隧道鉆爆施工技術(shù)Word版

1、隧道鉆爆施工技術(shù)一、工程簡(jiǎn)況：長(zhǎng)灘隧道位于彭武高速公路長(zhǎng)灘鄉(xiāng)境內(nèi)C6標(biāo)段，采用上下行分離的獨(dú)立雙洞形式，隧洞軸線間距11.323.0m，起止樁號(hào):左線ZK18+365ZK21+580，全長(zhǎng)3215米，本合同段為(ZK18+365ZK20+000)長(zhǎng)1635m,右線K18+364K21+640全長(zhǎng)3276m,本合同段為(K18+364K20+000)長(zhǎng)1636m;隧道凈寬10.50米,凈高5.0米。工程地質(zhì)構(gòu)造：洞口表層為強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r及薄層覆蓋土，表層以下為裂隙發(fā)育,較破碎的強(qiáng)風(fēng)化及中風(fēng)化灰?guī)r,小型溶洞分布較多,洞身以?shī)W陶系下統(tǒng)灰?guī)r、頁(yè)巖為主，中厚層狀、薄層狀。巖質(zhì)致密堅(jiān)硬，完整性較好。隧道級(jí)圍巖

2、長(zhǎng)203米，占12.4%,級(jí)圍巖長(zhǎng)209米，占12.5%,級(jí)圍巖長(zhǎng)787.5米，占48.2%,級(jí)圍巖長(zhǎng)435.5米,占26.9%。二、鉆爆設(shè)計(jì)鉆爆法是隧道開(kāi)挖施工中最常用的方法，認(rèn)真進(jìn)行鉆爆設(shè)計(jì)和控制，采用光面爆破、預(yù)裂爆破技術(shù)，使開(kāi)挖輪廓線符合設(shè)計(jì)要求，超欠挖量少，減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)和破壞，有利于工程順利進(jìn)行。鉆爆設(shè)計(jì)根據(jù)工程地質(zhì)條件、開(kāi)挖斷面、開(kāi)挖方法、掘進(jìn)循環(huán)進(jìn)尺、鉆眼機(jī)具、爆破材料和出渣能力等因素綜合考慮，其設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括：炮眼（掏槽眼、輔助眼、周邊眼）的布設(shè)、數(shù)目、深度和角度；裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)；起爆方法和爆破順序等。1、設(shè)計(jì)條件綜合考慮了本工程預(yù)定工期、進(jìn)場(chǎng)設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況、施工條

3、件及當(dāng)?shù)鼗鸸げ牧瞎?yīng)等情況后，確定以下設(shè)計(jì)條件：、級(jí)圍巖采用上下臺(tái)階開(kāi)挖預(yù)裂爆破法，開(kāi)挖斷面積S上=50m2, S下=20m2,級(jí)臺(tái)階長(zhǎng)5米、掘進(jìn)循環(huán)進(jìn)尺L=1米，級(jí)臺(tái)階長(zhǎng)10米、掘進(jìn)循環(huán)進(jìn)尺L=1.5米，、級(jí)圍巖采用全斷面開(kāi)挖光面爆破法，開(kāi)挖全斷面積S全 =80m2,掘進(jìn)循環(huán)進(jìn)尺L=3.5米。鉆機(jī)采用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)，鉆頭直徑dk有38mm60mm等。由于裝運(yùn)機(jī)械車輛足，運(yùn)距短，開(kāi)挖出渣能力強(qiáng)。2、炸藥品種選擇根據(jù)本工程巖石抗爆性、當(dāng)?shù)乜晒┱ㄋ幤贩N性能和價(jià)格，選用以下炸藥： 表-1炸藥名稱直徑d藥（mm）長(zhǎng)度l （mm）密度（g/cm3）猛度（mm）爆力（ml）適用范圍2號(hào)巖石硝銨炸藥351651

4、.0512320大孔徑光爆2號(hào)巖石硝銨小藥卷252001.0512320周邊光爆2號(hào)巖石硝銨小藥卷202500.9512320周邊光爆1號(hào)抗水巖石硝銨炸藥251650.9612320有水周邊光爆RJ-2乳化炸藥322001.2012340有水大孔徑光爆3、炸藥用量計(jì)算影響炸藥消耗量的因素主要有：巖石堅(jiān)硬程度和巖層的構(gòu)造；炸藥的威力；坑道斷面積及臨空面數(shù)量等，按照達(dá)到預(yù)定爆破效果的條件下，其爆炸功與巖石阻抗匹配的原則計(jì)算確定。隧道爆破中，每循環(huán)爆破的總裝藥量Q=KLS，K為爆破單位體積巖石的炸藥平均消耗量，即炸藥單耗量（kg/m3）；L為爆破掘進(jìn)進(jìn)尺數(shù)（m）；S為開(kāi)挖斷面積（m2）；K值主要受巖

