V级围岩爆破方案

万宝坪V级围岩钻爆方案一、编制依据铁道部颁发的《铁路隧道施工方案》和《铁路隧道工程施工质量验收标准》。二、工程概况该工程位于湖南省娄底市万宝镇境内,为沪昆客专长昆湖南段的一个双线隧道。，为单洞双线隧道,起讫里程为DK126+840～DK127+574，全长734m，最大埋深约86.5m。围岩类别：Ⅲ级202m；Ⅳ级307m；Ⅴ级225m。隧道进口至出口位于直线上，全隧为20‰的单面上坡。隧址区属剥蚀丘陵地貌，坡上植被茂密，山体局部基岩出露，进口自然坡度8°～16°，出口自然坡度约14°，地形平缓。隧道区属岩溶中等发育地区，岩体破碎，易出现塌方、冒顶、突水等地质灾害，且存在0.4m厚煤层，施工过程中应加强超前地质工作和有害气体检测，按低瓦斯隧道进行设计，应加强检测和通风。三、编制说明本隧道地质复杂，浅埋是本工程的主要特点，为了达到最好的掘进效果和对地层少扰动，拱墙开挖面整齐圆顺，少超挖不欠挖的目的，是编制本施工方案的主要目的。同时由于地质参数的不断变化，爆破作业稍有不慎，随时都有可能产生非常严重的后果。此项作业技术含量较大，作业危险性高是此项作业的特点，因此在本施工方案实施中要不断总结，逐渐完善、提高。四、钻爆作业此段隧道所有V级围岩均采用三台阶七步开挖法施工，开挖进尺控制在1-1.5m，按光面爆破和预裂控制爆破布眼，大型挖掘机配合装载机除渣，并有汽车运输至渣场。1、光面爆破技术要点光面爆破时对周边眼同时起爆，各炮眼的冲击波向其四周作径向传播，相邻炮眼的冲击相遇，则产生应力波的叠加，并产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线上，随后，爆炸气的膨胀使裂纹进一步扩展，形成平整的爆裂面。通过爆破试验确定爆破参数，试验时参照“光面爆破参数表”，并根据地质情况及时修正其钻爆参数。光面爆破参数表岩石类别周边眼间距E(cm)周边眼抵抗线W（cm）相对距离E/W装药集中度q（kg/m）硬岩40～5050～600.8～0.850.15～0.25软质岩35～4545～600.75～0.80.07～0.12掏槽方式：开挖采用单式、复式楔形掏槽或中空直眼掏槽。爆破器材：爆破器材一般地段选用2#岩石硝铵炸药，遇水采用乳胶炸药，塑料导爆管毫秒雷管微差起爆。装药及爆破：周边眼采用小直径药卷按空气柱状装药结构方式进行装药，为加快装药速度，其余炮眼采用散装炸药由专用装药机械装药。并采用机制炮泥堵塞，孔外网路采用复式网路联接，一次性起爆开挖部分断面。爆破后由专职安全员对危石清理后，方可进行下一道工序。在施工中要根据光面爆破设计结合现场地质变化情况进行爆破试验，不断修正爆破参数，实行定人、定岗、定标准的岗位责任制，以达到最优爆破效果。确保硬岩炮眼残留率达到80％以上；中硬岩炮眼残留率达到60％以上。施工过程中采用激光断面仪对开挖轮廓线进行跟踪检测，并根据检测结果修正钻爆设计。台阶法开挖采用液压钻机钻孔，其它地段采用钻孔台架配合风动凿岩机钻孔，非电毫秒雷管光面爆破技术。①测量放线钻孔前测量放样，准确绘出开挖轮廓线及周边眼、掏槽眼和辅助眼的位置，用激光铅直仪控制边线。距开挖面50m处埋设中线桩，每100m设置临时水准点。每次测量放线的同时，要对上次爆破断面进行检查，利用隧道开挖断面量测系统对测量数据进行处理，及时调整爆破参数，以达最佳爆破效果。五、钻孔设计1掏槽区爆破设计（1）掏槽方式及断面大小根据本提供的机械设备，结合断面大小，拟定掏槽眼采用楔形掏槽，掏槽区布设在整个断面中下部分，以便于施作，同时减小掏槽区抛掷距离，按掏槽区面积为断面面积的10%～15%进行选择，结合楔眼掏槽眼的布置，采用梅花形布置，爆破效果较好，且单耗适中，故采取掏槽区面积为9.28m2，其布置详见后附图。（2）掏槽区装药计算每循环设计进尺为1.2m，掏槽眼钻孔深度比其他炮眼深度深0.2m，取掏槽眼钻孔深度为1.5m。掏槽区炸药总装药量：Qt=tNL式中L――孔长（m）,取1.5m；――装填系数，要求在50%～80%，取72%（装2米）；――线装药密度（采用Ф42，0.75kg/m）Nt――掏槽区孔装约孔数，取24个。