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隧道爆破方案.doc

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隧道 爆破 方案
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歌乐山隧道爆破方案1、编制依据《新建兰渝铁路引入重庆枢纽工程及广元地区相关工程站前施工总承包代建站前施工 1 标段--投标文件技术分册》;《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ204——2008)。2、隧道地质情况低山丘陵地貌,隧道穿越地层由新到老为侏罗系中统新田沟组、中下统自流井组、下统珍珠冲组,三叠系上统须家河组、雷口坡组、嘉陵江组、飞仙关组。观音峡背斜 DRK3+980 处与线路近垂直相交,两翼地层对称,层理产状渐变明显,构造节理发育。侏罗系中、下统以泥岩夹砂岩为主,工程地质条件一般;三叠系须家河组含第 4-第 1 段,其中 2、4 段为长石石英砂岩、石英砂岩夹页岩、炭质页岩,节理较发育,岩体较完整,工程地质条件较好;第 1、3 段为泥质砂岩、砂岩夹页岩、薄煤层,一般地下水具侵蚀性,同时施工时可能会遇煤层采空区及瓦斯等不良地质,揭穿煤洞可能造成突水、突泥,工程地质条件较差。T2i 及 T1j 的 2、4 段为白云岩、灰岩及岩溶角砾岩,围岩稳定性差,易产生洞内坍塌,且含有石膏,地下水具有硫酸盐侵蚀;T 1j 的 1、3 段及 T1f 的三段以灰岩为主,夹泥质灰岩及白云岩,地表见溶洞、溶蚀洼地、溶槽等岩溶形态发育,隧道施工可能揭穿暗河、溶洞等岩溶形态,造成突水、突泥。隧道开挖遇有害气体。核部段,岩体较破碎。地下水较发育,施工可能会产生突水、突泥,工程地质条件较差。非可溶岩地带最大涌水量 4080m3/d,正常涌水量39391m3/d,雨季最大涌水量 58080m3/d。 3、 隧道爆破设计(1)爆破设计的原则尽量提高炸药能量利用率,以减少炸药用量。采用光面爆破,要求炮眼痕迹残留率硬岩≥90% ;中硬岩≥80% ;软岩≥60%。减少对围岩的破坏,控制好开挖轮廓。合理设计起爆顺序,提高光爆效果。在保证安全的前提下,尽可能提高掘进速度、缩短工期。掏槽及底板眼按抛掷爆破设计,采用楔形掏槽法,及充分利用楔形掏槽的易抛掷来减轻震动,保持围岩稳定。其它炮眼采用浅孔微振动控制爆破,在保证爆破效果的前提下,尽量减少炮眼的炸药用量。采用微差爆破,减少对围岩的扰动及降低振动强度,采取光面爆破。(2)爆破参数的选定在进行钻爆参数设计前,先用工程模拟法初选爆破参数,再在洞外做单段爆破漏斗试验及三眼爆破成缝试验,通过现场的试验确定有关爆破参数。结合隧道工程地质情况及类似工程施工经验进行爆破设计。光面爆破参数见表 3-1。光面爆破参数表 表 3-1岩石种类 周边眼间距 E(cm) 周边眼最小抵抗线 W(cm) 相对距离 E/W 装药集中度 q(kg/m)极硬岩 50~60 55~75 0.8~0.85 0.25~0.3硬岩 40~50 50~60 0.8~0.85 0.15~0.25软质岩 35~45 45~60 0.75~0.8 0.07~0.12(3)爆破器材的选定炸药选用 2 号岩石硝铵炸药,其规格为 φ25×200、φ32×200 两种。有水地段选用乳化油炸药。采用 φ32 直径药卷,周边眼采用高效能控制爆破劈裂管耦合连续装药,其余眼采用集中装药,炮眼堵塞采用水压爆破技术堵塞,非电毫秒雷管起爆,火雷管引爆。施工中根据地质变化不断调整爆破参数,以取得良好的光爆效果。(4)钻爆作业施工工艺钻爆作业工艺框图见图 3-1。光面爆破设计测量放线台车(架)就位钻 孔钻孔质量验收装药与堵塞连接起爆网络起 爆通 风危石处理清理钻孔装药计算与结构爆破材料准备网路检查设置警戒准备填筑材料光面效果与质量检查图 3-1 光面钻爆作业施工工艺框图(5)钻爆施工①开挖准备风、水、电就绪,施工人员、机具准备就位。