隧道全断面开挖光面爆破工法(附示意图)
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隧道钻爆施工方法1 全断面开挖法地下工程断面采用一次开挖成型(主要是爆破或机械开挖)的施工方法叫全断面开挖法。
该法的优点是可以减少开挖对围岩的扰动次数,有利于围岩天然承载拱的形成;工序简单,便于组织大型机械化施工;施工速度快,防水处理简单。
缺点是对地质条件要求严格,围岩必须有足够的自稳能力。
另外,机械设备配套费用也较大。
1.1 施工顺序全断面开挖法施工主要工序:使用移动式钻孔台车,首先全断面一次钻孔,并进行装药连线,然后将钻孔台车后退到50m以外的安全地点,再起爆,一次爆破成型,出渣后钻孔台车再推移至开挖面就位,开始下一个钻爆作业循环。
同时,施作初期支护,铺设防水隔离层(或不铺设),进行二次模筑衬砌。
全断面开挖法施工顺序:①全断面开挖;②喷锚支护;③灌注衬砌。
开挖顺序见下图3.1-1所示。
图3.1-1 全断面开挖法施工顺序全断面开挖法施工作业程序及各工序合理间距如下图所示(单位:m)。
图3.1-2 全断面开挖作业程序及间距1.2 施工工艺流程全断面开挖工艺流程见下图3.1-3所示。
注:1.钻孔;2.装药、爆破;3.初喷;4.装渣;5.量测;6.局部挂网;7.复喷;8.挖沟、铺底超前;9.铺防水板;10.模筑衬砌。
图3.1-3全断面开挖工艺流程1.3 施工要点(1)开挖断面大,炮眼数量多,炮眼深度一般为3.5~5m,宜均匀布置每台凿岩机任务,使钻眼作业同时完成。
(2)钻爆和装运顺序作业,工序安排必须紧密配合,衬砌与开挖间距应能满足台车退避到安全地点和爆破不损坏圬工等要求。
(3)加强运输调度工作和合理配备装运机械,并宜采用连续装碴作业设施。
(4)当顶部围岩破碎时,应及时支护,先初喷后复喷,并增加机械手进行复喷作业,以利于稳定地层和加快施工进度。
(5)尽可能采用衬砌模板台车,配合混凝土浇注机或输送泵施工将拱墙一次完成;铺底混凝土必须提前施作,且不滞后200m;当地层较差时铺底应紧跟,这是确保施工安全和质量的重要做法。
城市浅埋硬岩大断面隧道施工工法(新奥法施工,隧道开挖,附示意图)城市浅埋硬岩大断面隧道施工工法工法编号:TLEJGF-03·04-35、GZSJGF 07-03-08中铁隧道集团三处唐果良刘建国邓青平一、前言随着我国城市建设事业的发展,地面空间已不能满足城市功能的需要,向地下拓展空间已成为城市建设的新方向。
城区隧道与山岭隧道差别很大:一是位于市区,周边建筑较多,开挖爆破需要严格控制;二是城市地铁车站,商场的断面大,远大于铁路三线隧道。
《城市浅埋硬岩大断面隧道施工工法》是依据新奥法原理,采用双侧壁导洞预留核心岩柱的方法开挖,通过综合减震措施减小爆破开挖时的地震动,保护周边环境,使用全断面整体式钢模台车进行二次衬砌,同时采用综合监测手段对施工过程进行动态监控和实时处理的一个工程工法,它在重庆轻轨较新线一期工程临江门车站工程建设过程中形成。
二、工法特点1、采用双侧壁导洞预留核心岩柱的方法开挖,二次衬砌紧跟核心岩柱上部开挖,控制二次衬砌面与核心开挖面的距离,从而减小变形,控制地表沉降,保证工程安全。
2、紧临建、构筑物的开挖爆破通过超前导洞先行、预留光爆层光面爆破、周边密排空眼减震、开挖面增打减震孔、非电不对称起爆网络等综合减震技术减小爆破震动效应,保护周边环境。
