隧道開挖爆破施工方案資料

洞身開挖隧道洞身開挖工藝首先必須根據(jù)圍巖類型選擇合適的斷面開挖方法，I?田級(jí)圍巖可采用全斷面法開挖；對(duì)于IV、V級(jí)圍巖可采用臺(tái)階法、單側(cè)壁導(dǎo)洞法、雙側(cè)壁導(dǎo)洞法等進(jìn)行全斷面開挖或采用半斷面開挖的方法。對(duì)于IV、V級(jí)圍巖采用全斷面開挖時(shí)，各種方法均存在開挖與支護(hù)互相干擾的情況， 要注意完善施工組織和管理，嚴(yán)格遵循“短進(jìn)尺，弱爆破”的原則，減少對(duì)圍巖及已施工的支護(hù)的擾動(dòng)。當(dāng)采用半斷面開挖方法時(shí)，下半斷面開挖厚度及用藥量要嚴(yán)格控制， 減小擾動(dòng)，防止拱部圍巖失穩(wěn)。同時(shí)按設(shè)計(jì)及施工規(guī)范要求對(duì)水平收斂值、 拱頂下沉值進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控量測(cè)，并將量測(cè)結(jié)果及時(shí)反饋、指導(dǎo)施工。尤其對(duì)于不良地質(zhì)地段，在開挖前必須用地質(zhì)雷達(dá)、超前小導(dǎo)坑等方法做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作， 同時(shí)做好預(yù)加固、預(yù)支護(hù)等輔助施工措施。其次，隧道開挖一般采用鉆爆法施工，應(yīng)根據(jù)圍巖類型選擇合適的施工工藝。對(duì)于硬巖應(yīng)采用光面爆破，注意以下幾點(diǎn)：①放樣準(zhǔn)確，②打眼準(zhǔn)確，③周邊眼采用小直徑或間隔裝藥，④全斷面施工的微差控制爆破技術(shù)，⑤定期和及時(shí)檢查斷面，以便及時(shí)反饋、調(diào)整；對(duì)于軟巖應(yīng)采用預(yù)裂爆破，注意以下兩個(gè)方面：（1）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)爆破成縫試驗(yàn)確定預(yù)裂孔間距、孔徑和線裝藥密度 （即單位長度鉆孔的裝藥量），及藥卷直徑小于孔徑的不偶合裝藥方式的裝藥不耦合系數(shù)； （2）確定預(yù)裂爆破各參數(shù)后，要嚴(yán)格控制預(yù)裂孔的成孔質(zhì)量①預(yù)裂孔的角度不能超過允許范圍，否則需廢孔移位重新開孔；②預(yù)裂孔的孔間距要滿足爆破設(shè)計(jì)要求， 若孔間距過大，則進(jìn)行插孔處理；③預(yù)裂孔的孔深要滿足爆破設(shè)計(jì)要求， 末達(dá)規(guī)定深度須進(jìn)行補(bǔ)鉆。爆破參數(shù)計(jì)算鉆爆作業(yè)必須按照鉆爆設(shè)計(jì)時(shí)行鉆、裝藥、接線和引爆，同時(shí)應(yīng)滿足鉆眼爆破施工開挖的質(zhì)量要求。在施工作業(yè)中要充分考慮巖石的抗爆性， 炸藥品種及用量計(jì)算，炮眼（臨空眼、掏槽眼、擴(kuò)槽眼、掘進(jìn)眼、內(nèi)圈眼、底板眼、周邊眼）布置、布置形式和炮眼數(shù)量、直徑、長度、深度和角度，裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)，起爆方法和爆破順序、起爆網(wǎng)絡(luò)，鑿巖機(jī)的臺(tái)數(shù)安排，鉆爆參數(shù)的選擇等，然后再進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)。光面爆破設(shè)計(jì)IV、V級(jí)圍巖在隧道爆破施工中一般采用預(yù)裂爆破作業(yè)，H、m級(jí)圍巖在隧道爆破施工中一般采用光面爆破。