-隧道水壓爆破施工設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)交流材料

1、重慶潼南至榮昌高速公路TJ5段隧道水壓爆破施工技術(shù)經(jīng)歷交流材料中鐵二十二局集團(tuán)潼榮高速總承包指揮部一分部隧道水壓爆破施工技術(shù)經(jīng)歷交流材料1.研究背景近年來，我國在不斷的加大高速公路投資，橋隧比重在不斷增大，尤其在我國西南地區(qū)，橋隧占的比重越來越大，隨著科技和機(jī)械設(shè)備的不斷更新和開展，隧道的設(shè)計(jì)長度也在不斷的增加，成為施工中的重點(diǎn)難點(diǎn)工程和控制工期的工程。我公司積極響應(yīng)國家及重慶市和諧環(huán)保要求,為打造綠色潼榮,特在隧道爆破施工中采用水壓爆破。目前我國隧道爆破掘進(jìn)的現(xiàn)狀是，幾乎所有的隧道爆破掘進(jìn)的炮眼采取無回填堵塞，或僅用炸藥箱紙殼卷成卷塞入光爆眼口上，致使炸藥爆炸能量大局部被浪費(fèi)，炸藥能量利用率

2、低下。而“隧道掘進(jìn)水壓爆破其創(chuàng)新點(diǎn)是：“往炮眼中一定位置注入一定量的水，并用專用的設(shè)備制成的炮泥回填堵塞炮眼，大大減少了炸藥能量的外泄，提高了炮眼利用率，加快了隧道開挖進(jìn)度，提高了經(jīng)濟(jì)效益。并且在炮孔中參加水袋后，炸藥爆炸后對水起到了霧化作用，大大降低了爆炸時產(chǎn)生的粉塵，真正做到了環(huán)保施工。我工程部施工隧道4座,蓮花隧道、麻楊隧道、長崗嶺隧道、轉(zhuǎn)洞隧道，施工單線長度總計(jì)3649米，隧道穿越地質(zhì)多以泥巖、砂巖為主。圍巖較破碎、節(jié)理較發(fā)育，存在一定的坍塌風(fēng)險。3.爆破原理隧道水壓爆破是利用在水中傳播的爆破應(yīng)力波對水的不可壓縮性，使爆炸能量經(jīng)過水傳遞到炮眼圍巖中幾乎無損失，十分有利于巖石破碎。同時，

3、水在爆炸氣體膨脹作用下產(chǎn)生的“水楔效應(yīng)有利于巖石進(jìn)一步破碎，炮眼中有水可以起到霧化降塵作用，大大降低粉塵對環(huán)境的污染。1炸藥在爆炸時產(chǎn)生的沖擊波，在水中的衰減速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于在空氣中衰減的速度。所以在炮孔底部參加一定量的水袋，使炸藥產(chǎn)生的沖擊波通過水袋直接作用在巖石上，大大的減少了炸藥能量的消耗，提高了炮眼利用率。2炮眼中的水袋，在炸藥爆炸的作用下，會產(chǎn)生“水楔效應(yīng)，有利于圍巖的進(jìn)一步破碎，減少爆破產(chǎn)生的大塊率。堵塞水袋在爆炸的作用下會產(chǎn)生霧化作用，可以吸收粉塵，降低爆破后的粉塵濃度，減少了爆后對環(huán)境的污染。3由于采用了炮泥加水袋堵塞，防止了炸藥能量的外泄，炸藥能量充分利用在爆破巖石上，使得爆破

4、效率提高，減少了炸藥的消耗，提高了隧道開挖的經(jīng)濟(jì)效益。4.水壓爆破設(shè)計(jì)水壓爆破設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的隧道光面爆破設(shè)計(jì)方案根本一樣，只是在裝藥構(gòu)造和炮孔堵塞上進(jìn)展了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。4.1 爆破器材根據(jù)施工中常用的爆破器材、現(xiàn)場設(shè)備的選用，以及水壓爆破的特殊要求，爆破器材選用直徑為32的防水乳化炸藥，并采用電雷管和導(dǎo)爆管雷管作為起爆器材。炮孔內(nèi)所用水袋及堵塞材料都由專用機(jī)械加工而成，長度約為20cm。4.2光面爆破參數(shù)確實(shí)定4孔距根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備，炮眼直徑為d=40mm，所以周邊孔間距a=816d=3264。4不耦合系數(shù)與光爆層厚度光面爆破的不耦合系數(shù)=d0/d(d0為裝藥直徑)在0.81之間變化，當(dāng)變小時，孔壁上

5、的最大切向應(yīng)力減小，爆炸波作用時間延長，有利于應(yīng)力疊加和應(yīng)力集中，產(chǎn)生拉伸裂隙， 而不宜產(chǎn)生粉碎。生產(chǎn)實(shí)踐說明，增大不耦合系數(shù)，采用空氣間隔裝藥，可以消除壓碎破壞，控制放射狀裂隙的產(chǎn)生，提高炮孔的殘留率。根據(jù)最小抵抗線與炮孔間距的關(guān)系:光爆層厚度w=a/。 4周邊眼延米裝藥量 周邊眼裝藥量:q1=cwa=0.060.15/m 式中:c-爆破系數(shù)，在通常情況下，c=0.20.5/m3；4.3鉆爆設(shè)計(jì)示意圖鉆爆設(shè)計(jì)示意圖如圖3-1所示5.裝藥方法、裝藥構(gòu)造及炮孔堵塞5.1 裝藥方法采用人工用木制炮棍裝藥，由施工人員將藥卷逐個裝入炮孔，并用炮棍輕輕搗實(shí)，防止藥卷之間間隔較大，影響傳爆。在裝藥過程中嚴(yán)