3、采用全断面整体式钢模台车进行二次衬砌,保证结构的整体性和防水效果,加快施工进度,从而保证工程质量,提高经济效益。
4、采用综合监测技术,实时反馈信息,动态修正施工方法和支护参数,确保工程安全。
三、适用范围1、适用于新奥法指导施工的大断面、特大断面隧道及地下工程(即开挖宽度18m及以上,开挖高度12m以上)。
2、紧临既有建筑物需要采用控制爆破开挖,Ⅱ~Ⅲ级围岩的浅埋暗挖特大断面地下工程。
3、围岩较完整较厚层的软岩,中硬岩——硬岩。
四、工艺原理1、采用双侧壁导洞预留核心岩柱的方法,将大跨减小,大断面隧道分割成几个小洞室分部施工,利用核心岩柱作为支撑,从而控制变形,保证安全。
光面爆破施工工艺1.适用范围本工法适用软岩、硬岩等地质条件下的铁路、公路、水工等隧道和岩石边坡处理。
2.施工准备2.1劳动力组织劳力组织表序号名称人数职责1 工班长指挥、协调2 测量班测量断面、布置炮孔3 司钻工安装风水管、钻眼4 爆破工装药、起爆网络连接、起爆、排险5 电工施工用电及掌子面排水6 安全员检查作业过程的安全7 爆破工程师钻爆设计、施工指导及盲炮处理本表劳动力组织适用于一个工作面开挖施工,手持风钻钻爆作业在正常情况下,按以往施工经验,断面0.2~0.3人/m2布置钻爆人员比较合理;大断面取小值,小断面取大值。
2.2设备配置目前常用为气腿式凿岩机,全断面开挖时,一般按0.2~0.25台/㎡配置数量。
作业平台采用自加工简易钻孔台架。
机具设备表(以断面80m2为例)序号机具名称规格型号(参考)数量备注1 空压机4L-20/82 钻孔台架自加工3 风动凿岩机YT-284 全站仪徕卡TS025 水准仪DSZ3注:在送风距离1000m内,风动凿岩机和空压机的配置比例一般为4~5:1.随送风距离的增加,比值减小。
3 工艺流程及操作要点3.1施工工艺流程图1 光面爆破施工工艺流程图3.2操作要点3.2.1作业器具就位和测量放线1作业器具就位出渣结束后,将作业平台推往掌子面,将36V 照明线路引至掌子面,检查水压、风压线路是否完好,风压力、水压力和蓄水池水量是否足够,送风设施是否完好。
2测量测量人员用全站仪和水准仪,确定出隧道中心线、拱顶面高程和拱脚高程;并在开调整爆破参数测量放线与作业器材就位布设孔位钻孔爆破参数设计钻孔质量验收连接起爆主网络与起爆器连接起爆装药与堵塞炮口爆破材料现场就位网络检查设置警戒排险光爆效果与质量检查支网络联线通风清孔效果不理想挖轮廓线上每间隔1~2m测设出开挖轮廓控制点,利用开挖轮廓控制点用红油漆画出开挖轮廓线。
3.2.3布设孔位按照爆破设计的要求,根据已绘制的开挖轮廓线标出周边眼炮眼位置,并利用中线和拱顶高程,用支距法画出掏槽眼和底板眼的位置。
矿山小断面陡斜坡隧道全断面光面爆破施工工法矿山小断面陡斜坡隧道全断面光面爆破施工工法一、前言矿山隧道施工一直是工程建设中重要的环节之一,而陡斜坡隧道的施工尤为复杂。
本文将介绍一种适用于矿山小断面陡斜坡隧道的全断面光面爆破施工工法。
该工法具有独特的特点和优势,对于提高施工效率、降低成本、保障工程质量具有重要意义。
二、工法特点该工法的特点主要包括以下几个方面:1.全断面光面爆破:采用全断面爆破,减少后续地质处理的工作量,节约了时间和人力成本。
2.精确控制破碎区域:通过合理设计爆破参数和引爆序列,精确控制破碎区域,避免不必要的破坏和修复工作。
