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各级围岩爆破的施工方法

一.隧道爆破技术要求⑴根据围岩特点,合理选定周边眼的间距E、最小抵抗线W和炮眼深度L,辅助炮眼交错均匀布置在内圈眼与掏槽眼之间,周边炮眼、内圈眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上,掏槽炮眼加深10cm。

⑵严格控制周边眼的装药量,尽可能将药量沿眼长均匀分布,同步起爆。

⑶周边眼使用小直径药卷、低猛度和低爆速的乳化炸药。

为了满足瓦斯隧道安全施工要求,有瓦斯突出地段安全等级不低于三级的煤矿许用的含水炸药,必须采用煤矿许用电雷管连续正向装药,严禁反向装药,雷管以外不装药。

严禁使用秒及毫秒级电雷管,使用煤矿许用毫秒延期电雷管时,最后一段延期时间不得大于130毫秒。

⑷爆破参数计算公式:Q=qV,Q:一个爆破循环的总用药量,kg;q:爆破每立方米岩石所需炸药的消耗量,主要取决于围岩级别、临空面数目、断面大小。

施工中Ⅲ级围岩全断面开挖q=1;Ⅳ级围岩上导坑开挖q=1,下导坑q=0.7;Ⅴ级围岩开挖q=0.6。

V:一个循环进尺所爆落的岩石体积(紧方),m3,V=S×LL:设计进尺=炮眼深度×炮眼利用率(取0.9)S:开挖断面面积m2⑸采用毫秒差有序起爆,使光面爆破具有良好的临空面。

⑹爆破网络采用串联,接头拧紧,明线部分包裹绝缘层;常规采用串并联结合复式网络。

⑺采用绝缘母线单回路爆破,母线与洞内电缆线、电线和信号线分别在隧道两侧。

⑻在岩石中,炮眼深度不足0.9米时,装药长度不得大于炮眼深度的1/2,炮眼深度为0.9米以上,装药长度不得大于炮眼深度2/3,煤层中,装药长度小于炮眼深度1/2。

所有炮眼剩余部分用水泡泥和黏土泡泥,水泡泥外剩余泡眼部分应用黏土泡泥封满填实,严禁使用煤粉、块状材料或其它可燃材料做炮泥。

⑼瓦斯隧道采用不低于二级煤矿许用炸药和电毫秒雷管。

以下爆破设计均采用2#岩石乳化炸药进行计算。

二.各级围岩爆破的施工方法(1)洞身开挖1.围岩级别及工期主洞开挖施工35个月(2014年11月1日~2017年9月30日)。

2.III级围全断面岩爆破设计:III级围岩地段运用光面爆破技术进行全断面法施工。

采用风动凿岩机钻眼,塑料导爆管非电起爆系统毫秒微差有序起爆。

隧道出碴采用自卸汽车运输,挖掘机和侧卸装载机装碴。

全断面掘进每循环进尺3.2m。

全断面开挖掘进作业循环时间见下表。

全断面法施工工序流程图Ⅲ级围岩采用全断面开挖,风动凿岩机钻孔,光面爆破。

施工中应严格掌握周边眼的方向,减小超欠挖。

钻爆本着尽量减少残眼率,提高单位用药量,周边采用光爆,Ⅲ级围岩采用大面积锥形掏槽,在实施中根据实际情况再行调整爆破参数。

●炮眼数量N的确定,根据开挖断面积、岩石强度、炮眼直径、循环进尺、炸药品种,炮眼装填系数等因素确定,计算公式为:N=qs/γτ式中:N—炮眼数量,不包括未装药的空眼数q—单位体积岩石炸药消耗量,一般取q=0.7kg/m3S—开挖断面积τ—装药系数取0.4~0.5之间γ—每米药卷的炸药重量(kg/m)φ32炸药为0.78kg/m。

●掏槽眼设计:III级采用大面积深孔锥形掏槽,设计循环进尺Ⅲ级3.2m,具体尺寸见图。

●周边眼参数设计周边眼钻眼直径d=42mm,眼深Ⅲ级4m;(1)、周边眼间距E,为取得良好的光爆效果,取E=45~50cm;⑵、光爆层厚度W:所谓光爆层就是周边眼与最外层辅助眼之间的一圈岩石层。

