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钻爆设计施工方案

成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程EMZQ-8标

钻爆设计施工方案

编制:

复核:

审批:

中交隧道工程局有限公司

峨眉至米易段EMZQ-8标项目经理部

二〇一六年七月

目录

1.编制依据及范围 (1)

1.1编制依据 (1)

1.2 编制范围 (1)

2.工程概况 (1)

3.开挖方法 (4)

3.1 台阶法 (4)

3.2三台阶法 (8)

3.3三台阶法+临时仰拱 (9)

3.4双侧壁导坑法 (12)

4. 爆破施工管理组织机构 (15)

5.钻爆设计 (16)

5.1 各炮眼药量分配 (16)

5.2 爆破参数设计 (16)

和孔深L (17)

5.2.1 循环进尺L

5.2.2 单耗q与总装药量Q (17)

5.2.3 孔径 (18)

5.2.4 炮孔数目 (18)

5.2.5 掏槽形式 (18)

5.2.6 光爆参数 (18)

5.2.7 堵塞长度 (19)

5.3 装药结构 (19)

5.4 装药连线网路 (19)

5.5 炮眼布置、爆破参数及相关设计计算 (20)

5.5.1 炮眼布置原则 (20)

5.5.2 炮眼布置 (20)

5.5.3起爆网络及相关设计计算 (23)

5.6 爆破振动安全允许距离 (24)

5.6.1 爆破地震速度计算 (25)

5.6.2 爆破振动安全允许距离 (25)

5.7 Ⅳ、Ⅴ级围岩段施工方法 (25)

6.钻爆施工控制要点 (26)

6.1爆破施工及技术要求 (27)

6.2 爆破设计优化 (28)

6.3控制超欠挖的技术措施 (28)

7.钻爆施工安全措施 (28)

8.钻爆施工事故应急处理措施 (29)

8.1爆破拆除准备工作 (29)

8.2 哑炮或残炮产生、处理与预防措施 (30)

钻爆设计施工方案

1.编制依据及范围

1.1编制依据

(1)《中华人民共和国安全生产法》;

(2)《中华人民共和国安劳动法》;

(3)《中华人民共和国环境保护法》;

(4)《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ 204-2008);

(5)《铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB10417-2003 J 287-2004);

(6)《铁路隧道工程施工安全技术规程》(TB10304-2009 J 947-2009);

(7)《铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南》(TZ231-2007);

(8)《隧道工程》作者:朱永全,中国铁道出版社2007年8月1日出版;

(9)《爆破安全规程》(GB6722-2011);

(10)《民用爆破器材工程设计安全规范》(GB500089-2007);

(11)《民用爆炸物品安全管理条例》国务院令第466号;

(12)《改建铁路成都至昆明线峨眉至米易段EMZQ-8标实施性施工组织设计》;(13)改建铁路成都至昆明线峨眉至米易段EMZQ-8标隧道施工有关设计图纸;

1.2 编制范围

成昆铁路峨眉至米易段EMZQ-8标新白石岩隧道、依的谷隧道、马托隧道暗洞开挖施工。

2.工程概况

(1)新白石岩隧道位于漫滩~越西南区间,进口里程D2K309+657,出口里程D2K316+117,全长6469.624m(长链9.624m),单洞双线,隧道进口曼滩站双线中桥桥台进洞,出口漫滩河双线大桥桥台进洞,且进口端D2K309+657~D3K310+900段1243m为曼滩三线车站范围。线路设计为6‰/1543m、11.8‰/4926.624m的单面坡。正线洞身围岩情况:Ⅳ级围岩4510m,占69.7%;Ⅴ级围岩1959.624m,占30.3%。

为满足施工工期、防灾救援、施工通风及排水等需要,本隧道分进口工区、1号横洞工区(目前准备取消,正在和设计院沟通变更)、2号横洞工区和3号横洞工区共4个工区组织施工,其中进口工区承担1177m正洞施工,1号横洞工区承担1399m正洞施工和156m横洞施工,2号横洞工区承担2130.624m正洞施工和816m