3.高效施工:施工过程中采用机械化设备,提高了施工效率,并减少了人力成本和安全风险。
4.质量可控:通过严格的质量控制措施,确保施工过程中的质量符合设计要求,提高了工程的可靠性和稳定性。
三、适应范围该工法适用于矿山小断面陡斜坡隧道的施工,特别适用于煤矿、金矿、铜矿等自然资源开采行业。
四、工艺原理该工法的主要原理是在破碎爆破的基础上,结合地质条件和实际工程要求,采取一系列技术措施来达到全断面光面爆破的效果。
具体表现在以下几个方面:1.地质勘察:通过综合地质勘察,了解地层条件和岩性分布,为工程设计提供依据。
2.优化爆破参数:根据地质特点和隧道断面要求,优化爆破参数,确保爆破效果满足设计要求。
3.引爆序列控制:严格控制引爆序列,确保爆炸能量最大程度地集中在破碎区域,减少对岩石的破坏和破碎。
4.地质处理措施:根据具体情况选择合适的地质处理措施,如锚杆支护、喷锚网喷浆等,加强岩体的稳定性和支护效果。
五、施工工艺施工工艺主要包括以下几个阶段:1.隧道洞口准备:清理洞口区域,进行地质处理,确保施工的安全与稳定。
2.光面爆破:根据设计要求,布置爆破孔,控制爆破参数和引爆序列,进行光面爆破作业。
3.地质处理:根据岩体条件和爆破效果,选择合适的地质处理措施,加强岩体的稳定性和支护效果。
城市浅埋硬岩大断面隧道施工工法工法编号:TLEJGF-03·04-35、GZSJGF 07-03-08中铁隧道集团三处唐果良刘建国邓青平一、前言随着我国城市建设事业的发展,地面空间已不能满足城市功能的需要,向地下拓展空间已成为城市建设的新方向。
城区隧道与山岭隧道差别很大:一是位于市区,周边建筑较多,开挖爆破需要严格控制;二是城市地铁车站,商场的断面大,远大于铁路三线隧道。
《城市浅埋硬岩大断面隧道施工工法》是依据新奥法原理,采用双侧壁导洞预留核心岩柱的方法开挖,通过综合减震措施减小爆破开挖时的地震动,保护周边环境,使用全断面整体式钢模台车进行二次衬砌,同时采用综合监测手段对施工过程进行动态监控和实时处理的一个工程工法,它在重庆轻轨较新线一期工程临江门车站工程建设过程中形成。
二、工法特点1、采用双侧壁导洞预留核心岩柱的方法开挖,二次衬砌紧跟核心岩柱上部开挖,控制二次衬砌面与核心开挖面的距离,从而减小变形,控制地表沉降,保证工程安全。
2、紧临建、构筑物的开挖爆破通过超前导洞先行、预留光爆层光面爆破、周边密排空眼减震、开挖面增打减震孔、非电不对称起爆网络等综合减震技术减小爆破震动效应,保护周边环境。
3、采用全断面整体式钢模台车进行二次衬砌,保证结构的整体性和防水效果,加快施工进度,从而保证工程质量,提高经济效益。
4、采用综合监测技术,实时反馈信息,动态修正施工方法和支护参数,确保工程安全。
三、适用范围1、适用于新奥法指导施工的大断面、特大断面隧道及地下工程(即开挖宽度18m及以上,开挖高度12m以上)。
2、紧临既有建筑物需要采用控制爆破开挖,Ⅱ~Ⅲ级围岩的浅埋暗挖特大断面地下工程。
3、围岩较完整较厚层的软岩,中硬岩——硬岩。
四、工艺原理1、采用双侧壁导洞预留核心岩柱的方法,将大跨减小,大断面隧道分割成几个小洞室分部施工,利用核心岩柱作为支撑,从而控制变形,保证安全。
2、以控制爆破理论和新奥法理论为基础,通过各种综合减震手段,减小爆破开挖时的地震动效应,同时减小开挖爆破对围岩的扰动,从而保护周边环境,提高围岩自稳能力,保证工程安全。