5、石抗爆性、斷面進(jìn)尺比S/L、臨空面數(shù)目、炮眼布置形式、掏槽效果等因素影響。一般巖石的完整性系數(shù)f值越大，K越大；斷面進(jìn)尺比S/L越大，K越?。慌R空面越多，K越小；炮眼布置不好，K越大；隧道爆破實(shí)際一般采用K= 0.72.5kg/m3。以、級(jí)圍巖地段全斷面開(kāi)挖光面爆破進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)，取K=1.35kg/m3，本工程、級(jí)圍巖開(kāi)挖每循環(huán)的總裝藥量Q=1.353.580=378 kg。4、爆破參數(shù)選用根據(jù)公路隧道施工技術(shù)規(guī)范（JTJ042-94）推薦的下列參數(shù)表選用爆破各參數(shù)并在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)爆破效果進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。選用的原則是對(duì)于掏槽眼、輔助眼應(yīng)采用較小的裝藥不偶合系數(shù)D，以提高爆破效率

6、，對(duì)周邊眼則采用較大值以減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)破壞。當(dāng)斷面較小或圍巖軟弱、破碎或在曲折線處周邊眼間距E應(yīng)取較小值，為保證周邊眼孔間貫通裂縫優(yōu)先形成，須使周邊眼的最小抵抗線V大于炮眼間距E，E/V應(yīng)取較小值。 光面爆破諸參數(shù) 表-2參數(shù)巖石種類飽和單軸抗壓極限強(qiáng)度Rb(Mpa)裝藥不偶合系數(shù)D周邊眼間距E（cm）周邊眼最小抵抗線V（cm）相對(duì)距E/V周邊眼裝藥集中度q（kg/m）硬巖601.251.50557070850.81.00.300.35中硬巖30601.502.00456060750.81.00.200.30軟巖302.002.50305040600.50.80.070.15 預(yù)裂爆破諸參數(shù)

7、 表-3參數(shù)巖石種類飽和單軸抗壓極限強(qiáng)度Rb(Mpa)裝藥不偶合系數(shù)D周邊眼間距E（cm）周邊眼至內(nèi)圈崩落眼間距（cm）周邊眼裝藥集中度q（kg/m）硬巖601.21.34050400.350.40中硬巖30601.31.44045400.250.35軟巖301.42. 03040300.090.19對(duì)、級(jí)圍巖地段全斷面開(kāi)挖光面爆破進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)試驗(yàn)所得圍巖石飽和單軸抗壓極限強(qiáng)度Rb=75Mpa，為硬巖。選用參數(shù)如下：掏槽眼、輔助眼的裝藥不偶合系數(shù)D=1.3；周邊眼D=2.0，E=63 cm，E/V=0.8，V=79 cm；5、炮眼直徑d炮掏槽眼、輔助眼選用藥卷直徑d藥=35mm，密度=1.0

8、5g/cm3的2號(hào)巖石硝銨炸藥；根據(jù)D=d炮/d藥，則掏槽眼、輔助眼炮眼直徑d炮=46 mm；周邊眼選用小藥卷直徑d藥=25mm，密度=0.95g/cm3的2號(hào)巖石硝銨炸藥；則周邊眼炮眼直徑d炮=50 mm。6、炮眼數(shù)目N的確定和布置施工中根據(jù)各炮眼平均分配炸藥量的原則計(jì)數(shù)炮眼數(shù)目N=n1+ n2 +n3：其中n1、 n2 、n3分別為掏槽眼、輔助眼、周邊眼的數(shù)量；總裝藥量Q=nqn，其中qn為各部炮眼單孔平均裝藥量=L，為各部炮眼的裝藥系數(shù)，指藥卷總長(zhǎng)度與炮眼長(zhǎng)度比，對(duì)于、級(jí)圍巖掏槽眼=0.60，輔助眼=0.50，周邊眼=0.55；為藥卷單位長(zhǎng)度質(zhì)量值=藥卷截面積S藥藥卷密度，kg/m；首先

