隧道爆破任務(wù)書-地下空間與利用課程設(shè)計

目錄一、工程概況 頁隧道爆破設(shè)計實例一、工程概況成昆高鐵高溝隧道位于四川省XX境內(nèi)，隧道穿越Ⅲ級圍巖地帶，主要為片麻巖，普氏系數(shù)f=6～10，單軸抗壓強(qiáng)度60～100MPa。隧道斷面設(shè)計為半圓拱形，隧道底寬B=5.6m，山墻高度H=1.5m。隧道內(nèi)無瓦斯等有害氣體。二、設(shè)計依據(jù)XXXXXXXX三、施工方案選擇為了保證隧道開挖質(zhì)量，又能加快施工工期，采用全斷面光面爆破施工方案。每月施工28d，采用3班循環(huán)掘砌平行作業(yè)，月掘進(jìn)計劃進(jìn)尺為190m。四、爆破參數(shù)選擇1、炸藥選擇由于無地下水。因此，選用2號巖石銨梯炸藥，其藥卷直徑為32mm，長度為200mm，每卷質(zhì)量為200g/卷。2、隧道開挖斷面積3、炮眼數(shù)N(1)經(jīng)驗法按照先布置掏槽眼，掏槽眼眼口間距500～800mm，一般6～12個(斷面積大取大值)；后布置周邊眼，周邊眼眼口間距450～750mm；最后再掏槽眼和周邊眼之間均勻布置輔助眼，眼口間距600～900mm。炮眼數(shù)N=掏槽眼數(shù)+輔助眼數(shù)+周邊眼數(shù)或者(2)計算法式中N—炮眼數(shù)目，不包括未裝藥的空眼數(shù)；q—單位耗藥量，kg/m3，可參考表1；表1隧道爆破使用2號巖石炸藥單位耗藥量（kg/m3)掘進(jìn)斷面積/m2圍巖單軸抗壓強(qiáng)度/MPa20～3040～6060～100120～140150～200<61.051.52.152.642.936～80.891.281.892.332.598～100.781.121.692.042.3210～120.721.011.511.92.112～150.660.921.361.781.9715～200.640.91.311.671.85>200.60.861.261.621.8S—開挖斷面積，m2；τ—裝藥系數(shù)，即裝藥長度與炮眼全長的比值，可參考表2；表2裝藥系數(shù)τ值炮眼名稱圍巖單軸抗壓強(qiáng)度/MPa（炮眼深度大于2.5～3.5m時）10～2030～4050～6080100150～200掏槽眼0.50.550.600.650.700.80輔助眼0.40.450.500.550.600.70周邊眼0.40.450.550.60.650.75炮眼深度小于2.5～3.5m，時地下工程爆破裝藥系數(shù)τ值一般取值0.65～0.85左右γ—每米藥卷的炸藥量，kg/m，可參考表3。表32號巖石銨梯炸藥每米質(zhì)量表藥卷直徑/mm32353840444550γ/(kg/m)0.780.961.101.251.521.591.90單位炸藥消耗量根據(jù)表1選取，q=1.26kg/m3。裝藥系數(shù)τ根據(jù)表2，并綜合考慮各類炮眼的裝藥系數(shù)選取，τ=0.55。根據(jù)表3，選取γ=0.78，代入上式則有個，實際取61個炮眼。4、每循環(huán)炮眼深度本工程的月掘進(jìn)循環(huán)計劃進(jìn)尺為190m，按照平均每月出勤28天計算，每掘進(jìn)循環(huán)的計劃進(jìn)尺數(shù)l=190/28/3=2.262m.。本設(shè)計取炮眼利用率η=0.90，則炮眼深度為L＝l/η=2.262/0.90=2.51m。實際取炮眼深度為2.5m，每循環(huán)進(jìn)尺l′=2.5×0.90=2.25m5、炮孔直徑炮孔過小，不利于裝填藥卷；炮孔過大，會降低爆破效果和鉆眼速度。根據(jù)施工單位施工機(jī)械裝備情況，選擇常用的鉆孔設(shè)備YT-27型鑿巖機(jī)。根據(jù)鑿巖機(jī)型號和選用的藥卷直徑，確定炮孔直徑為42mm。YT-28型鑿巖機(jī)特征如表4所示。表4YT-28型鑿巖機(jī)特征機(jī)重/kg全長/mm氣缸直徑/mm沖擊能/mj耗氣/L.s-1釬頭直徑/mm2866880>75.5<8034～456、炮眼間距和排距(1)掏槽眼根據(jù)本隧道斷面大小、地質(zhì)條件等，確定采用復(fù)式楔形掏槽。一般深掏槽眼較炮眼深度加深0.15～0.25m。共布置12個掏槽眼，其中深掏槽眼6個，眼深在每循環(huán)炮眼深度的基礎(chǔ)上加深0.2。深掏槽眼眼口間距500mm、淺掏槽眼眼口間距400mm；周邊眼眼口間距400mm，輔助眼眼口間距800mm；故深度取2.7m；淺掏槽眼6個，深度取1.0m。(2)周邊眼中硬巖光爆孔間距一般取450～600mm，最小抵抗線取600～750mm。