隧道洞身開挖光面爆破施工技術和檢驗

1、隧道洞身開挖光面爆破施工技術和檢驗主要內容 三、設備機具配置一、隧道洞身開挖技術要求 四、質量控制及檢驗二、光面爆破施工工藝隧道施工應堅持“弱爆破、短進尺、強支護、早封閉、勤量測”的原則，采用鉆爆法開挖，嚴格控制炮眼深度、裝藥量、并嚴格控制超欠挖。 光面爆破適用于級以內的圍巖，根據本標段圍巖狀況，正洞隧道級圍巖采用全斷面法開挖；級圍巖（采用臺階法開挖。 一、隧道洞身開挖技術要求1 全斷面開挖施工工序及工藝流程圖1 全斷面法施工工藝流程級圍巖（a、b）采用全斷面法施工，每循環(huán)進尺不超過3.5m，隧道開挖后及時施作初期支護。 全斷面法施工工藝流程見圖1，施工工序示意圖見圖2。 1.1 全斷面法施工

2、工序圖2 全斷面施工工序示意圖1-全斷面開挖；-施作初期支護；2-隧道底部開挖；-仰拱澆筑；-施作拱墻二次襯砌。 2 臺階法開挖施工工序及工藝流程圖3 臺階法施工工藝流程級圍巖采用臺階法開挖，錨噴支護施工方法。 臺階法施工工藝流程見圖3，施工工序示意圖見圖4。 臺階法施工工序圖4 臺階法施工工序示意圖1-上臺階開挖；-上臺階初期支護；2-下臺階開挖；-下臺階初期支護；3-仰拱開挖；-仰拱襯砌；-拱墻襯砌。 3 洞身開挖斷面尺寸計算表1 開挖斷面參數表二、光面爆破施工工藝2 設備技術： 采用自制開挖臺車配合鑿巖機，非電毫秒雷管光面爆破技術。 1 光面爆破定義： 隧道光面爆破是支撐新奧法原理的重要

3、技術之一，通過正確選擇爆破參數和合理的施工方法，分區(qū)分段爆破，最終達到有效控制輪廓平整的爆破技術。 2.1 光面爆破開挖1測量放樣 開挖前應先進行測量放樣，控制開挖的中線引至開挖部位掌子面，確定開挖輪廓。 測量人員定出隧道中線和開挖輪廓線，用紅油漆按炮孔布置圖畫出炮眼位置，經檢測合格后方可施工。 2設備 開挖作業(yè)照明安裝，鉆眼機具到位，高壓風水管的連接，做好洞內、外排水系統，保證排水暢通，規(guī)劃棄渣場位置，布設出渣路線，出渣設備準備。 本標段隧道開挖采用裝載機拖動行走簡易臺車，該臺車制作簡單、使用靈活方便、剛度大、炮眼位置及方向容易控制，并且可以同時滿足30 臺以上YT-28 風動鑿巖機同時作業(yè)

4、。 2.2 爆破器材的選定 本工程選用低密度、低爆速、威力適中、匹配性好、防水性能好、易于切割分裝成小卷的2#巖石乳化炸藥，該炸藥直徑32mm，每卷長200mm，每卷重量150g，引爆器材選用國產系列非電毫秒延期雷管。 毫秒爆破與秒延期、瞬發(fā)爆破相比，有如下優(yōu)點： (1)一次爆破可以增加起爆雷管個數，縮短爆破時間和炮后檢查時間，提高效率。 (2)提高爆破作業(yè)的安全性。 與瞬發(fā)電雷管相比，一次裝藥一次起爆和嚴禁兩臺發(fā)爆器同時在一個工作面爆破等制度的實施。 (3)具有補充破碎作用，在采用毫秒爆破時，由于各組藥包起爆間隔時間很短，前、后組藥包先后爆破的巖石相互碰撞進行補充破碎，提高巖石的破碎程度。