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
目录一、光面爆破施工及流程图 (2)二、超前大管棚施工及流程图 (6)三、超前小导管施工及流程图 (9)四、系统锚杆施工及流程图 (12)五、湿喷混凝土施工及流程图 (14)六、格栅/工字钢拱架施工及流程图 (16)七、结构防、排水施工及流程图 (18)八、衬砌施工及流程图 (29)九、仰拱及填充施工及流程图 (37)一、光面爆破施工及流程图隧道开挖必须尽可能减轻对围岩的振动,充分发挥围岩的自承能力。
钻爆作业是保证开挖断面轮廓平整准确、减少超挖、降低爆破振动、维护围岩自承能力的关键。
采用光面爆破技术进行爆破作业,根据围岩情况,及时修正爆破参数,以达到最佳爆破效果,保证开挖轮廓圆顺、准确,维护围岩自身承载能力,减少对围岩的扰动,爆破采用光面爆破。
周边眼残眼率硬岩达到80%以上,中硬岩达到60%以上。
光面爆破施工工艺流程见图1-1。
1-1 光面爆破施工工艺流程图在Ⅱ、Ⅲ级石质围岩施工时采用全断面开挖,均采用光面爆破技术施工。
每个作业面每天2~3个循环,每循环平均进尺约3.0~3.3m,每日进尺7.5~8m。
炸药选用爆速低、不怕水、有害气体少的乳化炸药。
非电毫秒雷管起爆,火雷管引爆。
炮眼直径d:选用42mm的钻孔直径。
炮眼深度L:Ⅱ类围岩炮眼深度约周边眼4.0m,掏槽眼5.5m,辅助掏槽眼5m。
抵抗线W:当炮眼直径在35~42mm的范围内时,抵抗线W与炮眼深度有如下关系W=(15~25)d或W=(0.3~0.6)L。
据此Ⅳ级围岩取W=50cm,Ⅱ、Ⅲ级围岩取55cm。
炮眼间距a:同一排两炮眼之间的距离与抵抗线之间的关系式为:W =(1.1~1.8)E。
根据以往的施工经验取W=1.25E,Ⅳ级围岩取E=62cm。
Ⅱ级围岩取70cm。
堵塞长度:不小于20cm。
掏槽眼形式:掏槽眼采用楔形掏槽,由于断面大掏槽眼角度布置方便,只要满足抵抗线不串通,至少20cm即可,将掏槽眼设置在偏中线一侧(左右均可)2.5~2.8m。
光面爆破1、光面爆破的概念是先爆除主体开挖部位的岩体,然后再起爆布置在设计轮廓线上的周边孔药包,将光爆层炸除,形成一个平整的开挖面,是通过正确选择爆破参数和合理的施工方法,达到爆后壁面平整规则、轮廓线符合设计要求的一种控制爆破技术。
隧道全断面开挖光面爆破,是应用光面爆破技术,对隧道实施全断面一次开挖的一种施工方法。
它与传统的爆破法相比,最显著的优点是能有效地控制周边眼炸药的爆破作用,从而减少对围岩的扰动,保持围岩的稳定,确保施工安全,同时,又能减少超、欠挖,提高工程质量和进度。
2、适用条件不论在何种岩质条件下,采用光面爆破与不采用光面爆破或其他控制围岩轮廓爆破法相比,效果相差甚远。
即使围岩岩质很差而不能留下半个孔壁,在对减轻围岩破坏、减少超挖,以及防止冒顶等方面,其作用都是不可忽视的。
3、核心技术光面爆破施工,可以减少对围岩的扰动,增强围岩的自承能力,特别是在不良地质条件下效果更为显著,不仅可以减少危石和支护的工程量,而且保证了施工的安全;由于光面爆破使开挖面平整,岩石无破碎,减少了裂隙,这样可以大大减少超欠挖量。
据有关资料统计,光面爆破与普通爆破相比,超挖量由原来的15%~20%降低到4%~7%,不但减少出碴量,而且还很大程度的减少了支护的工作量,从而降低了成本,加快了施工进度。