其厚度就是周边眼的最小抵抗线W。

其大小对光面爆破效果有较大影响。

取W=65~75cm;⑶、周边眼线装药密度q=0.18~0.25kg/m⑷、不耦合系数:r=D/d=42/25=1.68⑸、装药结构①周边眼采用间隔装药(两侧底眼除外,每侧一个),φ32药卷(后期采用φ25药卷),眼底装2/3药卷,炮眼口预留30cm作为炮泥封堵区,其他3.5m区段采用7节1/3药卷,间距50cm均匀布置。

②周边眼的底眼(每侧一个)、其它炮眼均按连续装药结构装药。

⑹联线方式周边眼联线至关重要:①将一根导爆索(支线)插入一根2/3药卷,然后反向将药卷连同导爆索放入眼底,炮眼口外预留30cm,剪断。

每个周边眼(除两侧底眼外)均按此施作。

②然后分别从两侧底眼开始用一根导爆索(主线)将支线的露头连接起来,露头与主线搭接10cm,缠绕胶带3层,每个导爆索(支线)的露头方向朝向上部(拱顶方向)。

③两根主线连至拱顶后,用2发非电毫秒雷管引出,接至电雷管。

其它炮眼均按《全断面爆破联线图》所示分区汇总后,再通过非电毫秒雷管连至电雷管。

注意:①保证外露30cm长度;②各支线与主线要连接紧凑,且不能出现支线绕圈、迂回等现象,以免不能成功传爆。

⑺、Ⅲ级全断面炮眼布置、装药参数表及主要经济技术指标Ⅲ级围岩炮眼布置图Ⅲ级围岩装药参数表Ⅲ级围岩循环进尺3.2m主要经济技术指标劳动力配置表如下3.Ⅳ级围岩台阶法爆破设计Ⅳ级围岩采用上下台阶法施工,Ⅴ级围岩采用留核心土法施工。

爆破开挖后立即施工初喷砼,封闭围岩外露面,初喷厚度不得小于3cm,并紧跟掌子面,初喷后立即安装钢拱架、钢筋网、锚杆等,紧接着砼喷至设计的初支厚度。

Ⅳ级围岩段开挖按设计进行超前支护,台阶法施工,拱部采用光面爆破,边墙采用预裂爆破。

具体施工顺序见《Ⅳ级围岩施工工序图》。

Ⅳ级围岩施工工序图开挖上断面Ⅰ施作初期支护①开挖下断面Ⅱ施作初期支护②监控周边围岩变化(1)掏槽眼采用斜眼楔形掏槽,眼深2.5~3米,倾斜角度45~60度,眼底间距b取20厘米,眼口水平距离B取5米,相邻两排眼间距30厘米,眼孔间距详细见图。

(2)周边眼间距E:一般情况下E=(12~15)d,其中炮眼直径D=40毫米,周边眼间距35~50厘米;同时根据最小抵抗线W(光面层厚度)取值在13~22d范围内,且遵循W≥E的原则,周边眼相对距离E/W=0.5~0.8,一般取W值45~60厘米,本设计W=60厘米,施工中可根据实际情况调整。

以下为炸药理论计算数量,施工中炸药不小于该数量:①上台阶炸药总量计算过程如下:32==⨯⨯=1.1/260.8133.8Q qV kg m m m kg掏槽眼炸药量计算:'32==⨯⨯=Q qV kg m m m kg1.2/21126.4单孔装药量:26.4/12 2.2q kg==周边眼单孔装药量计算:''32==⨯⨯=Q qV kg m m m kg1.0/20.10.2②下台阶炸药总量计算过程32==⨯⨯=Q qV kg m m m kg1.1/238.885.36q为单位炸药消耗量,规范一般在0.6~1.2kg/m3;V为爆破岩石体积。

⑶装药结构:采用连续装药结构,药卷直径32毫米,不耦合系数为1.25,采用煤矿许用炸药周边眼单孔装药结构为:眼底1根药卷,中间1根,孔口以里20厘米处0.5根,均为φ32毫米-200g 2#岩石乳化炸药药卷。