5、2.2 爆破器材的選定毫秒爆破與秒延期、瞬發(fā)爆破相比，有如下優(yōu)點： (4)降低單位炸藥消耗量。 藥包爆破時，對周圍巖體的殘余應力需要經過一定的時間才會消失，因此，后藥包以毫秒間隔先后爆破時，就會出現應力迭加，擴大炸藥的破巖范圍。 實驗資料證實，采用毫秒爆破，如果每個炮眼的裝藥量不變，則炮眼間距和最小抵抗可以相應增加10一20%。 (5)降低爆破時產生的地震作用。 毫秒延期雷管：是段間隔為十幾毫秒至數百毫秒的延期電雷管。 是一種短延期雷管。 2.2.1 毫秒延期雷管毫秒延期雷管：是間隔為十幾毫秒至數百毫秒的延期電雷管。 是一種短延期雷管。 國產毫秒延期雷管段別（1-20段）。 表3 毫秒雷管段別

6、對應時間表2.3 爆破參數1光面爆破效果 光面爆破對圍巖擾動小，又盡可能保存了圍巖自身原有的承載能力，從而改善了襯砌結構的受力狀況；由于圍巖輪廓圓順、壁面平整，減少了應力集中和局部落石、掉塊現象。 確定合理的光面爆破參數，是獲得良好光面爆破效果的重要保證。 2光面爆破的主要參數有： 周邊眼間距（E）； 周邊眼密集系數（K）； 最小抵抗線（W）； 不耦合系數（D）； 裝藥集中度（ ）。 不耦合系數：不耦合系數等于炮孔直徑除以藥包直徑。 2.3.1 爆破參數確定1參數確定方法： 光面爆破受多種因素影響，包括圍巖整體性、節(jié)理、層理等地質因素，爆破參數進行現場設計動態(tài)調整。 每一循環(huán)爆破參數均根據上一

7、循環(huán)爆破效果以及本循環(huán)圍巖特征做出調整，上一循環(huán)即下一循環(huán)的預設計和試爆破。 圖 光面爆破設計流程圖 2.3.1 爆破參數確定2參數確定方法： 無試驗條件時，可參照下表選用。 表2 光面爆破參數 注：1、表中所列參數適用于炮眼深度1.03.5m,炮眼直徑4050mm,藥卷直徑2035mm。 2、當斷面較小或圍巖軟弱、破碎或對曲線、折線開挖成形要求較高時，周邊眼間距E應取較小值。 3、周邊眼抵抗線W值在一般情況下均應大于周邊眼間距E值。 軟巖在取較小E值時，W值應適當增大。 4、E/W：軟巖取小值，硬巖及斷面小時取大值。 5、表列裝藥集中度q為2號巖石乳化炸藥，選用其它類型炸藥時，應修正。 2.

8、3.2 炮孔布置周邊眼： 周邊眼應沿隧道開挖輪廓線布置，保證開挖斷面符合設計要求，硬巖開眼位置在輪廓線上，軟巖可向內偏510cm。 底板和仰拱底面采用預留光爆層爆破，級圍巖段的中心水溝應與隧底光爆層同時爆破成形。 輔助眼及掏槽眼： 輔助眼交錯均勻布置在周邊眼和掏槽眼之間，力求爆破出的石塊塊度適合裝渣需要。 周邊炮眼與輔助炮眼的眼底應在同一垂直面上，掏槽炮眼加深1020cm。 當開挖面凹凸較大時，應按實際情況調整炮眼深度，使周邊眼和輔助眼眼底在同一垂直面上。 鉆爆設計內容包括：炮眼（掏槽眼、輔助眼、周邊眼、底眼）的布置、深度、斜率、和數量，爆破器材、裝藥量和裝藥結構，起爆方法和爆破順序，鉆眼機具

9、和鉆眼要求。 2.3.3 全斷面開挖光爆設計圖說明：1、本設計參數適用于級圍巖全斷面開挖。 采用鑿巖臺車打眼，非電毫秒雷管光面爆破施工。 周邊眼采用小直徑藥卷間隔裝藥，導爆索引爆。 2、施工中應根據圍巖變化情況不斷調整修改爆破參數。 全斷面開挖法爆破設計圖2.3.4 臺階法開挖光爆設計圖附注:1、單位：cm（圖中數字為雷管段數）2、本圖僅供施工參考。 3、在施工過程中要進行試爆，并根據實際情況調整爆破參數。 2.3.4 臺階法開挖光爆設計圖附注:1、單位：cm（圖中數字為雷管段數）2、本圖僅供施工參考。 3、在施工過程中要進行試爆，并根據實際情況調整爆破參數。 2.4 鉆孔作業(yè)鉆孔要求： 鉆眼

