隧道爆破技术方案
1、隧道开挖钻爆设计
本分部所有隧道长度均较短,拟从进口或出口单向掘进,掘进时III级围岩采用台架法、IV、V级围岩采用三台阶临时仰拱法开挖,即超前支护先行(Ⅳ、Ⅴ级围岩采用超前小导管支护);上台阶采用弧形导坑法短开挖,施作拱部初期支护;中、下台左右错位开挖及施作边墙初期支护;仰拱紧跟下台阶并及时施作尽早闭合成环,衬砌及时紧跟。在隧道开挖作业时,必须采取有效的控制爆破,以确保施工安全。采用YT28型气腿式凿岩机钻孔,采用楔形掏槽的爆破作业方式掘进,并控制循环进尺过长,避免产生的爆破有害效应超过安全规程规定,本工程设计III级围岩循环进尺3m,IV级围岩循环进尺2m以内,V级围岩循环进尺1m以内(下台阶不超过2m)。如遇地层较差时,爆破技术人员应及时根据现场情况修改爆破进尺及爆破参数。
2、隧道施工方法与措施
隧道开挖采用钻爆法(其工艺流程见附图),以新奥法理论指导施工(见钻爆法施工工艺流程框图),光面爆破,爆破器材采用乳化炸药,周边眼采用Φ25光爆小药卷,其余均采用Φ32药卷。装岩运输采用ZL-50装载机配合5t自卸式汽车运输,直接运至业主指定的弃碴场。
光面爆破参数:A、不耦合系数。合理的不耦合系数应使炮孔压力低于岩壁动抗压强度,而高于动抗拉强度,通常,不耦合系数采用1.5~2.5,选用1.7;B、光面炮眼间距E。一般取炮眼直径的8~15倍。在节理裂隙比较发育的岩石中,应取小值;在整体性好的岩石中,可取大值,选用45cm;C、最小抵抗线W。光面层厚度或周边眼到邻近辅助眼间的距离,是光面
眼起爆时的最小抵抗线,一般它应大于或等于光面炮眼间距,选用60cm。炮眼布置图及爆破参数表(附后)
光面爆破宜采用细药卷,起爆时注意以下事项: (1) 周边孔应该同时起爆才能保证光面爆破效果;
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(2) 起爆顺序为先掏槽孔,再辅助孔,辅助孔起爆后再起爆周边孔、底孔;
(3) 周边孔的底孔应该装一个粗药卷,以克服岩体挟制作用; (4) 为了减少超挖和降低工程造价,开挖过程中,加强断面量测,并及时处理个别欠挖部位,修整开挖断面,获得良好的经济效果。
爆法开挖施工工艺流程框图 机具就位 断面测量画开挖轮廓线布炮眼 施工准备 钻 炮 眼 装 药 爆 破 通 风 洒 水 清 危 排 险 出 碴 锚 杆 、 挂 网 喷 砼 进入下道工序
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隧道新奥法施工工艺流程框图 (修改施工方案) 施工准备 工程地质查勘 围岩分层及岩体 计算参数的取值 实施性施工组织设计 开挖 (修改支护参数) 初期支护 否 是否符合管理基准是 防水隔离层 二次衬砌
开挖程序与方法等 光面爆破减少扰动 锚喷支护减少围岩变形 洞内观察,围岩位移测量,指导施工与设计 监 控 测量
结束 3、隧道开挖参数设计 3.1、施工方法及顺序
施工中严格按照设计要求,遵循新奥法施工原理,软弱地质洞身开挖应坚持:短进尺、弱爆破、强支护、早衬砌的原则,加强施工临 时监控量测,确保施工安全。施工中如遇实际围岩类别与设计资料不符及时与监理、设计部门联系调整施工方案,确保开挖安全,顺利进行。隧道中停车段,配电室等待隧道开挖成型后,再进行扩挖。
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3.2、炮孔装药量
(1)掏槽孔
Q1=η•L •r
式中:η——炮孔装药系数,取η=0.9
L——孔深,LIII=3.2m、LIV=2.2m、LV=1.2m r——每米长度炸药量,r=0.78kg/m
经计算QIII=2.25kg,取2.3kg QIV=1.54kg,取1.5kg QV=0.84kg,取0.8kg
(2)辅助孔
QIII=η•L •r=0.8*3.2*0.78=2.0kg 取QIII=2.0kg QIV=η•L •r=0.8*2.2*0.78=1.37kg 取QIV=1.4kg QV=η•L •r=0.7*1.2*0.78=0.66kg 取QV=0.7kg