根據(jù)實際情況，選取本隧道光爆孔間距為500mm，最小抵抗線為800mm，光爆系數(shù)為0.83。周邊眼向外傾斜，眼底距輪廓線為100mm。按照隧道周邊總長度和炮孔間距，可以計算周邊眼個數(shù)為，實際取35個。(3)輔助眼為了減小鉆眼工作量，加快施工速度，輔助眼間距應(yīng)適當(dāng)加大，本隧道布置1圈輔助眼，輔助眼間距為800mm，共布置14個輔助眼。7、裝藥量(1)炮孔循環(huán)裝藥量根據(jù)裝藥量計算式，計算一個循環(huán)的總裝藥量Q=qV=1.26×(20.72×2.5×0.90)=58.74kg由于式中q是2號巖石銨梯炸藥的單位耗藥量，所以不必?fù)Q算，2號巖石銨梯炸藥的單位耗藥量Q=58.74kg。(2)按裝藥系數(shù)計算單孔裝藥量及總裝藥量由表2查得，掏槽眼裝藥系數(shù)τ=0.60，輔助眼裝藥系數(shù)τ=0.50，周邊眼裝藥系數(shù)τ=0.55。為了保證光面爆破效果，周邊眼裝藥系數(shù)取τ=0.40。單個炮孔的裝藥量、裝藥卷數(shù)與裝藥系數(shù)、炮眼深度和單個藥卷的長度及質(zhì)量有關(guān)，具體計算如下。6個淺掏槽眼單孔裝藥卷數(shù)裝藥系數(shù)×鉆孔長度÷每卷炸藥長度=0.60×1.0÷0.2=3卷，實際取為3卷。單孔裝藥量單孔裝藥卷數(shù)×每卷炸藥重量=3×0.2=0.6kg6個深掏槽眼單孔裝藥卷數(shù)0.60×2.7÷0.2=8.1卷，實際取為8卷。單孔裝藥量8×0.2=1.6kg14個輔助眼單孔裝藥卷數(shù)0.50×2.5÷0.2=6.25卷，實際取為6卷。單孔裝藥量6×0.2=1.2kg35個周邊眼單孔裝藥卷數(shù)0.40×2.5÷0.2=5卷，實際取為5卷。單孔裝藥量5×0.2=1.0kg(2)循環(huán)裝藥量按此計算，每循環(huán)進(jìn)尺的總裝藥量為每循環(huán)進(jìn)尺的總裝藥量為掏槽眼、輔助眼和周邊眼中各個鉆孔裝藥量的總和，即Q=（6×0.6）+（6×1.6）+（14×1.2）+（35×1.0）=65.00kg此值略大于按體積公式計算的總裝藥量，但基本上是一致的，所以按此值進(jìn)行裝填炸藥。五、炮眼布置炮眼面置如圖1所示，爆破參數(shù)見表6。主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表7。圖1炮眼布置圖表6爆破參數(shù)表炮孔名稱炮孔編號孔深/m孔數(shù)單孔裝藥量/kg總裝藥量/kg雷管段別起爆順序掏槽眼1～61.0060.613.21Ⅰ7～122.7061.63Ⅱ輔助眼13～262.50141.216.85Ⅲ周邊眼27～3652～612.50201.020.07Ⅳ37～512.50151.015.09Ⅴ合計6165.0表7主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表指標(biāo)單位指標(biāo)指標(biāo)單位指標(biāo)掘進(jìn)斷面積m220.72循環(huán)雷管用量發(fā)61巖石性質(zhì)片麻巖炮眼利用率%90巖石堅固系數(shù)6～10實際循環(huán)進(jìn)度m2.25瓦斯情況無循環(huán)實體巖石量m346.62地下水情況無單位炸藥消耗量Kg/m31.39炸藥名稱2號銨梯炸藥單位雷管消耗量個/m31.31雷管名稱瞬發(fā)導(dǎo)爆管循環(huán)炸藥用量Kg65.00六、爆破網(wǎng)路及起爆方式根據(jù)爆破器材情況，采用毫秒導(dǎo)爆管雷管1、3、5、7、9段，孔內(nèi)延期起爆法。各個炮眼所使用的毫秒導(dǎo)爆管雷管段別為：6個淺掏槽眼1～6號使用1段，6個深孔掏槽眼7～12號使用3段，14個輔助眼13～26號使用5段，20個周邊眼27～36號和52～61號使用7段，12個底眼37～51號使用9段。采用簇聯(lián)網(wǎng)路，所有炮眼共分為6簇，掏槽眼組成的一簇包括12個炮眼，左上方和右上方組成的簇各包括7個炮眼，左下方組成的簇各包括14個炮眼，右下方組成的簇各包括13個炮眼，上方組成的簇包括8個炮眼。每簇采用一發(fā)瞬發(fā)導(dǎo)爆管起爆，6發(fā)瞬發(fā)導(dǎo)爆管雷管由1發(fā)8號電雷管起爆。如圖2為爆破網(wǎng)路圖，采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，反向起爆方式。圖2爆破網(wǎng)絡(luò)圖七、主要安全技術(shù)措施1、預(yù)防隧道開挖冒頂片幫事故的安全技術(shù)措施（1）掘進(jìn)工作面迎頭冒頂、片幫事故的防治措施