10、前，鉆工要熟悉炮布置圖嚴格按鉆爆設計實施。 定人定位，周邊眼、掏槽眼由經驗豐富的鉆工打鉆。 準確定位鑿巖機鉆桿，使鉆孔位置誤差不大于15cm，保持鉆孔方向平行，嚴禁相互交錯。 周邊眼鉆孔外插角控制：孔深小于3m時外插角的斜率宜為孔深的5%；孔深大于3米時外插角斜率宜為孔深的3%；使兩茬炮接口處臺階不大于15cm；外插角的方向應與該點的輪廓線的法線方向一致。 施工順序： 測量放樣確定孔位鉆孔裝藥連線 測量放樣： 周邊輪廓線和炮眼的放樣宜采用隧道激光斷面儀或其他類似的儀器，周邊輪廓線的放樣允許誤差為2cm。 硬巖在輪廓線上，軟巖可向內偏移5-10cm。 2.5 裝藥 周邊眼是實現光面爆破的重要條件

11、，應嚴格控制周邊眼的裝藥量，采用反向裝藥結構，間隔裝藥（間距小于殉爆距離），盡量使炸藥沿孔深均勻分布，施工時需采用不偶合裝藥結構，不偶合裝藥系數一般控制在范圍內。 掏槽眼：連續(xù)裝藥，盡可能采用接近于1的不偶合系數，即偶合裝藥。 輔助眼：連續(xù)裝藥，不偶合系數為。 2.5 裝藥2.5 裝藥根據巖石強度選用不同爆速的炸藥，有水地段選用乳化炸藥。 周邊眼用32200小藥卷，不偶合裝藥；其余炮眼采用32300藥卷，連續(xù)裝藥，采用塑料導爆管復式起爆網路非電起爆。 裝藥需定人，定位，定段別，自上而下，所有炮眼均以炮泥（黏土和沙混合制作）堵塞，光面爆破周邊眼堵塞長度不宜小于30cm；其他炮眼深度小于1m，堵塞

12、長度不宜小于炮眼深度的1/2，深度1-2m堵塞長度不宜小于，深度超過米堵塞長度不宜小于1m。 裝藥前，所有炮眼全部用高壓風槍吹洗。 2.6 起爆 起爆宜采用非電毫秒雷管，每次起爆前，爆破員應仔細查看起爆網絡，同一開挖斷面上，光面爆破起爆順序應由內向外逐層起爆； 延遲時間宜采用孔內控制；起爆人員必須最后離開爆破地點，并在有掩護的安全地點起爆； 確保人員安全撤離后，起爆人員接到起爆命令后，必須發(fā)出爆破預警，并等待5s后方可起爆； 安全地點至爆破工作面的距離不得小于200m。 2.7 通風及出渣 爆破前應關閉通風機，爆破后應及時向隧道掌子面通風，排出和降低隧道內灰塵和炸藥殘留氣體、風塵濃度，然后灑水

13、降塵，使隧道內的環(huán)境符合職業(yè)健康標準。 洞內爆破經充分通風排煙后，15min后安全檢查人員進入開挖工作面檢查有無盲炮、有無殘余炸藥及雷管、拱頂及拱墻有無松動的巖塊、初支有無變形或開裂等現象，經排險后方可出渣，出渣時需有專人指揮車輛，車輛在隧道內的行駛速度，已襯砌地段不大于25km/h，未襯砌地段不大于15km/h，有施工作業(yè)地段不大于5km/h。 棄渣棄于指定位置，應符合環(huán)保要求。 三、設備機具配置 隧道開挖施工機械設備配置分為兩大部分，即隧道開挖和隧道鉆爆機械，見下表。 注：人員、機械設備應結合隧道開挖方法、工期要求進行合理配置。 配套的生產能力應為均衡施工能力的1.21.5倍。 四、質量控制及檢驗(1)根據超前地質預報以及現場實際圍巖情況，判定圍巖級別，確定開挖工法。 (2)開挖斷面應以預留變形量在內的設計輪廓線為基準，考慮貫通測量誤差和施工誤差等因素時可適當擴大。 (3)控制周邊眼的角度、間距和裝藥量。 (4)周邊眼與輔助眼的眼底應在同一垂直面上，掏槽炮眼應加深1020cm。 質量控制四、質量控制及