光面爆破和預(yù)裂爆破的參數(shù)參照表 1—1和表1-2并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行爆破試驗(yàn)獲得。光面爆破參數(shù) 表1—1巖石飽和單軸抗壓裝藥不偶合系周邊眼間距周邊眼最小相對(duì)距離周邊眼裝藥種類極限強(qiáng)度Rb(MPa)數(shù)DE(cm)抵抗線V(cm)E/V集中度q(kg/m)硬巖>601.25?1.5055?7070--850.8?1.00.30--0.35中硬巖>30?601.50?2.0045?6060--750.8?1.00.20--0.30軟巖<302.00?2.5030?5040--800.5?0.80.07--0.35預(yù)裂爆破參數(shù) 表1—2巖石種類飽和單軸抗壓極限強(qiáng)度Rb(MPa)裝藥小偶合系數(shù)D周邊眼間距E(cm)周邊眼至崩落眼間距(cm)周邊眼裝藥集中度q(kg/m)硬巖>601.2?1.340?50400.35?0.40中硬巖>30?601.3?1.440?45400.25?0.35軟巖<301.4?2.030?40300.09?0.19光面爆破屬于控制爆破的一種，是沿開挖邊界布置密集炮孔，采用不耦合裝藥或裝填低威力炸藥，在主爆區(qū)之后起爆，以形成平整輪廓面的爆破方式。由于光面爆破是在主爆區(qū)之后起爆，具有兩個(gè)自由面，受到的夾制作用較?。欢已b藥量遠(yuǎn)小于主爆區(qū)的裝藥量，故振動(dòng)影響較小，對(duì)保留基巖的破環(huán)較輕微。它能夠有效的改善圍巖支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力狀況， 有利于圍巖的穩(wěn)定性，確保施工安全并延長隧道的使用年限；同時(shí)，它在減少超挖、降低施工費(fèi)用方面的經(jīng)濟(jì)效果也是很大的。①光面爆破抵抗線的確定一般光面爆破的抵抗線按式1-1經(jīng)驗(yàn)公式確定：Wmin=(10~20)d 1-1式中Wmin 光面爆破的最小抵抗線 m,d 鉆孔直徑m。本隧道采用的是手持鑿巖機(jī)，鉆頭直徑為40mm,故Wmin為40~80cm。②孔距光面爆破的孔距可采用式1-2選用：a=(0.6~0.8)Wmin 1-2式中a 光面爆破孔間距cm,Wmin為40~80cm,故a取24~64cm。③裝藥量的確定一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或下面公式計(jì)算：Q=q.a.h.Wmin 1-3式中 Q一裝藥量kg,a一鉆孔間距m,h一孔深m,q一炸藥單耗kg/m3,一般取0.15?0.25kg/m3,軟巖取較小值，硬巖取較大值。隧道爆破單位耗藥量q參考已往施工經(jīng)驗(yàn)值來確定，隧道爆破單位耗藥量q見表1—3《隧道爆破單位耗藥量表》，表中單位耗藥量是按一個(gè)臨空面導(dǎo)坑計(jì)算，當(dāng)有兩個(gè)臨空面時(shí)，按表列一半計(jì)算，當(dāng)有三個(gè)臨空面時(shí)按表列35%計(jì)算。當(dāng)隧道斷面積大于20m2以上時(shí)，其q值采用實(shí)用對(duì)比法來選擇確定。隧道爆破單位耗藥量 表1—3導(dǎo)坑面積（m2）小同巖石的單位耗藥量（kg/m3）軟石中硬石堅(jiān)石5?61.31.52.07?91.151.31.910?121.01.21.713?150.91.051.5根據(jù)圍巖實(shí)際的完整、破碎程度，考慮到三車道隧道斷面面積大、形狀呈扁圓形，并通過初爆和幾次試爆取得了較為合理的爆破參數(shù)。