目前,大断面隧道光面爆破施工有2种方法:一是预留光爆层法;二是全断面一次性开挖法,光面爆破的破岩机理是一个十分复杂的问题,目前仍在探索之中。
尽管在理论上还不甚成熟,但在定性分析方面已有共识。
一般认为,炸药起爆时,对岩体产生两种效应;二是爆炸气体膨胀做功所起的作用。
光面爆破是周边眼同时起爆,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的中点,当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时,岩体便被拉裂,在炮眼中心连线上形成裂缝,随后,爆炸气的膨胀合裂缝进一步扩展,形成平整的爆裂面。
隧道全断面开挖光面爆破工法(附示意图)隧道全断面开挖光面爆破工法光面爆破是通过正确选择爆破参数和合理的施工方法,达到爆后壁面平整规则、轮廓线符合设计要求的一种控制爆破技术。
隧道全断开挖光面爆破工法,是应用光面爆破技术,对隧道实施全断面一次开挖的一种施工方法。
它与传统的爆破法相比,最显著的优点是能有效地控制周边眼炸药的爆破作用,从而减少对围岩的扰动,保持围岩的稳定,确保施工安全,同时,又能减少超、欠挖,提高工程质量和进度。
一、光面爆破作用原理光面爆破的破岩机理是一个十分复杂的问题,目前仍在探索之中。
尽管在理论上还不甚成熟,但在定性分析方面已有共识。
一般认为,炸药起爆时,对岩体产生两种效应:一是药包爆炸瞬时高温高压气体形成的冲击波效应;二是爆炸气体膨胀做功所起的作用。
光面爆破是周边眼同时起爆,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的中点,当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时,岩体便被拉裂,在炮眼中心连线上形成裂缝,随后,爆炸气的膨胀使裂缝进一步扩展,形成平整的爆裂面二、光面爆破的技术要点要使光面爆破取得良好效果,一般需掌握以下技术要点:1.根据围岩特点,合理选定周边眼的间距和最小抵抗线,尽最大努力提高钻眼质量。
2.严格控制周边眼的装药量,尽可能将药量沿眼长均匀分布。
3.周边眼宜使用小直径药卷和低猛度、低爆速的炸药。
为满足装结构要求,可借助导爆索(传爆线)来实现空气间隔装药。
4.采用毫秒微差有序起爆。
要安排好开挖程序,使光面爆破具有良好的临空面。
(一)周边眼常用参数的选择1.周边眼间距E它是直接控制开挖轮廓面平整度的主要因素。
一般情况下E=(12~15)d,其中炮眼直径d=35~45mm。
对于节理较发育、层理明显以及开挖轮廓要求较高的地下工程,周边眼间距可适当减小,也可在两炮眼之间增加一个不装药的导向空眼。
2.最小抵抗线W(光面层厚度)W直接影响光面爆破效果和爆碴块度。
其取值在(13~22)d范围内,且W≥E。
3.周边眼密集系数K一般情况,以K=E/W=0.7~1.0为宜。
4.装药集中度q采用2号岩石炸药进行光面爆破时,若预留光爆层,q=0.15~0.2kg/m;若全断面一次爆破,则q=0.2~0.3kg/m。
如果采用其它炸药,则需进行换算,其换算系数C按下式求得:选取光面爆破参数可用类比法或查表(见表1),必要时要在与所做工程地质条件相类似的岩层中试验,以求得更准确的爆破参数。
(二)周边眼装药结构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,是实现光面爆破的重要条件。