②测量放线洞内导线控制网测量采用全站仪进行。施工测量采用光电测距仪配水准仪进行。测量作业由专业人员实施,每排炮后进行设计规格线测放,并根据爆破设计参数点布孔位。周边轮廓线的放样允许误差应控制在±2cm 以内。断面测量滞后开挖面 10~15m,按 5m 间距进行,每个月进行一次洞轴线及坡度的全面检查、复核,确保测量控制工序质量。③钻孔作业全断面法施工时,使用凿岩台车钻孔。上下台阶法施工时,上台阶采用风钻人工钻孔,下台阶采用凿岩台车钻孔。三台阶法施工时,以风钻人工钻孔为主。严格按照测量定出的中线、腰线、开挖轮廓线和测量布孔进行钻孔作业。同时根据工作面的凹凸情况,控制钻孔孔深,以保证钻孔的孔底均落在钻爆图所规定的平面上。周边孔应沿隧道开挖轮廓线布置。开孔位置视围岩软硬稍作调整:硬岩必须在轮廓线上;软岩可向内偏移 5~10cm。掘进孔应交错均匀布置在周边孔与掏槽孔之间。采用楔形掏槽法,掏槽孔应加深 10~20cm。周边孔与掘进孔孔底应在同一垂直面上。周边孔及掏槽孔的偏差不得大于5cm,其它炮孔孔位偏差不得大于 10cm。各钻手分区、分部位定人定位施钻,实行严格的钻手作业质量经济责任制。每排炮由值班工程师按“平、直、齐”的要求进行检查。周边孔必须按照设计间距要求水平均匀布置;孔向不得向外或向内倾斜,避免出现超欠挖现象;周边孔之间、周边孔与掘进孔孔底均应在同一垂直面上。④装药爆破装药爆破由合格的、有经验的炮工严格按爆破设计参数进行,采用非电雷管起爆。炮工必须按各级围岩的钻爆技术参数装药,值班工程师严格按照各级围岩的钻爆技术参数进行控制、检查:必须清除孔内岩粉、积水,防止堵塞;炮孔清理完成后,应采用炮棍检查炮眼深度、角度、方向等,发现不符合要求的,及时处理;验孔合格后,炮工必须按照作业规程、爆破设计规定的炮眼装药量、起爆段位进行装药。装药时要一手抓住雷管角线,另一手用木质或竹质炮棍将药卷轻轻推入炮孔底。推入时用力要均匀,使炮孔内各药卷间彼此密接。装药结束后,应做好炮孔封孔工作,炮泥必须符合规范要求,其他炮孔必须符合规范封孔技术要求。周边孔封泥长度不宜小于 0.3m,掘进孔采用 φ35mm 药卷连续装药,周边光面爆破孔采用 φ25mm 药卷、竹片绑扎间隔装药。装药完成后,炮工进行连线,在同一开挖断面上,起爆顺序应由内向外逐层起爆。技术员和专业爆破员分区分片一一检查,联结爆破网络。确定无误后,撤退工作面的人员、设备至安全位置。班组长下达起爆命令,放炮员发出爆破警报后方可起爆。每次爆破完成后,班组长及爆破员必须对爆破作业面进行检查。若有瞎炮或残炮,必须在班组长的指导下当班处理完成;当班处理不完的,应在现场与下一班爆破员交接清楚。(6)光爆质量标准平均线性超挖:10cm 以内,炮眼痕迹保存率:硬岩≥90% 中硬岩≥80% 软岩≥60%炮眼利用率:≥90%3.1 隧道开挖工法隧道开挖施工方法见表 3-2。隧道开挖施工方法一览表 表 3-2 作业洞段 开挖施工方法Ⅲ级围岩洞段 全断面法开挖 钻爆法Ⅳ级围岩洞段 上下台阶法开挖 钻爆法Ⅴ级围岩洞段 三台阶法开挖 人工配合机械开挖为主,辅以弱爆破3.2 Ⅲ级围岩全断面钻爆开挖隧道Ⅲ级围岩洞段总长 2260m,采用全断面法开挖,断面一次开挖成型,光面爆破施工。Ⅲ级围岩洞段每循环进尺设计为 3.0m。①炸药选型炸药选用 2 号岩石硝铵炸药,其规格为 φ25×200mm、φ32×200mm 两种。有水地段选用乳化油炸药,药卷直径采用 φ32。非电毫秒雷管起爆,火雷管引爆。②掏槽形式由于采用全断面爆破开挖,根据地质条件和断面尺寸,采用楔形掏槽法,及充分利用楔形掏槽的易抛掷来减轻震动,保持围岩稳定。③周边孔布置周边孔布置在设计开挖轮廓线上,周边孔间距 E=0.45m。在施工过程中,将根据地质变化情况,不断优化调整各参数,不断提高隧道光爆效果。④设备选用Ⅲ级围岩洞段采用全断面法开挖,一次光爆开挖成型。