4.1.2.2光面爆破施工IV級(jí)圍巖開挖時(shí)采用單側(cè)壁導(dǎo)坑法，以防止圍巖發(fā)生較大變形，開挖時(shí)采用上下臺(tái)階開挖法，遵循 “先支護(hù)、后開挖、短進(jìn)尺、弱爆破、勤量測(cè)”的施工原則以保持圍巖的穩(wěn)定；爆破塊度均勻，適用機(jī)械裝運(yùn)、炮孔利用率達(dá)90%以上；掏槽設(shè)計(jì)成直眼掏槽方式。開挖根據(jù)設(shè)計(jì)的開挖方法進(jìn)行鉆爆設(shè)計(jì)，按照鉆爆設(shè)計(jì)進(jìn)行鉆爆作業(yè)。鉆眼前應(yīng)測(cè)量開挖斷面中線、水平，并用紅油漆標(biāo)出炮眼設(shè)計(jì)位置，經(jīng)檢查符合設(shè)計(jì)后進(jìn)行鉆孔；使用鉆眼臺(tái)車鉆眼時(shí)根據(jù)臺(tái)車類型與軌道道路要求按章操作。將開挖斷面上的炮眼分區(qū)布置和分區(qū)順序起爆，逐步擴(kuò)大完成一次爆破開挖，按照炮眼位置、作用不同的三種炮眼(掏槽眼、輔助眼、周邊眼)完成一個(gè)循環(huán)進(jìn)尺的爆破掘進(jìn)。①鉆眼作業(yè)炮孔布置的原則和方法：工作面各類炮孔的布置順序：首先選擇適當(dāng)?shù)奶筒鄯绞胶吞筒畚恢茫?其次是布置好周邊孔，最后根據(jù)斷面大小布置輔助孔；掏槽孔的位置會(huì)影響巖石的拋擲距離和破碎的塊度，通常布置在斷面的中央偏下，并考慮輔助孔的布置均勻；周邊孔一般布置在斷面的輪廓線上，按光面爆破的要求，各炮孔要互相平行，孔底落在同一平面上，底板孔的最小抵抗線和炮孔間距通常與輔助孔相同。 由于,底孔孔底要超過底底板處抵抗作用力很大，為了保證不在底板上不留“根底”板輪廓線；布置好周邊孔和掏槽孔后，再布置輔助孔。,底孔孔底要超過底輔助孔以槽腔為自由面層層布置，均勻布置在被爆巖體上，并根據(jù)斷面大小和形狀調(diào)整好最小抵抗線和炮孔密集系數(shù)。由于平行空孔直線掏槽爆破塊度均勻，且拋擲距離較近，炮堆較為集中，因此本隧道選用平行空孔直線掏槽。平行空孔直線掏槽所有的掏槽孔均垂直于工作面，且互相平行，通?？煞譃辇斄烟筒?、桶形掏槽、螺旋形掏槽三種方式，根據(jù)施工時(shí)上下導(dǎo)坑的實(shí)際情況可分別選用螺旋形掏槽、桶形掏槽。..——.一.②裝藥首先要選擇合適的炸藥，國產(chǎn)炸藥性能及規(guī)格見表:國產(chǎn)可供選用光面爆破炸藥藥卷規(guī)格炸藥名稱直徑X長度mmxcm爆速m/s密度g/cm31號(hào)巖石硝俊20X20~602900~32000.85~1.052號(hào)巖石硝俊20X20~602600~30000.85~1.052號(hào)巖石硝俊25X20~603000~32000.85~1.05低爆速炸藥20X60,20X2018000.87注：炸藥爆速指剛出廠時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)的爆速；導(dǎo)爆索作為炮眼裝藥時(shí)，按 20g/m折算為2號(hào)巖石硝俊炸藥。當(dāng)隧道施工環(huán)境水量較為豐富使應(yīng)采用具有防水性能的乳化炸藥或經(jīng)過防水處理的炸藥。光面爆破主要是采用不耦合裝藥的方式，炮眼孔徑與藥卷直徑之比稱為不耦合系數(shù)，它反映炮眼孔壁與藥卷之間的空隙程度。 不耦合理論認(rèn)為：炮眼孔內(nèi)充滿由于爆破產(chǎn)生的高壓氣體，該氣體壓力如果大于孔壁巖石的斷裂強(qiáng)度，則孔壁外周出現(xiàn)破裂圈，壓力波通過破裂圈傳播到彈性圈后部分應(yīng)變得以恢復(fù)；如果氣體壓力小于巖石斷裂強(qiáng)度，則不存在破裂圈，巖體全為彈性圈。