常用的装药结构有以下几种:1.连续装药:将计算出的药量按装药集中度连续均匀地装入炮眼,其起爆药爆包置于眼底(见图1-a)。
2.间隔装药:为使爆炸力沿炮眼均匀分布,需将炸药沿炮眼全长布设,当其所需炸药药卷连续长度短于炮眼长度较多时,应采用间隔装药(见图1-b)。
3.不偶合装药:采用卷装炸药时,多为不偶合装药结构(见图1-c),这时要注意,不偶合系数要在1.4~2.0范围内。
(三)合理安排爆破程序,选用合适的掏槽形式采用全断面开挖隧道时,开始只有一个临空面,显然,这不利于取得好的爆破效果,需要创造新的临空面。
为此,首先必须要选择合适的掏槽形式,以取得理想的掏槽效果;第二,要合理安排爆破顺序,使爆破按掏槽、掘进、内圈、周边眼顺序进行,以便为掘进、内圈、周边眼逐次开辟临空面。
实现顺序起爆的手段是采用微差爆破技术分段起爆。
三、光面爆破施工工艺(一)放样布眼钻眼前,测量人员要用红铅油准确绘出开挖断面的中线和轮廓线,标出炮眼位置,其误差不得超过5cm。
在直线段,可用3~5台激光准直仪控制开挖方向和开挖轮廓线。
(二)定位开眼采用钻孔台车钻眼时,台车与隧道轴线要保持平行。
台车就位后按炮眼布置图正确钻孔对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高,开眼误差要控制在3cm和5cm以内。
(三)钻眼钻工要熟悉炮眼布置图,要能熟练地操纵凿岩机械,特别是钻周边眼,一定要由有较丰富经验的老钻工司钻,台车下面有专人指挥,以确保周边眼有准确的外插角(眼深3m时,外插角<3°;眼深5m时,外插角<2°),尽可能使两茬炮交界处台阶小于15cm。
同时,应根据眼口位置岩石的凹凸程度调整炮眼深度,以保证炮眼底在同一平面上。
(四)清孔装药前,必须用由钢筋弯制的炮钩和小直径高压风管输入高压风将炮眼石屑括出和吹净。
(五)装药装药需分片分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行,雷管要“对号入座”。
所有炮眼均以炮泥堵塞,堵塞长度不小于20cm。
(六)联结起爆网路起爆网路为复式网路,以保证起爆的可靠性和准确性。
联结时要注意: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。
(七)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《铁路隧道安全技术规则》有关条款处理。
光面爆破操作其它事宜可参照TBJ204-86《铁路隧道施工规范》和TBJ404-87《铁路隧道安全技术规则》有关规定实施。
四、隧道光面爆破质量检验标准(一)超欠挖爆破后的围岩面应圆顺平整,无欠挖,超挖量(平均线性超挖)应控制在10cm(眼深3m时)和18cm(眼深5m时)以内。
(二)半眼痕保存率围岩为整体性好的坚硬岩石时,半眼痕保存率应大于80%,中硬岩石应大于70%,软岩应大于50%。
(三)对围岩的破坏程度爆破后,围岩面上无粉碎岩石和明显的裂缝,也不应该有浮石(岩性不好时应无大浮石)。
(四)炮眼利用率应大于90%。
五、主要施工设备主要施工设备见表2。
主要施工设备表2六、劳动组织测量工:3人,负责测量放线。
炮工:6人,负责吹眼、装药、连线、点炮。
风枪手:8人,负责钻眼。
司钻工:采用液压钻孔台车作业时每台车4人或每2台车7人。