6、禁大力用炮棍搗實(shí)炸藥，防止用力過猛后使水袋破裂或使裝藥密度過大，造成炸藥壓死拒爆。圖3-1 鉆爆設(shè)計(jì)示意圖5.2 裝藥構(gòu)造1周邊眼采用空氣間隔、不耦合裝藥，采用導(dǎo)爆索起爆，將導(dǎo)爆索插入空底藥卷內(nèi)，炸藥均勻分布裝入炮孔內(nèi)。為克制底部炮眼的阻力，一般將底部藥量稍微加大。在裝藥前先在炮眼孔底裝入長約20cm的一節(jié)水帶，并在裝藥完畢后再裝入2節(jié)水袋，再進(jìn)展堵塞。如圖4-1。圖4-1 周邊眼裝藥構(gòu)造示意圖2掏槽眼、輔助眼、底邊眼等采用連續(xù)耦合裝藥，雷管埋入孔底藥卷，聚能穴朝孔口方向。在裝藥前先在炮眼孔底裝入長約20cm的一節(jié)水帶，并在裝藥完畢后再裝入2節(jié)水袋，再進(jìn)展堵塞。其構(gòu)造如圖4-2。圖4-2 掏槽

7、眼裝藥構(gòu)造5.3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)及起爆方法起爆網(wǎng)絡(luò)采用簇連法，俗稱一把抓起爆法。就是每個炮孔內(nèi)裝一發(fā)延期導(dǎo)爆管雷管，然后將導(dǎo)爆管連成一把后，用2發(fā)8號電雷管起爆。連接好網(wǎng)絡(luò)后，等待其他施工人員撤離到戒備線以外后，由爆破員用起爆器在平安避炮點(diǎn)起爆。 5.4 起爆順序?yàn)闈M足光面爆破的要求，先起爆掏槽眼，為其他炮孔提供臨空面，再起爆輔助眼、內(nèi)圈眼，最后起爆周邊眼、底眼。為了保證各類炮眼之間的起爆時差，增強(qiáng)起爆效果，在選用毫秒雷管時一般隔段使用，即選用1#、3#、5#、7#、9#、11#、13#等。6.施工控制6.1 測量控制 首先使用全站儀定出隧道的軸線與圓心，再以半徑長在掌子面用紅油漆畫出開挖輪廓線，最

8、后根據(jù)炮眼布置圖畫出炮眼位置，周邊眼 和掏槽眼的位置要求更加準(zhǔn)確。6.2 定位與鉆孔 根據(jù)隧洞開挖斷面尺寸，事先制作一臺簡易鉆眼工作架，工作架的高度要適合工人操作要求，開眼的位置要求盡量不偏離設(shè)計(jì)炮位。其中周邊眼和掏槽眼由技術(shù)的人員負(fù)責(zé)，使鉆眼到達(dá)“準(zhǔn)、平、直、齊的要求，尤其要控制好以下幾點(diǎn)：1控制眼門誤差和眼底誤差，不大于5；2周邊眼沿輪廓線調(diào)整誤差不大于5，2外插腳控制在2030 ，眼底控制不超出開挖輪廓線10；3除掏槽眼較深外，其它眼底落在同一垂直面上。6.3 清孔炮眼鉆好后，用高壓氣體進(jìn)展清孔，將孔中的鉆渣、小石渣去除干凈后按設(shè)計(jì)裝藥、起爆。6.4 爆后檢查及盲炮處理響炮30min前方

9、可進(jìn)入爆區(qū)檢查，并對爆堆的形狀大小、殘孔率、飛石最大距離及盲炮情況進(jìn)展現(xiàn)場記錄，掌握一手資料，適時對爆破參數(shù)進(jìn)展調(diào)整。如發(fā)現(xiàn)盲炮應(yīng)立即通知專職爆破員進(jìn)展處理，處理方法為：1二次起爆法：假設(shè)是由于起爆網(wǎng)絡(luò)連接不良造成的盲炮，可重新連線起爆；2誘爆法：對于不能二次起爆的盲炮，如果周圍環(huán)境允許，可準(zhǔn)確判明裝藥的具體位置，在原裝藥孔附近平行原裝藥孔進(jìn)展鉆孔，裝入少量炸藥，利用小裝藥將其誘爆；3人工排除法：采用高壓風(fēng)吹出堵塞物，取出起爆雷管及炸藥。在處理盲炮時無關(guān)人員不得在場，并在危險區(qū)邊界設(shè)置戒備，危險區(qū)內(nèi)制止進(jìn)展其他作業(yè)。 盲炮處理后應(yīng)仔細(xì)檢查爆堆，并將殘留爆破器材清理干凈。6.5 炸藥退庫在爆破完畢后，炮工離開施工現(xiàn)場前，由爆破員將現(xiàn)場剩余火工品回收干凈，并退回庫房登記，做到賬賬相符，賬物相符。7.經(jīng)濟(jì)效果采用水壓爆破比傳統(tǒng)工藝火工品節(jié)?。喊疵垦h(huán)進(jìn)尺2.5米計(jì)，每孔節(jié)省炸藥kg，每方節(jié)省0.2kg/方。按目前火工品單價10780元/t計(jì)，每方節(jié)省元。暫不算火工品管理費(fèi)降塵減少通風(fēng)時間及增效費(fèi)用。8.結(jié)語 隧道水壓爆破由于參加了水的元素，大幅度的提高了爆破能量的利用率，降低了炸藥用量，提高了單個循環(huán)進(jìn)尺，加快了工程進(jìn)度，提高了經(jīng)濟(jì)效益。并且炸藥