横洞施工,3号横洞工区承担1763m正洞和170m横洞施工,1号横洞和3号横洞采用无轨单车道运输;二号横洞采用无轨双车道运输。

隧区属中山峡谷地貌,横坡较陡,线路右侧尼日河深切,地面高程1560m~2500m,地表植被以灌木为主,沟槽等低洼地带覆土较厚。

隧址区覆盖层为第四系全新统滑坡堆积层(Q4del)碎石土、泥石流堆积层(Q4sef)块石土,坡洪积层(Q4dl+pl)粉质粘土、块石土,坡残积层(Q4dl+el)粉质粘土,崩坡积层(Q4dl+col)块石土。出露基岩为侏罗系中统牛滚凼组(J3n)泥岩、砂岩,新村组及益门组(J2y) 泥岩夹砂岩,寒武系下统沧浪铺组(∈1c)泥质灰岩、页岩,筇竹寺组(∈1q) 砂岩夹页岩,震旦系上统灯影组(Zbd)白云岩夹白云质灰岩、断层破碎带(Fbr)及断层影响带(Fy)。隧道所在处地质构造有越普雄-尼日河活动性断裂和竹儿沟平移断层。

根据《中国地震动峰值加速度区划图》(GB18306-2001)及四川赛思特科技有限责任公司《改建铁路成昆线峨眉至米易段扩能工程区域性地震区划报告》,测区地震动峰值加速度为0.2g,地震动反应谱特征周期为0.45s。

本隧两次上跨既有铁路,两次上跨电站引水洞:于D3K310+468处上跨既有成昆铁路白石岩一号隧道,与既有隧道交叉里程为K355+735,平面交角约42°,新建隧道与既有隧道轨面间距约74m,既有隧道K355+630~+830段内病害主要有边墙渗水,发育水量裂纹,K355+780处发育一条环向裂纹,为确保新建隧道施工期间既有隧道的运营安全,正洞D3K310+260~660段400m范围内开挖采用控制爆破,既有线隧道衬砌处爆破震速不超过3cm/s,并加强对既有隧道的观察及监控量测工作,必要时对既有隧道交叉段100m范围内采用临时钢架加强支护;于D3K311+644处上跨既有成昆铁路白石岩一号隧道,与既有隧道交叉里程为K356+512,平面交角约84°,新建隧道与既有隧道轨面间距约60m,既有隧道K356+410~+610段内病害主要有边墙渗水,发育水量裂纹,其中K356+480~+491及K356+586~+599段右侧边墙渗水严重,K356+497~+498段右侧边墙滴水严重,K356+444、K356+449、K356+529及K356+532处各发育一条环向裂纹,为确保新建隧道施工期间既有隧道的运营安全,正洞D3K311+440~+840段400m范围内开挖采用控制爆破,既有线隧道衬砌处爆破震速不超过3cm/s,并加强对既有隧道的观察及监控量测工作,必要时对既有隧道交叉段100m范围内采用临时钢架加强支护;于D3K309+905处上跨曼滩电站引水洞,平面交角约8°,新建隧道轨面于引水洞坑

底距离约90m,为确保既有饮水洞的安全,隧道进口D2K309+657~+D3K310+250段593m采用弱爆破,并加强对饮水洞的观测及监控量测工作,以策安全;于D2K316+062处上跨铁西电站引水洞,平面交角约87°,新建隧道至引水洞坑底距离约30m,为确保既有饮水洞的安全,D2K315+960~+D3K316+117段157m范围内开挖采用控制爆破,引水洞处爆破震速不超过3cm/s;出口D2K316+065线路右侧28m存在一处高压铁塔,施工中应进一步核实,并与相关产权单位协调,加强施工中的安全防护措施及观测、检测。为确保安全,在D2K315+900~D2K316+119段219m范围内采用控制爆破,地表铁塔处爆破振速不超过2.5m/s。新百石岩隧道暗洞段除以上地段采用控制爆破,其余地段根据新奥法原理组织施工,光面爆破。