國內(nèi)通過的理論分析和試驗(yàn)證明不耦合系數(shù)取 2.0較為合理，炮孔深度大于2.0米時(shí)空氣柱裝藥結(jié)構(gòu)效果較差。不耦合裝藥結(jié)構(gòu)有兩種形式：采用定位并將裝藥的塑料管控制在炮孔中央，爆破效果好，但是費(fèi)用較高；也可以將等直徑的標(biāo)準(zhǔn)藥卷順序連續(xù)或間隔綁在導(dǎo)爆索上，然后再幫在竹片上緩緩送入孔內(nèi)，應(yīng)使竹片貼靠在保留巖壁的一側(cè)。炮孔底部1~2米區(qū)段的裝藥量應(yīng)比設(shè)計(jì)值大1~4倍，孔深或巖性較硬石取大值。接近堵塞段頂部1米的裝藥量為計(jì)算值的1/2或1/3。炮孔的其他部位按計(jì)算裝藥量裝藥。③堵塞為了保證光面爆破的效果，應(yīng)該注意填塞得質(zhì)量。封堵材料可就地取材，但要求其具有不可燃性，易于密實(shí)，與孔壁摩擦作用能組成一整體，填塞時(shí)先用牛皮紙團(tuán)或編織袋放入堵塞段的下部，再回填巖屑。填塞長度必須達(dá)到設(shè)計(jì)長度，在有水炮孔填塞時(shí)應(yīng)防止填塞不到位的現(xiàn)象。周邊眼的封堵長度不宜小于30cm,。裝藥后要及時(shí)起爆，避免時(shí)間過長或其他原因使防水作用被破壞而造成爆破效果降低或拒爆。④起爆網(wǎng)路一般采用塑料導(dǎo)爆管非電起爆網(wǎng)路，能夠較為準(zhǔn)確的控制起爆順序和起爆時(shí)差，爆破效果好，一次分段數(shù)量不受限制。塑料導(dǎo)爆管與即發(fā)、毫秒、半秒級(jí)雷管組合成非電導(dǎo)爆管，在爆破作業(yè)中不僅具有電雷管實(shí)現(xiàn)微差爆破等性能， 而且爆破效果與操作安全性能等方面優(yōu)于電雷管和火雷管。但是在隧道開挖爆破時(shí)，先響炮孔產(chǎn)生的空氣沖擊波可能破壞后爆孔的孔外接力網(wǎng)路。 一般情況下，掏槽孔起爆前，所有的炮孔內(nèi)的雷管均應(yīng)被點(diǎn)燃。光爆孔采用導(dǎo)爆索連接時(shí)，宜采取雙向連接，形成環(huán)形導(dǎo)爆索網(wǎng)路，起爆雷管可設(shè)置 3~5個(gè)IV級(jí)一般圍巖鉆孔爆破示意圖I 圖2abbdd.j^bdcbb

bb隧道心線說明:1、本圖為IV級(jí)圍巖上下臺(tái)階法施工鉆孔爆破示意圖,圍巖開挖順序見圖6—13;2、本圖aIV級(jí)一般圍巖鉆孔爆破示意圖I 圖2abbdd.j^bdcbb

bb隧道心線說明:1、本圖為IV級(jí)圍巖上下臺(tái)階法施工鉆孔爆破示意圖,圍巖開挖順序見圖6—13;2、本圖a為周邊眼位置，周邊眼間距與開挖線重合；3、本圖b為輔助眼位置，輔助眼間距4、本圖c為掏槽眼位置，掏槽眼間距5、本圖d為底板眼位置，底板眼間距40cm與輔助眼相距75cm60cm排距75cm60cm與輔助眼相距75cm60cm與開挖線或臺(tái)階重合。為了隧道施工時(shí)能更好地的控制超欠挖，在隧道爆破施工中需做到以下幾點(diǎn)：a、提局鉆孔精度，在施工前炮眼位置精確放設(shè)，加強(qiáng)對(duì)鉆孔施工人員責(zé)任感的教育和鉆孔水平的培養(yǎng)提高，嚴(yán)格控制“外插角”和邊眼位置，為提高鉆孔精度1—?jiǎng)?chuàng)造一切必要的條件;b、爆破技術(shù)的提高，按規(guī)范化施工，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)用藥量裝藥，保證裝藥位置準(zhǔn)確，視開挖方式不同采用合理的爆破方式,采用合理的爆破器材和裝藥方法,確，視開挖方式不同采用合理的爆破方式,采用合理的爆破器材和裝藥方法,少由于爆破產(chǎn)生和振動(dòng)和應(yīng)力波對(duì)圍巖的破壞作用，提高輪