1.根據(jù)掘進(jìn)迎頭巖石性質(zhì)，嚴(yán)格控制空頂距。

2.嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂制度，危石必須挑下，無法挑下時應(yīng)采取臨時支撐措施，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。

3.在地質(zhì)破碎帶或?qū)永砹严栋l(fā)育區(qū)掘進(jìn)巷道時要縮小棚距；在掘進(jìn)頭附近應(yīng)采用拉條等把棚子連成一體，防止棚子被推垮，必要時還要打中柱以抗突然來壓。（2）支架支護(hù)巷道冒頂事故的預(yù)防措施

1.在可能的情況下巷道應(yīng)布置在穩(wěn)定的巖體中，并盡量避免采動的影響。

2.巷道支架應(yīng)有足夠的支護(hù)強(qiáng)度以抗衡圍巖壓力。

3.巷道支架所能承受的變形量，應(yīng)與巷道使用期間圍巖可能的變形量相適應(yīng)。

4.盡可能做到支架與圍巖共同承載，支架選型時，盡可能采用有初撐力的支架，支架施工時要嚴(yán)格按工序質(zhì)量要求進(jìn)行，并特別注意頂與幫的背嚴(yán)背實問題，杜絕支架與圍巖間的空頂與空幫現(xiàn)象。

5.凡因支護(hù)失效而空頂?shù)牡攸c，重新支護(hù)時應(yīng)先護(hù)頂，再施工。

6.巷道替換支架時，必須先支新支架，再拆老支架。

7.在易發(fā)生推垮型冒頂?shù)南锏乐幸岣呦锏乐Ъ艿姆€(wěn)定性，可以在巷道的支架之間用拉撐件連接固定，增加架棚的穩(wěn)定性，以防推倒。傾斜巷道中支架被推倒的可能性更大，其支架間拉撐件的強(qiáng)度、密度要適當(dāng)加大。

8.掘進(jìn)工作面10米以內(nèi)，地質(zhì)破壞帶附近10米內(nèi)，巷道交叉點附近10米內(nèi)，已經(jīng)冒頂處附近10米內(nèi)，都是容易發(fā)生頂板事故的地點，巷道支護(hù)必須適當(dāng)加強(qiáng)。（3）巷道交岔處冒頂事故的防治措施

1.開岔口應(yīng)避開原來巷道冒頂?shù)姆秶?/p>

2.必須在開口抬棚支設(shè)穩(wěn)定后再拆除原巷道棚腿，不得過早拆除，切忌先拆棚腿后支抬棚；

3.注意選用抬棚材料的質(zhì)量與規(guī)格，保證抬棚有足夠的強(qiáng)度。

4.當(dāng)開口處圍巖尖角被壓壞時，應(yīng)及時采取加強(qiáng)抬棚穩(wěn)定性的措施。2、預(yù)防鉆孔施工的安全技術(shù)措施（1）鉆孔施工前

1.所有打鉆人員必須通過安全培訓(xùn)持證上崗，并通過該措施學(xué)習(xí)與考試。

2.所有打鉆人員必須衣扣整齊，入井人員不得穿化纖衣服，扎緊袖口和燈帶，戴好防塵口罩，嚴(yán)禁戴手套。

3.開鉆前，打鉆人員必須利用坡度規(guī)、三角尺、偏角基準(zhǔn)線、線繩和卷尺量取鉆孔參數(shù)，保證鉆孔參數(shù)的正確性。

4.打鉆前要檢查工作面圍巖及頂板支護(hù)情況，要做到敲幫問頂。鉆機(jī)要擺放平穩(wěn)，打牢壓緊壓車柱，確保鉆機(jī)穩(wěn)固可靠。

5.打鉆地點必須安裝視頻監(jiān)測設(shè)備，保證打鉆過程中，鉆孔能夠準(zhǔn)確錄制。6.打鉆地點必須懸掛施工牌板、設(shè)計牌板及視頻監(jiān)鉆牌板，并將鉆孔設(shè)計參數(shù)和圖表粘貼到設(shè)計牌板上、打鉆施工情況準(zhǔn)確填寫到施工和視頻監(jiān)測牌板上。