9、確定周邊眼的數(shù)量n3，由于周邊眼應(yīng)沿設(shè)計(jì)開(kāi)挖輪廓線布置，根據(jù)輪廓線長(zhǎng)35.25 米和周邊眼間距E=63 cm，n3=35.25/0.6356個(gè)；眼深與進(jìn)尺同為3.5 m，直眼鉆孔。確定掏槽眼的數(shù)量n1和布置，掏槽眼的作用是將開(kāi)挖面中央稍靠下部位先掏出一個(gè)小型槽口，以形成新的臨空面，為后爆的輔助炮開(kāi)創(chuàng)更有利的臨空面，達(dá)到提高爆破效率的作用，為保證能有效地將石渣拋出槽口，槽口尺寸一般在1.02.5m2左右，本工程采用1.11.1 m2常將掏槽眼比設(shè)計(jì)掘進(jìn)尺加深10 20 cm，本工程加深10 cm，采用直眼掏槽，槽口中部設(shè)雙空孔式大直徑空眼，相當(dāng)于給裝藥掏槽眼提供了臨空面。根據(jù)以往實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，各掏槽

10、眼間距2025 cm，梅花間隔均勻布置，可布置n1=20個(gè)，孔深3.6m。 確定內(nèi)圈輔助眼的數(shù)量和布置輔助眼的作用是進(jìn)一步擴(kuò)大槽口體積和爆破量，并逐步接近開(kāi)挖段面形狀，為周邊眼創(chuàng)造有利的爆破條件。根據(jù)總裝藥量Q=n1q1 +n2q2+ n2q2掏槽眼q1=L =0.61.013.6=2.18 kg/m，n1=20；周邊眼q3=L =0.550.4663.5=0.90 kg/m ，n3=55；輔助眼q2=L =0.501.013.5=1.77 kg/m，于是可算得輔助眼數(shù)n2=153，孔深3.5m，直眼鉆孔。其布置原則可參照周邊眼的布置原則進(jìn)行，只是抵抗線V，眼間距E及單孔裝藥量q值較大些，取E

11、/V=0.7，E=70 cm， V=100 cm，炮眼交錯(cuò)均勻地布置在周邊眼與掏槽眼之間。 本工程、級(jí)圍巖每循環(huán)斷面炮眼數(shù)目N=228個(gè)。布置如下圖：周邊眼輔助眼掏槽眼圖1炮眼布置示意圖7、起爆系統(tǒng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜的特點(diǎn)，起爆材料采用塑料導(dǎo)爆管與非電毫秒雷管配合使用，它具有抗電、抗火、抗沖擊性能好、起爆傳爆性能穩(wěn)定、彎曲性好、運(yùn)輸使用過(guò)程抗破壞能力強(qiáng)、使用方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。本隧道鉆爆開(kāi)挖中的起爆系統(tǒng)：導(dǎo)火索火雷管導(dǎo)爆索塑料導(dǎo)爆管非電雷管藥包。導(dǎo)火索是用來(lái)傳遞給火雷管，并使火雷管爆炸的傳爆材料之一，導(dǎo)火索具有一定防潮耐水能力?；鹄坠苁軐?dǎo)火索火花作用發(fā)生爆炸，火雷管受撞擊，摩擦作用時(shí)能引起

12、爆炸，在使用及運(yùn)輸時(shí)要特別注意塑料導(dǎo)爆管是用來(lái)傳遞微弱給非電雷管，使之爆炸的傳爆材料之一，是在聚乙烯塑料管的內(nèi)壁涂有一層高能炸藥，管壁上的高能炸藥在沖擊波作用下，可以沿著管道方向連續(xù)穩(wěn)定爆轟，從而將爆轟傳播到非電雷管使雷管起爆。非電毫秒雷管常用的段別有1-20段，主要作用是能夠保證炸藥在不同的時(shí)段起爆。導(dǎo)爆索是以單質(zhì)猛烈炸藥黑金或太銨作為索芯的傳爆材料，它經(jīng)雷管起爆后，可以把炮轟直接傳炸藥起爆，主要適用周邊眼的爆破。圖2起爆系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖（數(shù)字為毫秒雷管段別）A導(dǎo)火索 B火雷管 C塑料導(dǎo)爆管 D非電雷管 E塑料導(dǎo)爆管 F導(dǎo)爆索8、裝藥結(jié)構(gòu)裝藥結(jié)構(gòu)是指繼爆藥卷和起爆藥卷在炮眼中的布置形式。按起爆藥卷

