨胀岩,对隧道施工影响较大。
3、水文地质地表水系发育,主要为溪沟水,多具季节性;地下水主要为基岩裂隙水,受大气降水补给,水量贫乏,动态变化不大,属于浅层地下水;深部基岩节理裂隙大多闭合,含水性更弱。
但断层破碎带附近及其影响带裂隙密集。
四、工程项目组织机构根据本管段工程特点,成立爆破领导小组,爆破组长负责本工程的爆破施工的组织、指挥和管理。
1、爆破组织机构图2、隧道工程爆破组织机构职责(1)督促检查爆破方案的执行情况,并随时检查爆破施工记录。
(2)放炮施工前,分派警戒人员,做好安全警戒工作。
(3)对于发生的安全事故,尽快组织抢救,做好上报工作,并对事项目负责人技术负责人 爆破负责人 安全负责人 库管负责人 爆破架子队故进行分析、处理。
五、施工方法采用台阶法进行钻爆施工1、采用7655型凿岩机钻孔,钻孔时按照炮孔布置图正确对孔,钻孔严格按照设计施工炮孔方向钻进,把误差减到最小,以确保爆破质量。
掏槽孔要保证平行,周边孔开眼要在轮廓线内5cm,外插脚1°~2°;周边孔对孔误差环向不大于5cm,径向不大于3cm;掏槽孔不大于3cm,其它孔开眼误差不大于5cm。
2、钻完孔要把炮孔吹洗干净,经检查按个后方可装药。
装药分片分组负责,严格按照爆破设计规定的装药量、雷管段号“对号入座”;爆破网路连接、检查及起爆,按照爆破设计要求和《爆破安全规程》执行。
3、堵塞炮孔可以提高炸药能量的利用率,从而减少炸药用量,降低爆破震动效应。
装药后用炮泥进行认真堵塞,掏槽孔要把不装药部分堵满,周边孔堵塞长度不小于20cm,其余炮孔堵塞长度不小于最小抵抗线的80%,以确保爆破效果和安全。
拱顶和侧墙周边实施光爆作业,炸药采用2#岩石硝铵与乳化炸药,使用毫秒雷管达到光爆效果;采用Φ20mm小药卷,非毫秒微差雷管爆破,分上下台阶施工作业。
六、钻爆设计1、钻爆设计(1)钻爆设计总体说明开挖掘进采用光面爆破,减少超挖,避免欠挖和减弱对围岩扰动,提高开挖质量,确保施工安全。
工程地质状况对光面爆破的效果影响极大,在施工过程中,认真研究工程地质情况,合理确定出爆破参数,并根据实际情况,不断合理优化。
光爆药卷有水地段采用φ20光爆专用药卷。
掏槽布置采用钻孔台车,以直眼掏槽为主。
单位炸药消耗量的确定以满足较高的炮眼利用率和降低大块率,便于机械装碴为原则。
非瓦斯地段起爆采用非电导爆管起爆,起爆的时差间隔50~75ms 。
(2)光面爆破参数设计 光面爆破不偶合系数:式中:D ——不偶合系数; dk ——炮眼直径 cm ; di ——炸药直径 cm ;α——爆生气体分子余容系数; ρ0——爆生气体的初始压力,Pa ; [σc]——岩石的三轴抗压强度,Pa ; r ——绝热指数; 光面爆破周边眼间距: E=54.2976Kpdi式中:Kp ——岩石抗破坏屈服系数,见表, di ——炸药直径,cm ;[]ασρ+-==)(1(//1rc o i k xd d D最小抵抗线:光面爆破炮眼间距与最小抵抗线之比取0.8左右,即E/W=0.8。
W=1.25EF 值 4~6 8 10 12 K p0.560.530.510.48式中:E ——炮眼间距,cm ; W ——最小抵抗线,cm 。
光面爆破炮眼装填系数:式中:β——光面爆破炮眼装填系数; [τ]——岩石抗剪强度,Pa ; [σe]——岩石抗拉强度,Pa ; L ——炮眼深度,cm 。
其它代号同前。
(3)光面爆破参数选择为控制超欠挖,降低洞壁粗糙率,减少隧道通风阻力,对Ⅳ、Ⅴ级围岩采用光面控制爆破技术。
决定光面爆破效果的主要因素是周边眼的光爆参数,上场后试验确定的光面爆破参数,现拟定光面爆破参数见表序号 围岩级别抵抗线 W (cm )孔距 (cm )E/W 线装药集中度 kg/m堵塞长度cm[][][][]LE dk ELEW eee σσστβ++=1 Ⅳ60 40 0.67 0.21 302 Ⅴ60 40 0.67 0.21 302、爆破器材选择爆破器材选择表序号爆破器材名称规格备注1 2号岩硝铵φ20×200mm 无水地段2 2号岩硝铵φ32×200mm 无水地段3 RJ-2乳胶炸药φ20×200mm 有水地段4 RJ-2乳胶炸药φ32×200mm 有水地段5 火雷管6#、8#工业雷管6 非电毫秒雷管1—15段7 导火索φ5.7~6.2mm8 导爆索φ5.7~6.2mm3、装药结构与堵塞周边眼采用φ20小直径药卷间隔装药,采用导爆索装药结构,用竹片和导爆索连接,在炮孔底装半卷或1卷φ32药卷做加强药包。