廓質(zhì)量;c、做好前方圍巖的預(yù)測(cè)和監(jiān)測(cè)，地質(zhì)條件是確定爆破參數(shù)的基本依據(jù)，不同的IV級(jí)圍巖加強(qiáng)段鉆孔爆破示意圖地質(zhì)條件和掘進(jìn)方式對(duì)爆破要求是不同的，做到施工中緊隨開挖面對(duì)圍巖進(jìn)行觀測(cè)描述，對(duì)圍巖節(jié)理裂隙狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)，據(jù)此調(diào)整爆破參數(shù)和施工方法。4.1.2.3事項(xiàng)說明:1、本圖為IV級(jí)圍巖加強(qiáng)段單側(cè)導(dǎo)坑上下臺(tái)階法施工鉆孔爆破示意圖，圍巖開挖順序見圖6—11;2、本圖a為周邊眼位置，周邊眼間距與開挖線重合;40cm與輔助眼相距75cm3、本圖b為輔助眼位置，輔助眼間距60cm排距IV級(jí)圍巖加強(qiáng)段鉆孔爆破示意圖地質(zhì)條件和掘進(jìn)方式對(duì)爆破要求是不同的，做到施工中緊隨開挖面對(duì)圍巖進(jìn)行觀測(cè)描述，對(duì)圍巖節(jié)理裂隙狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)，據(jù)此調(diào)整爆破參數(shù)和施工方法。4.1.2.3事項(xiàng)說明:1、本圖為IV級(jí)圍巖加強(qiáng)段單側(cè)導(dǎo)坑上下臺(tái)階法施工鉆孔爆破示意圖，圍巖開挖順序見圖6—11;2、本圖a為周邊眼位置，周邊眼間距與開挖線重合;40cm與輔助眼相距75cm3、本圖b為輔助眼位置，輔助眼間距60cm排距75cm4、本圖c為掏槽眼位置，掏槽眼間距60cm與輔助眼相距75cm5、本圖d為底板眼位置，底板眼間距60cm與開挖線或臺(tái)階重合。爆破注意①為防止炮煙中毒，要使用合格炸藥（盡量采用零氧平衡專用炸藥）；做好爆破器材的防水處理；確保裝藥的填塞質(zhì)量;適當(dāng)增加起爆能，確保炸藥達(dá)到完全爆轟;的防水處理；確保裝藥的填塞質(zhì)量;適當(dāng)增加起爆能，確保炸藥達(dá)到完全爆轟;加強(qiáng)通風(fēng)灑水，炮響后經(jīng)通風(fēng)灑水15加強(qiáng)通風(fēng)灑水，炮響后經(jīng)通風(fēng)灑水15分鐘后，相關(guān)人員方可進(jìn)入作業(yè)面。②進(jìn)行爆破時(shí)，所有人員應(yīng)撤離現(xiàn)場(chǎng)；裝藥前應(yīng)檢查爆破工作面附近的支（手電筒），方可爆破;護(hù)是否牢固；炮眼內(nèi)的泥漿、石粉吹洗干凈；剛打好的炮眼不得立即裝藥；如果遇有照明不足，嚴(yán)禁裝藥爆破，或監(jiān)爆員必須配帶應(yīng)急燈（手電筒），方可爆破;“盲炮”爆破后必須經(jīng)過15min通風(fēng)排煙后，檢查人員方可進(jìn)入工作面，檢查有無及可疑現(xiàn)象；有無死傷炸藥或雷管；頂板兩幫有無松動(dòng)石塊；支護(hù)有無損壞與變“盲炮”形。在妥善處理并確認(rèn)后，其他工作人員可進(jìn)入工作面③施工作業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。隧道內(nèi)氣溫不超過30OC;噪聲不大于90dB;③施工作業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。隧道內(nèi)氣溫不超過30OC;噪聲不大于90dB;氧氣含量不小于20%（按體積計(jì)算）；有害氣體濃度:CO不大于30mg/m3;CO2不大于0.5%（按體積計(jì)）；NO2