(2)依的谷隧道进口里程D2K316+363,出口里程D2K322+581,隧道全长6218m,单洞双线。进口紧邻漫滩河双线大桥,出口接路基,设计为11.8‰、12‰的单面上坡。正线洞身围岩情况:Ⅲ级围岩1850m,占29.8%;Ⅳ级围岩3330m,占53.5%;Ⅴ级围岩1038m,占16.7%。

全隧设进口(含平导)和出口两个工区组织施工,进口工区承担5747m正洞施工,按照低瓦斯施工,出口工区承担471m正洞施工,其中平导位于进口左侧30米,长3436m,采用单车道无轨运输方式。

隧区属横断山中高山地貌,地形起伏较大,越西河、牛日河深切,到处是悬崖绝壁,地面高程1560~2400m,隧道最大埋深约820m,自然坡度5~35o不等,局部较陡。地表植被不发育,多被垦为旱地,沟槽等低洼地带覆土较厚。

隧区地表覆盖第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl)粉质黏土、粉土、细圆砾土、粗圆砾土、卵石土,崩坡积层(Q4dl+col)碎石土,更新统(Q2+3)细圆砾土、粗圆砾土、卵石土;下伏基岩为第三系昔格达组(Nx)、侏罗系中统益门组(J2y)泥岩夹砂岩,三叠系上统白果湾组(T3b)砂岩、泥岩、页岩夹煤线,二叠系上统(P2β)峨眉山玄武岩,二叠系下统梁山组及阳新组(P1l+y)灰岩,泥盆系下统翠峰山组(D1c)砂岩、页岩互层,奥陶系上统大箐组(O3sd)白云岩、灰岩,奥陶系中统巧家组(O2q)灰岩、砂岩夹页岩,奥陶系下统红石崖组(O1h)砂岩夹页岩,寒武系上统洗象池组(∈3ox)白云岩、白云质灰岩,寒武系中统西王庙组(∈2x)砂岩夹页岩、白云岩,寒武系下统龙王庙组(∈1l)白云岩、泥质灰岩夹页岩,沧浪铺组竹寺组(∈1c)白云岩、砂岩夹页岩,竹寺组(∈1q)砂岩夹页岩,震旦系上统灯影组(Zbd)白云岩、白云质灰岩。

隧道所处区域构造位置位于杨子准地台之上杨子台拗的凉山陷褶束,构造线与山体走势大体一致,多呈北西向及北东向,隧道所处于南北向构造部位。各构造有喜合八嘎断层、谢家墩断层、为比地断层、跑马坪断层、新民断层五条断层,呈平行状排列,多为走向逆冲断层。

根据《中国地震动峰值加速度区划图》(GB18306-2001)及四川赛思特科技有限责任公司《改建铁路成昆线峨眉至米易段扩能工程区域性地震区划报告》,测区地震动峰值加速度为0.2g,地震动反应谱特征周期为0.45s。

本隧道于D2K317+582.74下穿既有隧道,故D2K317+383~+563、D2K317+603~+783段采用控制爆破,D2K317+563~+603段采用机械开挖,其余地段根据新奥法原理组织施工,光明爆破。

(3)马托隧道位于特约西南住安洛区间,进口里程D1K341+028,出口里程D1K341+753,全长725m,单洞双线。进口接路基工程,出口接安洛站1号四线大桥小里程端台尾,设计为12.7‰和3‰的单面上坡,正线洞身全部为Ⅴ级围岩。

隧区属中低山构造剥蚀地貌,自然横坡普遍比较陡。

测区覆盖层为第四系全新统坡残积层(Q

4dl+el)粉质粘土,更新统(Q

2+3

)粉质粘

土、细角砾土、粗角砾土、碎石土、块石土。出露基岩为三叠系上统白果湾组(T

3

b)砂岩、泥岩、页岩夹煤线。

隧道所处区域地表普遍为第四系地层覆盖,局部零星出露基岩,未见构造形迹。

根据《中国地震动峰值加速度区划图》(GB18306-2001)及四川赛思特科技有限责任公司《改建铁路成昆线峨眉至米易段扩能工程区域性地震区划报告》,测区地震动峰值加速度为0.2g,地震动反应谱特征周期为0.45s。