(3)光爆孔
通常为辅助孔的1/3~1/4,取QIII=0.7,QIV=0.5kg ,QV=0.2kg
装药结构图 结构形式 间隔不耦 合装药 耦合连续反向起爆装药结构 毫秒微差导爆管雷管 示 意 图 说 明 1、此图为光爆眼装药结构图; 2、孔外雷管延时; 3、导爆索起爆。 导爆索 炮泥 φ25mm小药卷 φ32mm药卷 此图为掏槽眼、辅助眼、底眼装药结构 φ32mm药卷 导爆管 炮泥
3.3、隧道开挖炮孔布置图
(1)Ⅲ级围岩上下台阶法开挖
① 上台阶光面爆破,采用斜眼掏槽,周边眼采用空气柱状法装药。
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循环进尺按3 m考虑,光面爆破参数表、炮眼布置如下。
III级围上台阶岩爆破参数表 起爆顺序 1 2 3 3 4 5 6 7 合计 炮孔 名称 掏槽孔 掏槽孔 辅助孔 辅助孔 辅助孔 辅助孔 周边孔 底孔 炮孔数量 4 6 5 9 12 15 44 20 126 炮孔 深度 (m) 3.2 3.2 3.1 3.1 3.1 3.1 3.1 3.1 雷管 段别 1 3 5 7 8 9 10/11 12 装药参数 备 注 药量(kg) 9.2 13.8 10 18 24 30 30.8 14 149.8 1.每循环进尺3.0m,爆破效率87%,每循环方量249.75m3。 2.炸药单耗0.6kg/m3; 3.光爆炮眼痕迹率90%。 上台阶掏槽眼眼布置图 848413841861881390'°0'°62655050143243343
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75°49'123150170180
上台阶炮眼布置图45901009017100901001513100117807531601805050931959R503R5935050R6836014319801486100R7438060
②下台阶光面爆破
左右侧跳槽开挖,进尺按照3米设计,周边眼和辅助眼装药结构同上台阶。
III级围下台阶岩爆破参数表 起爆顺序 炮孔 名称 炮孔数量 炮孔 深度 (m) 3.0 雷管 段别 装药参数 备 注 药量(kg) 78 1.每循环进尺3.0m,爆破效率87%,每2 周边孔 8 3.0 5 5.6 循环方量84.1m3。 2.炸药单耗3 底孔 11 3.2 7/9 7.7 1.1kg/m3; 3.光爆炮眼痕迹率合计 48
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1 辅助孔 39 1-5 91.3 90%。
下台阶炮眼布置图(左右分开) 1486151310051007100911909060179480909090构见周边眼采用装药结构图和辅助眼装药结构图。上台阶断面面积:58.4 m²。
Ⅳ级围上台阶岩爆破参数表 起爆顺序 1 2 3 4 4 5 6 合计 炮孔 名称 掏槽孔 掏槽孔 掏槽孔 辅助孔 辅助孔 周边孔 底孔 炮孔数量 3 6 6 5 12 32 14 70 炮孔 深度 (m) 2.2 2.2 2.2 2.1 2.1 2.1 2.4 雷管 段别 1 3 5 7 7 8/10 9 装药参数 备 注 药量(kg) 4.5 9 9 7 16.8 16 7 69.3 1.每循环进尺2.0m,爆破效率89%,每循环方量116.8m3。 2.炸药单耗0.6kg/m3; 3.光爆炮眼痕迹率90%。 5188501001
(2)Ⅳ级围岩采用三台阶法开挖
①上台阶光面爆破,采用楔形掏槽,周边眼采用不耦合装药,装药结
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上台阶炮眼布置图 45554514128456835050197200901188②中台阶光面爆破
中台阶断面面积:54.4 m²,炮眼数量78个。