其它炮孔均采用φ32药卷,连续装药。
装药后用黄泥对炮孔进行堵塞,炮眼堵塞长度不少于30cm,炮泥采用炮泥机生产。
4、起爆方法起爆采用非电毫秒雷管起爆,周边眼采用导爆索装药结构时,采用导爆索起爆。
5、起爆顺序掏槽眼→辅助眼→侧壁周边眼→拱部周边眼→底板眼。
6、装药量计算装药量:光面爆破周边眼装药量严格控制,以求达到光爆效果。
单孔光面爆破经验装药量计算公式:g=(E+W)×L×10b R式中:g——单孔装药量;E——孔距;W——抵抗线;Rb——岩石抗压强度Mpa。
装药集中度:q=g/L=(E+W)×10Rb(g/m)计算后与“隧道施工规范”中光爆装药集中度(q)参考值进行对比选取。
7、钻孔设备选择采用自制简易台架风枪钻孔。
8、炮眼布置原则掏槽眼:隧道爆破采用中空直眼掏槽形式,为保证掏槽钻眼精度,掏槽位置选择在隧道中线偏下的位置。
周边眼:根据光面爆破选定的周边眼间距,严格控制外插角以减少超挖。
内圈眼:内圈眼所在位置在周边眼抵抗线的边缘,内圈眼的孔距稍大于周边眼抵抗线(w )。
扩大眼:掘进炮眼,其炮孔间距,视岩石坚硬程度、装运手段、岩石破碎程度的要求等因素而定,一般取0.65~1.2m ,岩石坚硬取小值,反之取大值。
底板眼:底板眼沿开挖轮廓线布置,并适当增加药量起翻碴作用,使爆落的岩碴翻松,便于装载设备装碴。
9、围岩炮眼布置图ⅣⅤ级围岩台阶法施工炮眼布置示意图10111233221112101111114466Ⅳ级围岩掏槽眼布置图φ32药卷雷管药泥φ20药卷4040404040404040ⅣⅤ级围岩台阶法开挖爆破参数表 开挖步序孔类间距(m ) 孔深 (m ) 单孔药量 (kg) 炮孔数(个) 装药量 (kg) 上部 中孔眼2.1 1 0 掏槽孔0.3 2.0 1.5 8 12 辅助孔0.8 1.8 0.8 54 43.2 周边孔0.40 1.8 0.7 41 28.7 下部 辅助孔0.80 1.8 0.8 59 47.2 地板眼0.75 1.9 0.9 15 13.5 周边孔0.4 1.8 0.65 8 5.2 总装药量(kg )149.8 总炮孔数(个)186炸药单耗(kg/m 3) 0.78所以:药实际的单耗0.78kg/m 3小于规范的0.8kg/m 310、施工工艺流程(1)钻爆作业施工工艺框图钻爆施工工艺框图(2)光面爆破质量标准周边轮廓基本符合设计要求,岩石壁面平整。
爆破后岩面保留有半眼孔痕,坚硬整体性好的岩石半眼率大于80%,中等强度岩石大于60%。
爆破后,在保留的半壁面上无粉碎和明显新生裂隙,对围岩破坏轻测量画线钻爆设计台车就位连接管线 钻孔施工装药联线堵塞爆破记录孔位、孔深、孔径 清孔 孔位检查合格不合格检查合格检查 合格不合格不微。
危石、浮石较少。
(3)爆破试验对于不同的围岩地段,在开始施工前,根据初拟的钻爆设计进行钻爆试验,通过试验,一方面检验爆破设计是否合理,检验爆破振动对已支护段是否危害,二是对爆破效果进行检验,对达不到爆破效果的,对爆破参数进行优化,并将试验形成报告,送监理工程师核批,作为正式钻爆的开挖依据,同时检验机号配备、劳力、组织循环作业安排是否合理,对施组进行优化。
11、施工工艺要点(1)钻孔作业定位:钻孔作业前,根据钻孔设确定台车臂作业区域,各臂钻孔的顺序,风枪钻孔的配合时段及作业时间,使钻孔有序进行。
采用多功能台架钻孔时,划定每台风枪作业区域,规定作业时间,规定周边眼、底眼、掏槽眼开孔偏角及插入角,钻孔时严格按规定作业,力求钻孔方向、位置满足设计要求,准确控制周边眼外插角。
激光定向:用极坐标APS断面检测及炮眼定位,先按不同的围岩断面尺寸,炮眼布置图输入仪器,爆破后输入相应的里程、断面,仪器通过光束自动检测断面超欠挖,用油漆按投影布点。
钻孔标准:达到准、平、直、齐。
准:钻孔按设计布眼钻孔,当受节理、裂隙影响时稍稍移动孔位,但顶眼只能左右移动,帮眼只能上下移动,周边眼轮廓的放线误差控制在±1cm,眼口开眼误差:Ⅴ级围岩深眼可从轮廓线偏内5cm,Ⅳ级围岩可从轮廓线偏内3cm,周边眼外插角的角度以0.03的斜度外插,方向与轮廓线法线方向一致。