修理工:2人,负责台车维修及充氮。
七、效益分析光面爆破是隧道钻爆法开挖的先进技术之一,它不仅使围岩爆破松弛带比普通爆破小一倍以上,能较好地保持隧道围岩的稳定,有利于安全施工,而且岩面平整,为锚喷、衬砌等工序创造有利条件,同时还可减少超挖和回填混凝土数量。
铁路隧道采用光面爆破,其平均线性超挖比普通爆破少10~30cm,合每延米少挖1.7~5.1m3(单线)和2.6~7.8m3(双线)。
按超挖1m 3增加直接费用200元(开挖费50元,回填混凝土150元)计算,每延米节约的费用分别达到340~1020元和520~1560元,经济效益十分显著。
八、工程实例(一)XX线XXX隧道出口段1.基本情况:XX湾双线铁路隧道,全长5058m,石质为浅灰色白云岩。
出口段长2740m,穿过Ⅳ、Ⅴ类围岩段长2500m,采用钻爆法全断面开挖,用瑞典产液压钻孔台车钻眼,土台车装药,美制980C装载机装碴,英制阿维林030型25t倾卸车运输,组成一条机械化掘进作业线。
出口段掘进共耗时20个月零10天,单口月掘进速度达到231m。
2.使用的爆破器材:雷管为1~15段非电毫秒雷管。
炸药为:Ф40×350、重500g的2号抗水销铵炸药,Ф20×350、重200g的1号抗水销铵炸药,Ф35×150、重200g的乳化油防水炸药。
周边眼装药结构见图2。
3.炮眼布置:Ⅴ类围岩段炮眼布置见图3,掏槽眼见图4。
周边眼的外插角为3°,底眼下插角为4°。
药量配备见表3。
4.周边眼参数:炮眼直径:48mm ;炮眼间距:60cm(Ⅴ类围岩)最小抵抗线:58cm(Ⅳ类围岩)80cm(Ⅴ类围岩)75cm(Ⅳ类围岩)5.爆破效果:重点观测DK171+120~DK171+300段,该段最高循环进尺为5m,平均循环进尺4.73m,平均炮眼利用率94.6%,炮痕保存率为91%(拱部)和76%(边墙),平均线性超挖18.5cm。
实施光面爆炮地段,由于围岩整体性好,爆后围岩稳定,无浮石,施工中未采用临时支护。
(二)XX省XX市XX公路上行隧道。
1.基本情况:XX公路隧道,是一座具有通风、通讯、信号、监控、照明和消防等功能的现代化公路隧道,该隧道分上行、下行,长度均为1210m,石质为灰色和肉红色花岗岩。
上行隧道分两期建成(一期工程仅挖毛洞)。
我们在一期工程施工中,对Ⅲ类以上围岩地段采用全断面钻爆法开挖,组成一条土洋结合的掘进作业线:在土台车上人工手持8台风动凿岩机同时钻眼,以美制980C装载机装碴,德制奔驰2628型15t自卸汽车运输。
平均月单面掘进81m,单面最高月掘进114m。
表32.使用的爆破器材:采用1~15段非电毫秒雷管一次起爆,炸药为φ32×200、重150g的4号抗水硝铵炸药和φ20×350、重200g的1号抗水硝铵炸药。
3.炮眼布置及药量配备炮眼布置及所用雷管段数见图5,其周边眼外插角为3~4°,底眼下插角为5~10°。
掏槽眼布置见图6,药量配备见表4。
4.周边眼参数:炮眼直径:38mm炮眼间距:60cm最小抵抗线:80cm装药集中度:320g(Ⅵ类围岩)280g(Ⅴ类围岩)240g(Ⅳ类围岩)表4周边眼装药结构见图7。
5.爆破效果:重点观测了K0+650~K0+900段(Ⅴ、Ⅵ类围岩段),循环最高进尺2.65m,平均循环进尺2.48m(眼深2.70m),平均炮眼利用率为92%,平均炮痕保留率91%,平均线性超挖8.2cm。