Ⅳ级围中台阶岩爆破参数表 起爆顺序 1 2 3 4 5 合计 炮孔 名称 辅助孔 辅助孔 辅助孔 周边孔 底孔 炮孔数量 炮孔 深度 (m) 2.2 2.1 2.1 2.1 2.4 雷管 段别 1 3 5 7 9 装药参数 备 注 药量(kg) 19.5 21 22.5 28 22.4 113.4 1.每循环进尺2.0m,爆破效率88%,每循环方量108.8m3。 2.炸药单耗20 16 78 1.0kg/m3; 3.光爆炮眼痕迹率90%。 50115113
13 14 15 中台阶炮眼布置图 173511
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③下台阶光面爆破
下台阶断面面积:51.3m2,炮眼数量86个。
Ⅳ级围下台阶岩爆破参数表 起爆顺序 1 2 3 4 5 6 7 8 合计 炮孔 名称 辅助孔 辅助孔 辅助孔 辅助孔 辅助孔 辅助孔 周边孔 底孔 炮孔数量 炮孔 深度 (m) 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.4 雷管 段别 1 3 5 7 9 11 13 15 装药参数 备 注 药量(kg) 12 12 10.5 15 15 18 22.4 21 125.9 1.每循环进尺2.0m,爆破效率88%,每循环方量102.6m3。 2.炸药单耗10 10 12 16 15 86 1.2kg/m3; 3.光爆炮眼痕迹率75%。 8 8 7 下台阶炮眼布置图 11311973515
④隧底爆破开挖时要严格控制超欠挖。隧底断面面积:15m2,炮眼数量21个。
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Ⅳ级围隧底爆破参数表 起爆顺序 1 2 5 合计 炮孔 名称 辅助孔 辅助孔 底孔 炮孔数量 炮孔 深度 (m) 2.2 2.2 2.4 雷管 段别 1 3 5 装药参数 备 注 药量(kg) 4.5 9 16.8 29.8 1.每循环进尺2.0m,爆破效率85%,每循环方量30m3。 2.炸药单耗1.0kg/m3; 3.光爆炮眼痕迹率90%。 3 6 12 21 隧底炮眼布置图 135(3)V级围岩采用三台阶法开挖
①上台阶光面爆破,采用楔形掏槽,周边眼采用不耦合装药,装药结构见周边眼采用装药结构图和辅助眼装药结构图。上台阶每循环进尺1m,断面面积:58.4 m²。
V级围上台阶岩爆破参数 起爆顺序 1 2 3 4 4 5 6
炮孔 名称 掏槽孔 掏槽孔 掏槽孔 辅助孔 辅助孔 周边孔 底孔 炮孔数量 3 6 6 5 12 32 14 炮孔 深度 (m) 1.2 1.2 1.2 1.1 1.1 1.1 1.4 雷管 段别 1 3 5 7 7 8/10 9 10
装药参数 备 注 药量(kg) 2.4 4.8 4.8 3.5 8.4 6.4 2.8 1.每循环进尺2.0m,爆破效率89%,每循环方量58.4m3。 2.炸药单耗0.6kg/m3; 3.光爆炮眼痕迹率
90%。 合计 70 33.1
上台阶炮眼布置图 45554514128456835050197200901188②中、下台阶光面爆破
中台阶、下台阶开挖爆破按照IV级围岩的中台阶、下台阶爆破方法进行爆破,每循环开挖进尺不得大于两榀钢架。
3.4、爆破网络
为确保起爆网络的安全传爆、改善爆破质量、减少爆破危害、方
便施工操作,结合我公司成熟的施工技术和经验,本工程的爆破起爆
网络拟采用复式微差起爆网络,起爆网络采用塑料导爆管和四通连 接,起爆器起爆。为控制爆破有害效应,最大单响药量距民房15~ 40m为1.5kg、40m以上为25kg,一次爆破最大装药量为150kg。
为了确保起爆网络设计与现场施工的有效衔接,方便爆破施工,避免雷管的分发错误,采取了标识措施。对每个孔都用竹片进行标识,表明孔号、孔深、雷管段位。
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