（2）鉆孔施工完成

1.鉆孔施工完成后，要及時撤桿封孔抽放，撤桿過程中要給風(fēng)旋轉(zhuǎn)，確保鉆孔內(nèi)無鉆屑，以免影響封孔。

2.鉆孔撤桿前，要首先通知監(jiān)測室進(jìn)行匯報，經(jīng)同意后方準(zhǔn)撤桿，撤桿完成后再次進(jìn)行鉆桿數(shù)量核實，監(jiān)測室做好視頻存檔。

3.封孔過后，要及時連管抽放，進(jìn)行瓦斯測量等相關(guān)工作。

4.鉆孔完成以后，必須在鉆孔正下方吊掛孔口牌，并在孔號牌上用黑色油漆筆簽上姓名，如實且詳細(xì)書寫鉆孔的參數(shù)。如鉆孔深度、鉆孔偏角、鉆孔傾角等參數(shù)。安檢員，瓦檢員及驗收員在鉆孔完成后，經(jīng)確認(rèn)無誤后在孔號牌上簽字，不允許出現(xiàn)代簽情況。3、預(yù)防爆炸事故安全技術(shù)措施1.嚴(yán)格按照爆破操作規(guī)程進(jìn)行施工，爆破作業(yè)人員必須由經(jīng)過爆破專業(yè)培訓(xùn)并取得爆破從業(yè)資格的人員實施。根據(jù)爆破前編制的爆破施工組織設(shè)計上確定的具體爆破方法、爆破順序、裝藥量、點火或連線方法、警戒安全措施等組織方案實施爆破。在爆破過程中，必須撤離與爆破無關(guān)的人員，嚴(yán)格遵守爆破作業(yè)的安全操作規(guī)程和安全操作細(xì)則。

2.裝藥、充填，裝藥前必須對炮孔進(jìn)行清理和驗收。使用竹、木棍裝藥，禁止用鐵棍裝藥。在裝藥時，禁止煙火、禁止明火照明。在擴(kuò)壺爆破時，每次擴(kuò)壺裝藥的時間間隔必須大于15分鐘，預(yù)防炮眼溫度太高導(dǎo)致早爆。除裸露爆破外，任何爆破都必須進(jìn)行藥室充填，堵塞前應(yīng)對裝藥質(zhì)量進(jìn)行檢查，并用木槽、竹筒或其他材料保護(hù)電爆纜線，堵塞要小心，不得破壞起爆網(wǎng)路和線路。隧道內(nèi)各工種交叉作業(yè)，施工機(jī)械較多，故放炮次數(shù)宜盡量減少，放炮時間應(yīng)有明確規(guī)定，為減少爆破藥包受潮引起“盲炮”，放炮距裝藥時間不宜過長。

3.設(shè)立警戒線。爆破前必須同時發(fā)出聲響和視覺信號，使危險區(qū)內(nèi)的人員都能清楚地聽到和看到；在重要地段爆破時，應(yīng)在危險區(qū)的邊界設(shè)置崗哨，撤走危險區(qū)內(nèi)所有人、畜；孔樁爆破時，應(yīng)在爆破孔樁口用竹笆或模板覆蓋，并加壓沙袋，以防止爆破飛石飛出地面。

4.爆破檢查，爆破后必須經(jīng)過15分鐘通風(fēng)排煙后，檢查人員方可進(jìn)入工作面，再確認(rèn)爆破地點安全與否，檢查有無“盲炮”及可疑現(xiàn)象；有無殘余炸藥或雷管；頂板兩幫有無松動石塊；支護(hù)有無損壞與變形。在妥善處理并確認(rèn)無誤后，經(jīng)爆破指揮班長同意，發(fā)出解除警戒信號后，其他工作人員方可進(jìn)入爆破地點工作。4、盲炮處理方法盲炮包括瞎炮和殘炮，發(fā)現(xiàn)盲炮和懷疑有盲炮，應(yīng)立即報告并及時處理。若不能及時處理應(yīng)設(shè)置明顯的標(biāo)志，并采取相應(yīng)的安全措施，禁止掏出或拉出起爆藥包，嚴(yán)禁打殘眼。盲炮處理，應(yīng)由原施工人員參加處理。處理主要有下列方法：

1.經(jīng)檢查確認(rèn)炮孔的起爆線路完好和漏接、漏點造成的拒爆，可重新進(jìn)行起爆。

2.打平行眼裝藥起爆。對于淺眼爆破，平行眼距盲炮炮孔不得小于0.6m外另行打眼爆破（當(dāng)炮眼不深時，也可用裸露藥包爆破），深孔爆破平行眼距盲炮孔不得小于10倍炮孔直徑。

3.用木制、竹制或其他不發(fā)火的材料制成的