本隧道暗洞全部根据新奥法原理组织施工,光明爆破。

3.开挖方法

根据设计,暗挖隧道Ⅳ级围岩开挖方法采用台阶法及三台阶法,Ⅴ级围岩采用双侧壁导坑法、三台阶法+临时仰拱施工,上台阶每循环进尺按围岩类别控制,Ⅲ级围岩不大于2m,Ⅳ级围岩不大于2榀拱架,Ⅴ级围岩不大于1榀拱架,下台阶边墙不大于2榀拱架;Ⅳ、Ⅴ级围岩仰拱一次开挖不大于3m。开挖后,及时施作初期支护,尽早封闭成环。Ⅳ、Ⅴ级围岩初期支护封闭成环距离掌子面不得大于35m。

3.1 台阶法

台阶法开挖即将设计断面分两次开挖,其中上台阶开挖和初期支护超前一定距

离后,再对下台阶开挖和初期支护。及时进行仰拱开挖及仰拱混凝土施工,最后施做二衬。适用用于III级、IV级围岩地段,岩体局部破碎、地下水发育地段可设置临时横撑或临时仰拱。台阶法施工横断面、施工工艺流程示意分别如图1、2所示。

图1 台阶法开挖横断面图示意

台阶法施工工序:

1、(1)弱爆破开挖①部;(2)施作①部台阶周边的初期支护:初喷混凝土,铺设钢筋网,架立钢筋(设锁脚锚管或锚杆),钻设径向锚杆后复喷混凝土质设计厚度;(3)施作下一循环超前支护(仅适用于有超前支护情况)。

2、架立①底部临时横撑。(此步仅适用于台阶法加临时横撑)。

3、(1)弱爆破开挖②部;施做边墙初期支护:初喷混凝土,铺设钢筋网,接长钢架(设锁脚锚管或锚杆),钻设径向锚杆后复喷混凝土质设计厚度。

4、(1)弱爆破开挖③部;(2)施作隧底喷混凝土(仅适用于仰拱底部设计有喷混凝土时),必要时在墙脚处设置临时横撑。

5、在滞后于③部一段距离后,浇筑IV部仰拱及边墙基础。

6、待仰拱混凝土初凝后,灌筑仰拱填充V部至设计标高。

7、(1)施工防排水工程;(2)一次性灌筑VI部(拱墙)衬砌。

施工过程中,根据围岩条件和施工机械配置情况合理确定台阶长度、台阶高度及台阶数量,其各部形状应有利于保持围岩稳定的条件下尽量便于机械作业。

当围岩自稳能力较好,隧道开挖跨度部大时,为便于作业,台阶长度宜控制在10-50m以内;围岩稳定性较差时,台阶长度宜控制在3-10m。

上部断面使用钢架,可采用施作锁脚锚杆(管)等措施,防止拱部下沉变形。上下断面初期支护钢架连接应平顺,螺栓连接应牢固。

围岩整体性较差时,施工中应采取措施减少下部开挖时对上部围岩和支护的扰动,下部断面开挖应两侧交错进行,下部断面应在上部断面喷混凝土达到一定强度后开挖。

当围岩部稳定时进尺宜为1-1.5m,落底后应立即施作初期支护。

仰拱应及时施作,使支护及早闭合成环。

图2 台阶法施工工艺流程

3.2三台阶法

三台阶法施工时将隧道分为上中下三大部分进行开挖,先开挖上台阶并施做上台阶初期支护,待上台阶初期支护完成,再开挖隧道的中台阶施,做中台阶初期支护完成后开挖下台阶。在下台阶施工一段距离后及时完成仰拱的开挖和隧底初期支护,并及时施做仰拱和矮边墙混凝土。最后施做二衬。三台阶法施工横断面、施工工艺流程示意分别如图3、4所示。

图3 三台阶法开挖横断面示意

三台阶施工工序:

1、在施工完超前支护防护后,弱爆破开挖①部——施作①部周边的初期支护:初喷混凝土,铺钢筋网,架立钢架,钻设径向锚杆,复喷混凝土至设计厚度。

2、弱爆破开挖②部——施作②部初期支护:初喷混凝土,铺钢筋网,架立钢架,钻设径向锚杆,复喷混凝土至设计厚度。

3、弱爆破开挖③部——施作③部边墙初期支护:初喷混凝土,铺钢筋网,架立钢架,钻设径向锚杆,复喷混凝土至设计厚度。

4、弱爆破开挖④部——施作④部仰拱初期支护:初喷混凝土,铺钢筋网,架

立钢架,钻设径向锚杆,复喷混凝土至设计厚度。

5、灌筑V部仰拱与边墙基础;待仰拱混凝土初凝后,灌筑仰拱填充VI部至设计高度。

6、根据监控量测分析,确定二次衬砌施作时机,铺设环+纵向透水盲沟、防水板+土工布——利用衬砌模板台车一次性灌筑VII部(拱墙)衬砌。

·

图4 三台阶法施工工艺流程

3.3三台阶法+临时仰拱

三台阶法+临时仰拱施工时将隧道分为上中下三大部分进行开挖,先开挖上台阶并施做上台阶初期支护及临时仰拱,待上台阶初期支护及临时仰拱完成,再开挖隧道的中台阶,做中台阶初期支护及临时仰拱完成后开挖下台阶。在下台阶施工一段距离后及时完成仰拱的开挖和隧底初期支护,并及时施做仰拱和矮边墙混凝土。在施做二衬混凝土前根据围岩量测结果拆除临时仰拱,最后施做二衬。三台阶法+临时仰拱施工横断面、施工工艺流程示意分别如图5、6所示。

图5 三台阶法+临时仰拱开挖横断面示意

图6 横撑构造详图

三台阶法+临时仰拱施工工序:

1、在施工完超前支护防护后,弱爆破开挖①部——施作①部周边的初期支护:初喷混凝土,铺钢筋网,架立钢架(设锁脚锚管),钻设径向锚杆,复喷混凝土至设计厚度。

2、弱爆破开挖②-1部——施作②-1部初期支护:初喷混凝土,铺钢筋网,架

立钢架(设锁脚锚管),钻设径向锚杆,复喷混凝土至设计厚度——施作临时仰拱:

架设临时横撑,铺设钢筋网,并喷混凝土封闭临时仰拱。

3、同②-1部施工工序,开挖及支护②-2。

4、弱爆破开挖③-1部——施作③——1部初期支护:初喷混凝土,铺钢筋网,架立钢架(设锁脚锚管),钻设径向锚杆,复喷混凝土至设计厚度。

5、同③-1部施工工序,开挖及支护③-2。

6、弱爆破开挖④部——施作④部初期支护:初喷混凝土,铺钢筋网,架立钢架(设锁脚锚管),钻设径向锚杆,复喷混凝土至设计厚度。

7、灌筑V部仰拱与边墙基础;待仰拱混凝土初凝后,灌筑仰拱填充VI部至设计高度。

8、根据监控量测分析,确定二次衬砌施作时机,拆除临时横撑——铺设环+纵向透水盲沟、防水板+土工布——利用衬砌模板台车一次性灌筑VII部(拱墙)衬砌。

图6 三台阶法+临时仰拱施工工艺流程

3.4双侧壁导坑法

双侧壁导坑法施工时将隧道分为八个部分进行开挖,先开挖左侧导坑上台阶并施做上台阶初期支护及临时横撑及竖撑,待左侧导坑上台阶施工一段距离后,再开挖左侧导坑的下台阶并施做下台阶初期支护及临时横撑及竖撑。左侧导坑施工一定距离后,进行右侧导坑上台阶开挖并施做上台阶初期支护及临时横撑及竖撑,待右侧导坑上台阶施工一段距离后,再开挖右侧导坑的下台阶并施做下台阶初期支护及临时横撑及竖撑。左、右侧导坑开挖及临时支护完成后进行上台阶开挖,并施做上台阶初期支护,待上台阶施做一定距离后进行中上台阶开挖并施做中上台阶初期支护,中上台阶开挖一定距离后进行中下台阶开挖并施做中下台阶初期支护,施做一定距离后进行下台阶开挖并施做下台阶初期支护。在下台阶施工一段距离后及时完成仰拱的开挖和隧底初期支护,并及时施做仰拱和矮边墙混凝土。在施做二衬混凝土前根据围岩量测结果拆除临时仰拱,最后施做二衬。双侧壁导坑法施工横断面、施工工艺流程示意分别如图7、8所示。