Qt=tNL＝1.5×0.72×0.75×24＝19.44kg掏槽区单耗qt=Qt/(L×St)＝19.44/（3.2×9.28）=0.655kg/m3。式中St――掏槽区面积（m2）；St＝9.28m2掏槽区单耗qt要求在1～10kg/m3，符合要求。2周边眼爆破设计（1）周边眼参数选择及装药计算周边眼沿开挖轮廓线均匀布置，为了尽可能减少对周边围岩的扰动，周边眼按光面爆破考虑，孔径Ф42mm，按规范要求硬岩光爆破参数为：周边眼间距45～60cm，抵抗线60～75cm，线装药密度0.2～0.3kg/m，结合设计外轮廓线周长及炮眼综合考虑，取周边眼间距a=50cm，取抵抗线W＝70cm，线装药密度取Δ＝2.57kg/m，保证产生拉力＞岩石拉应力且小于压应力。采用Ф20mm药卷空气间隔装药结构，为了确保周边孔同时起爆，采用导爆索起爆。不耦合系数η＝孔径/药径＝42/20，符合光爆破要求1.5～2.5。孔距系数md=a/d=50/4.2=11.90，符合光爆破要求7～15。孔密集系数mw=a/w=孔距/抵抗线＝50/70＝0.714，符合光爆破要求0.7～0.9。Sz=22.6×0.7=15.82m2（2）周边眼装药结构鉴于本隧道为中硬岩，在炮眼底加装加强药包，底部加入Ф30mm药卷一节。每循环设计进尺为1.2m，炮孔深度取1.5m，周边堵塞长度按50cm计。单孔装药量Q＝0.257×1.5＝0.38kg(即一节Ф30mm，一节Ф20mm药卷)周边眼装药总量Qz=45×Q=17.1kg。3辅助眼爆破设计辅助眼的作用是扩大临空面，为周边眼创造有利条件，其间距与岩层特点有关，整体性好的岩层，布眼宜密，较破碎的岩层布眼宜疏。一般应避开节理、裂隙。辅助眼的单孔装药量：Qb=L式中L――孔长（m）――装填系数,取＝0.7，符合要求0.4～0.8。――线装药密度,取＝0.75kg/m。Qb＝0.75×1，5×0.7＝0.79kg上台阶每进尺炸药总量：SLqQq为单耗，查取相关参考资料，取q＝1.0kg/m3。L为设计进尺，取3m；钻孔深度取1.5mS为隧道台阶面积，本隧道S＝67.00m2。∑Q=q×L×S＝1.0×1.5×67＝100.5kg辅助眼炸药总量bQ＝ztQQQtQ为掏槽炸药总量，tQ＝19.44kgQz为周边眼炸药总量，Qz＝17.1kg∑Qb=100.5-19.44-17.1=63.96kg辅助眼数量Nb=bbQQ=63.96/0.79=66个每孔平均控制面积A＝(S总-St-Sz)/Nb=(67-9.28-15.82)/66=0.63m2符合0.3～0.8m2/孔的要求。辅助孔间距a，排距W的选择。炮孔密集系数考虑到为中硬岩，m取0.8，符合m=0.8～1.0。排距W=mＡ√0.455／0.8＝0.57m。结合隧道总宽度取0.70－0.80cm。辅助孔间距a＝mw＝0.8×0.80＝64cm，结合弧长平均分配取0.80cm，详见后炮孔布置图。4底板眼爆破设计底板眼间距、抵抗线同辅助眼a＝100cm，W=0.70m。5下台阶爆破设计，根据上台阶爆破设计参数取得：周边眼间距a＝50cm，W=0.70m；辅助眼间距、抵抗线a＝70－100cm，W=0.80m；底板眼间距、抵抗线a＝100cm，W=0.80m。6仰拱爆破设计，根据上台阶爆破设计参数取得：周边眼间距a＝50cm，W=0.70m；辅助眼间距、抵抗线a＝70－100cm，W=0.80m；五、装药、填塞和起爆网络设计1装药装药均采用不藕合装药结构，周边眼采用Ф20mm筒装2＃岩石炸药空气间隔装药结构，为了确保周边眼同时起爆，孔内装入导爆索。其他孔采用Ф32mm筒装2＃岩石炸药连接装药结构，并采用反向爆破，以提高炮孔利用率。2填塞采用低成本、塑性变形大、摩擦系数大的粘土炮泥，其成分为粘土和砂子，其比例按粘土∶砂子＝2∶1，含水量约为25％。当炮孔中有较大的裂隙、泥夹层带时，为防止其过多“漏气”，应将该处以炮泥填实。