13、在炮眼中的位置和其中雷管的聚能穴方向可分正向裝藥和反向裝藥；按其連續(xù)性則可分為連續(xù)裝藥和間隔裝藥。如下圖： 圖3 裝藥結(jié)構(gòu) A-正向連續(xù)裝藥 B-反向連續(xù)裝藥1塑料導(dǎo)爆管 2炮泥 3炸藥 4非電毫秒雷管 反向裝藥結(jié)構(gòu)能提高炮眼利用率，減少瞎炮率，減少石渣塊度，便于裝渣運(yùn)輸，增強(qiáng)拋擲能力和降低炸藥消耗量，炮眼越深時(shí)，反向裝藥結(jié)構(gòu)的爆破效果越好。所以本隧道全斷面光爆炮眼采用反向裝藥結(jié)構(gòu)。由于掏槽眼和輔助眼單孔用藥量大，采用大直徑連續(xù)裝藥形式；而周邊眼單孔用藥量小，采用小藥卷間隔裝藥，如圖：圖4 周邊眼的小藥卷間隔裝藥A導(dǎo)爆索 B炮泥 C-藥包9、起爆順序及時(shí)差除預(yù)裂爆破的周邊眼是最先起爆外，在同一

14、斷面上起爆順序是由內(nèi)向外逐層起爆的，用毫秒雷管的不同延發(fā)時(shí)間（段別）來(lái)實(shí)現(xiàn)，各層（卷）炮間的起爆時(shí)差越小，爆破效果越好，而同圈炮必須同時(shí)起爆，尤其是掏槽眼和周邊眼，我們采用間隔差為50-100ms。起爆順序：掏槽眼-擴(kuò)槽眼-內(nèi)圈眼-底板眼-周邊眼。三、鉆爆作業(yè)控制1、作業(yè)人員為了順利優(yōu)質(zhì)高效地完成好本隧道，項(xiàng)目部挑選了施工經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)隧道施工班組，對(duì)所有參與鉆爆作業(yè)人員都根據(jù)鉆爆設(shè)計(jì)書(shū)和施工圖紙進(jìn)行了崗前培訓(xùn)和詳細(xì)的施工質(zhì)量、安全技術(shù)交底，所有鉆爆人員均持證上崗，并每季度組織現(xiàn)場(chǎng)能力考核，施工過(guò)程有技術(shù)人員全過(guò)程跟蹤檢查，保證了人員的素質(zhì)、能力和工作質(zhì)量。2、鉆眼質(zhì)量控制鉆爆作業(yè)必須按設(shè)計(jì)進(jìn)

15、行鉆眼、裝藥、接線和引爆。鉆眼前首先確定開(kāi)挖斷面中線、水平線和輪廓線，標(biāo)出炮眼位置，經(jīng)檢查合格后用風(fēng)鉆打眼，精度要有如下要求：掏槽眼深度誤差+0.5%設(shè)計(jì)炮孔深度，其他鉆孔深度誤差+1.0%設(shè)計(jì)炮眼深度。周邊眼間距誤差不大于5cm，外斜率不大于5cm/m，眼底不超過(guò)輪廓線10 cm；掏槽眼眼口和眼底間距誤差均不大于5cm；輔助眼眼口排距、行距誤差不大于5cm；內(nèi)圈眼到周邊眼的排距誤差不大于5cm。當(dāng)開(kāi)挖面凹凸較大時(shí)，應(yīng)將孔位置敲平以免開(kāi)鉆時(shí)跑鉆增大誤差。還應(yīng)根據(jù)實(shí)際調(diào)整炮眼深和藥量，確保除掏槽眼外所有眼底在同一垂直面上。鉆眼后應(yīng)檢查并做好記錄，不符合要重鉆，合格后裝藥。3、裝藥前應(yīng)將炮眼泥漿、石屑吹洗干凈，及時(shí)封堵炮眼。4、開(kāi)挖過(guò)程應(yīng)監(jiān)控爆破擾動(dòng)深度及震動(dòng)對(duì)周圍結(jié)構(gòu)物的影響，爆破后應(yīng)檢查開(kāi)挖斷面表面情況，如效果不好，應(yīng)查明原因及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整。5、鉆爆機(jī)械設(shè)備應(yīng)有專人保管，定期進(jìn)行檢查維修保養(yǎng)，操作人員應(yīng)熟悉設(shè)備性能，持證操作，現(xiàn)場(chǎng)備足機(jī)械設(shè)備以免出現(xiàn)停工或超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)情況。6、爆破器材嚴(yán)格按火工材料管理規(guī)定由有資格的專業(yè)人員進(jìn)行保管、運(yùn)