图7 双侧壁导坑法开挖横断面示意

双侧壁导坑法施工工序:

1、(1)弱爆破开挖①部;(2)喷8cm厚混凝土封闭掌子面(必要时);(3)施作①部导坑周边的初期支护和临时支护,即初喷4cm厚混凝土,铺设钢筋网,架立初支型钢钢架和I18临时钢架,并设锁脚锚管。安设I18横撑;(4)钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度;(5)施作①部导坑周边下一循环的超前支护。

2、(1)在滞后于①部一段距离后,弱爆破开挖②部;(2)喷8cm厚混凝土封闭掌子面(必要时);(3)导坑周边部分初喷4cm厚混凝土,铺设钢筋网;(4)接长型钢钢架和I18临时钢架,并设锁脚锚管;(5)钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度,侧壁导坑封闭成环。

3、在滞后于②部一段距离后,弱爆破开挖③部并施作导坑周边的初期支护和临时支护,步骤及工序同1。

4、在滞后于③部一段距离后,弱爆破开挖④部并施作导坑周边的初期支护、临时支护及下一循环超前支护,步骤及工序同2。

5、(1)弱爆破开挖⑤部;(2)喷8cm厚混凝土封闭掌子面;(3)导坑周边部分初喷4cm厚混凝土,铺设钢筋网,架设拱部型钢钢架,钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度;。

6、在滞后于⑤部一段距离后,弱爆破开挖⑥部。

7、在滞后于⑥部一段距离后,弱爆破开挖⑦部。

8、在滞后于⑦部一段距离后,弱爆破开挖⑧部。

9、(1)在滞后于⑧部一段距离后,弱爆破开挖⑨部;(2)隧底周边部分初喷4cm厚混凝土,架设仰拱型钢钢架,使整个衬砌钢架封闭成环。

10、(1)根据监控量测结果分析,待初期支护收敛后,拆除I18临时钢架及上部临时横撑;(2)灌注Ⅳ部仰拱衬砌及边墙基础。

11、待仰拱混凝土初凝后,灌筑仰拱填充XI部至设计高度。

12、(1)铺设环+纵向透水盲沟、防水板+土工布;(2)利用衬砌模板台车一次性灌筑Ⅷ部(拱墙)衬砌。

图8 双侧壁导坑法施工工艺流程

3.5施工注意事项

1、隧道施工应坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。

2、工序变化处之钢架应设锁脚锚管(杆),以确保钢架基础稳定,下台阶安全,防止塌方。

3、钢架之间纵向连接应及时施作并连接牢固,锁脚锚管与钢架必须焊接牢固,临时横撑应与钢架连接,以便及时封闭成环。

4、IV、V级地段采用台阶法施工时,上台阶每循环开挖支护进尺V级不应大于1榀钢架间距,IV级不应大于2榀钢架;边墙每循环开挖支护进尺部的大于2榀钢架间距,仰拱开挖前必须完成钢架锁脚,仰拱开挖每循环进尺不得大于3m。

5、台阶高度可根据施工机具、人员等安排进行适当调整。

6、各步台阶开挖长度不宜过长,可根据围岩条件进行调整,但必须满足相关规范及规定要求,其中①部开挖台阶长度为5-10m为宜,②部开挖台阶长度为15-25m 为宜。第③步开挖后,及时施作仰拱,封闭成环。IV、V级围岩初期支护封闭位置距掌子面不得大于35m。

7、复合式衬砌段在施工时,须按有关规范及标准图的要求,进行监控量测,根据监控量测的结果进行分析,确定灌筑二次衬砌的时机;二次衬砌距掌子面距离:IV级围岩不得大于90m,V级围岩不得大于70m。