堵塞长度按下列公式计算0104DVLDlps式中：sl——堵塞长度（m）；L——炮孔深度（m），此处取1.5m；Vp——岩石的纵波波速（m/s）；4000m/s。D——炸药爆速（m/s）；2＃岩石取3200m/s。ρ0——炸药密度（kg/m3）；2＃岩石取1000kg/m3。ρ1——炮泥密度（kg/m3）。取1900kg/m3。代入求得ls=0.2122m。设计填塞长度ls为22cm，ls[ls]。钻眼前，钻工要熟悉炮眼布置图，严格按钻爆设计实施。特别是周边眼和掏槽眼的位置、间距及数量，未经主管工程师同意不得随意改动。定人定位，周边眼、掏槽眼由经验丰富的司钻工司钻。准确定位凿岩机钻杆，使钻孔位置误差不大于5cm，保持钻孔方向平行，严禁相互交错。同类炮眼钻孔深度要达到钻爆设计要求，眼底保持在一个铅垂面上。周边眼的装药结构周边眼的装药结构是实现光面爆破的重要条件，严格控制周边眼装药量，采用合理的装药结构，尽量使炸药沿孔深均匀分布。施工时采用不偶合装药结构，不偶合装药系数一般控制在1.4～2.0范围内，详见“周边眼空气柱状装药结构图”。围岩爆破根据岩石强度选用不同猛度爆速的炸药，有水地段选用乳化炸药，其余均用2号岩石硝铵炸药。周边眼采用φ25×200小药卷，空周边眼空气柱状装药结构图炮泥脚线或传爆管专用光爆炸药（小直径药卷）雷管气柱状装药结构，其余炮眼采用φ32×200药卷。采用塑料导爆管非电起爆。爆破作业管理控制按“一标准、两要求、三控制、四保证”的原则进行光面爆破施工。“一标准”即一个控制标准；“两要求”即钻眼作业要求和装药联线作业要求；“三控制”即控制钻眼角度、深度、密度，控制装药量和装药结构，控制测量放线精度；“四保证”即搞好思想保证，端正态度，纠正“宁超勿欠”等错误思想；搞好技术保证，及时根据爆破实际情况调整钻爆设计参数；搞好施工保证，落实岗位责任制，组织QC小组活动，严格工序自检、互检、交接检；搞好经济保证，落实经济责任制。装药作业采取定人、定位、定段别，做到装药按顺序进行；装药前，所有炮眼全部用高压风吹洗；严格按爆破设计的装药结构和药量施作。严格按设计的联接网络实施，控制导爆索连接方向和连接点牢固性。⑥微震爆破隧道周边采用光面爆破，不良地质、浅埋地段采用微震控制光面爆破。微震爆破作业段最大一段允许装药量：Qmax＝R3×（Vkp／K）3／a式中：Qmax—最大一段爆破药量，kg；Vkp—安全速度，cm/s；取Vkp＝2cm/s；R—爆破安全距离，m；K—地形、地质影响系数；a—衰减系数。K、a值是针对隧道的具体情况，通过多次试爆进行K、a值回归分析后确定。根据爆破物距爆心的安全距离要求，并由此推出的每段的最大装药量。六、连接起爆网络此段隧道均采用塑料导爆管毫秒雷管微差起爆。起爆网路为复式网路，以保证起爆的可靠性和准确性。联接时要注意：导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管连接次数应相同；引爆雷管应用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端10cm以上处。网路联好后，要有专人负责检查。瞎炮的处理发现瞎炮，应首先查明原因。如果是孔外的导爆管损坏处引起的瞎炮，则切去损坏部分重新连接导爆管即可，但此时的接头应尽量靠近炮眼。如因孔内导爆管损坏或其本身存在问题造成瞎炮，则应参照TBJ404-87《铁路隧道施工技术安全规则》有关条款处理。光面爆破操作其他事宜可参照TZ214-2005《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》和TBJ404-87《铁路隧道施工技术安全规则》有关规定施工。爆破作业1、塑料导爆管非电起掏换槽眼辅助眼装眼塑料导爆管与即发毫秒、半秒级雷管组合成的非电导焊雷管，应注意以上事项：（1）塑料导爆管中，有实心，穿孔，破裂，进水，变形，严重油污、管内掉与散药和断药超过规定的地方，都应截去不用，雷管表面有浮药、锈蚀、裂缝、传爆等性能试