设备采用多臂凿岩台车钻孔作业,以提高钻孔速度,缩短钻爆工序时间。Ⅲ级围岩全断面开挖主要技术经济指标见表 3-3。Ⅲ级围岩全断面爆破炮孔布置见图 3-2。Ⅲ级围岩全断面光面爆破主要技术经济指标表 表 3-3 数量序号 项目 单位Ⅲ级围岩1 开挖断面积 m2 62.662 预计每循环进尺 m 3.03 每循环爆破石方 m3 187.984 炮眼总数 个 1585 炸药用量 Kg 169.186 比钻眼数 个/m 2 2.527 比装药量 Kg /m3 0.9图 3-2 Ⅲ级围岩全断面爆破炮孔布置图3.3 Ⅳ级围岩上下台阶法钻爆开挖Ⅳ级围岩洞段总长 1060m,采用上下台阶法施工,采用光面爆破开挖。下台阶与隧底开挖一次开挖成型。上台阶每循环进尺 2.0m,下台阶设计开挖每循环进尺 3.0m~3.5m。上下台阶掌子面距离不超过 4m。①炸药选型Ⅳ级围岩钻爆所采用 2 号岩石硝胺炸药,有水地段采用乳化防水炸药,药卷直径采用 φ32×200mm。非电毫秒雷管起爆,火雷管引爆。②掏槽形式上台阶采用楔形掏槽法,及充分利用楔形掏槽的易抛掷来达到光爆效果,且减轻震动,保持围岩稳定。下台阶充分利用上台阶开挖形成的临空面来达到光爆效果、减轻震动,保持围岩稳定。③周边孔布置上下台阶周边孔均应布置在设计开挖轮廓线上,周边孔间距 E=0.4m。在施工过程中,将根据地质变化情况,不断优化调整各爆破参数,以达到更好的光爆效果。④设备选用上台阶采用人工持 YT-28 型钻机钻孔作业;下台阶采用凿岩台车钻孔作业。Ⅳ级围岩台阶法爆破炮孔布置见图 3-3。Ⅳ级围岩台阶法开挖主要技术经济指标见表 3-4。图 3-3 Ⅳ级围岩台阶法爆破炮孔布置图Ⅳ级围岩台阶法光面爆破主要技术经济指标表 表 3-4 数量序号 项目 单位上台阶 下台阶1 开挖断面积 m2 34.50 31.042 预计每循环进尺 m 2.0 3.03 每循环爆破石方 m3 69 94.24 炮眼总数 个 101 745 炸药用量 Kg 48.3 65.946 比钻眼数 个/m 2 2.93 2.367 比装药量 Kg /m3 0.7 0.73.4 Ⅴ级围岩三台阶法钻爆开挖Ⅴ级围岩洞段 761m,采用三台阶法开挖施工。主要以机械设备开挖为主,辅以弱爆破开挖。上台阶每循环进尺 1.0m;中台阶每循环进尺 1.5~2.5m;下台阶每循环进尺 3.0~3.5m;下台阶开挖时与隧底开挖一次开挖成型。①炸药选型Ⅴ级围岩钻爆采用 2 号岩石硝胺炸药,有水地段采用乳化防水炸药,药卷直径采用 φ32×200mm。非电毫秒雷管起爆,火雷管引爆。②掏槽形式上台阶采用楔形掏槽法,及充分利用楔形掏槽的易抛掷来达到光爆效果,且减轻震动,保持围岩稳定。中、下台阶充分利用上台阶开挖形成的临空面来达到光爆效果、减轻震动,保持围岩稳定。③周边孔布置因地质条件较差,为减少隧道掘进中的超挖现象,上、中、下台阶周边孔布置在设计开挖轮廓线向内偏移 5~10cm 处,周边孔间距 E=0.35m。周边孔采用间隔装药方式,其余孔采用集中装药。在施工过程中,将根据地质变化情况,不断优化调整各爆破参数,以达到最佳光爆效果。④设备选用上、中、下台阶均采用手持 YT-28 型钻机钻孔作业。Ⅴ级围岩台阶法爆破炮孔布置见图 3-4。Ⅴ级围岩台阶法开挖主要技术经济指标见表 3-5。Ⅴ级围岩台阶法光面爆破主要技术经济指标表 表 3-5 数量序号 项目 单位上台阶 中台阶 下台阶1 开挖断面积 m2 30.30 16.70 23.582 预计每循环进尺 m 1.0 2.0 3.03 每循环爆破石方 m3 30.3 33.4 70.744 炮孔总数 个 101 53 635 炸药用量 Kg 15.15 16.7 35.376 比钻孔数 个/m 2 3.3 3.2 2.77 比装药量 Kg /m3 0.5 0.5 0.5图 3-4 Ⅴ级围岩台阶法爆破炮孔布置图
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