8、施工开挖中的第②部,根据开挖揭示的围岩及地下水发育情况,必要时②部施工分成左右两部,一侧超前另一侧保证拱脚处平台不小于1.5m。

9、当岩体极破碎自稳性较差时,必要时可采取喷混凝土封闭掌子面或预留核心土的方法施工。

10、I18横撑连接处或与钢架连接处均设置钢垫板(240mmX200mmX16mm)。

11、当钢架拱脚下沉或内移时,可加大I18横向支撑的矢高或高于边墙处设置临时横撑,若拱顶钢架发生明显下沉,必要时可参照CRD法增加临时竖撑,并进行系统支护补强,一确保施工安全。

施工时可根据实际情况调整钢架的个单元长度,并相应调整接头位置。

4.爆破施工管理组织机构

根据本标段隧工程特点,项目部成立了爆破领导小组结构,负责本标段隧道工程爆破施工的组织、指挥和管理。(见图4-1)

图4-1 爆破施工管理组织机构图

5.钻爆设计

暗挖隧道中,采用光面爆破设计,炮眼残留率控制要求:硬岩达到百分之八十以上,中硬岩达到百分之六十以上。施工过程中,严格控制超欠挖,尽量减小扰动围岩。在施工中根据光面爆破设计结合现场地质情况进行爆破试验,不断修正爆破参数,达到最优爆破效果,开挖后及时完成初期支护。

掏槽眼的形式有直眼掏槽、楔形掏槽,施工中应根据隧道断面大小、围岩级别以及爆破振动要求选定。炮眼的布置应符合规定:

①周边眼应沿隧道开挖轮廓线布置。

②辅助炮眼应交错均匀布置在周边眼与掏槽眼之间。

③周边炮眼与辅助炮眼的眼底应在同一垂直面上,掏槽炮眼应加深10-20cm。

5.1 各炮眼药量分配

通过多个循环爆破效果对比分析,优化炮眼中上部注水长度与炮泥回填堵塞长度的最佳比例,后对各部位炮眼进行药量分配,掏槽眼及底眼采用大直径药卷,辅助眼及内圈眼采用大直径药卷,其装药量按照递减的原则进行分配,周边眼采用小直径药卷。具体各炮眼装药量见钻爆设计图。

5.2 爆破参数设计

5.2.1 循环进尺L 0和孔深L

根据地勘资料中的围岩条件,暂定爆破循环进尺为2m ,实际开挖后再根据现场实际地质情况进行动态调整。孔深为循环进尺长度加上炮孔超深长度,其中一般炮孔超深长度定为0.2m ,掏槽孔的超深长度定为0.2m (垂直深度,掏槽孔实际孔深根据设计图确定)。故一般炮孔孔深为2.2 m ,掏槽孔孔深为2.2m 。

5.2.2 单耗q 与总装药量Q

单位岩体炸药消耗量不仅影响岩石破碎块度、岩石飞散距离和爆堆形状,而且影响炮眼利用率、钻眼工作量、劳动生产率、材料消耗、掘进成本、断面轮廓质量以及围岩的稳定性。合理的单耗决定于多种因素,其中有岩石的物流力学性质、断面、炸药性能、炮眼直径和深度等。可以利用明捷利公式(4-1)进行计算。

-0.15S 4.810e q X CK =)φ (4-1)

式中:C ——装药直径对单位耗药量的影响系数,见表2,取1.0; K ——炮眼深度对单位耗药量的校正系数,见表3,取0.8; S ——隧道断面面积,㎡;

e ——炸药做功能力校正系数,按照公式4-2计算; φ——装药密度矫正系数,一般Φ=0.78~0.8,取0.8;

f ——岩石坚固性系数,该隧道Ⅳ级围岩取f=6。

136014()2x e e h =

+ (4-2)

式中:ex ——炸药作功能力,ml ;煤矿许用炸药ex ≥210ml ; h ——炸药猛度,mm ;煤矿许用炸药h ≥8 mm 。

表2 装药直径对单位耗药量的影响系数

表3 炮眼深度对单位耗药量的校正系数

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