Ⅳ级围岩装上台阶药参数表Ⅳ级围岩装下台阶药参数表劳动力配置表如下开挖采用光面结合预裂爆破开挖,尽量减少对地层的扰动,爆破要密打眼,少装药。

4.Ⅴ级围岩台阶法爆破设计Ⅴ级围岩段采用上下台阶法施工,挖掘机配合。

开挖循环进尺结合钢拱架间距确定,一般为0.5~1.0m。

为了确保施工安全,在施工中严守“管超前、严注浆、短进尺,强支护,勤量测、早成环”的原则。

在施工中进行超前地质预报及监控量测等技术对围岩提前做出判断,拟定相应的施工方案。

具体施工步骤见《Ⅴ级围岩段施工工序图》。

Ⅴ级围岩段施工工序图关键工序技术要求由于Ⅴ级围岩段岩性软弱,破碎程度严重,稳定性差,主要采用机械配合人工开挖或弱爆破,爆破要密打眼,少装药。

⑴掏槽眼:采用斜眼楔形掏槽,眼深1.4~1.9米,倾斜角度40~60度,眼底间距b取20厘米,眼孔间距详细见图。

⑵周边眼间距E:一般情况下E=(12~15)d,其中炮眼直径D =40毫米,周边眼间距35~50厘米;同时根据最小抵抗线W(光面层厚度)取值在13~22d范围内,且遵循W≥E的原则,周边眼密集系数K=E/W=0.7~1.0,一般取W值40~60厘米,本设计取60厘米,施工中可根据实际情况调整。

以下为炸药理论计算数量,施工中炸药不小于该数量:①上台阶炸药总量计算过程如下:32==⨯⨯=Q qV kg m m m kg1.1/159.765.67掏槽眼炸药量计算:'32==⨯⨯=Q qV kg m m m kg1.1/1 4.1 4.51单孔装药量: 4.51/120.38==q kg周边眼单孔装药量计算:''32==⨯⨯=1/10.30.3Q qV kg m m m kg②下台阶炸药总量计算过程如下:32==⨯⨯=1.1/148.353.13Q qV kg m m m kgq为单位炸药消耗量,规范一般在0.6~1.2kg/m3;V为爆破岩石体积。

⑶装药结构:采用连续装药结构,药卷直径32毫米,不耦合系数为1.25,采用煤矿许用炸药;常规施工中,采用不连续反向间隔装药,不耦合系数为1.25,周边眼单孔装药结构:眼底1根药卷,孔口以里20厘米处0.5根,均为φ32毫米-200g 2号岩石乳化炸药药卷。

⑷洞身开挖施工顺序:上台阶开挖→下台阶开挖→仰拱开挖。

Ⅴ级围岩上台阶开挖装药数量表Ⅴ级围岩下台阶开挖装药数量表60171717171717三.隧道爆破施工工艺流程①施工工序:测量放样布点→钻眼→清孔→装药→连接起爆网络→引爆→出碴→找顶→下一开挖循环。

隧道爆破施工工艺流程图②放样布点:在每茬炮钻眼前均应根据设计断面准确放出隧道中心线及轮廓线,均匀标出炮眼位置。

③钻眼:采用人工手持风钻钻眼,眼孔直径40毫米。

钻眼时控制钻进方向及深度,避免过大偏差,周边眼外插角1~2度。

根据掌子面的凹凸程度调整钻进深度,尽量保证眼底在统一垂直面内。

掏槽眼较其它眼深10~15厘米。

④清孔:装药前,必须用由钢筋弯制的炮钩和小直径高压风管输入高压风将炮眼石屑括出和吹净。

⑤装药:装药前进行分工,做好各司其职,分片分组、自上而下进行,雷管要对号入座,避免混淆。

所有炮眼均以炮泥堵塞,堵塞长度30厘米。

⑥连接起爆网络:采用“一把抓”形式的集中连接方法。

把若干根导爆管捆绑在一个电雷管上,利用导爆管和非电毫秒雷管分流传爆的特性实现孔外延期。

周边眼采用导爆索加毫秒雷管混合起爆,每4~5个周边眼采用导爆索并联后引出端头后再与相应段别的毫秒雷管连接,之后再进行集束连接。

起爆网路为复式网路,以保证起爆的可靠性和准确性。

联结时要注意:导爆管不能打结和拉细;各炮眼雷管连接次数相同,引爆雷管应用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端10厘米以上处。

网路联好后,要有专人负责检查,确定无误并可靠防护后引爆。

⑦引爆:采用电雷管引爆。

起爆前所有人员、机械等必须全部撤离至作业面安全距离200米以外隐蔽处,进行避炮。

四.爆破安全距离计算爆破物品的储存与使用,安全距离在满足《爆破安全规程》和《隧道施工安全规范》有关要求的同时应进行检算,以防止冲击波和地震引起个别飞石危及人员、设备和建筑。

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