新吉坪隧道爆破设计方案

新建长昆铁路客专湖南段CKTJⅢ-1标新吉坪隧道爆破设计方案编制：郝俊明周元元复核：审批：二〇一〇年十一月二十日长昆客专新吉坪隧道爆破设计方案一、工程概况长昆客专新吉坪隧道，位于湖南省湘乡市，东起潭市镇清泉村，西至棋梓镇峡山村，其起止里程DK94+045～DK101+724，长7679m。隧道设2个斜井，围岩分别有Ⅱ级围岩、Ⅲ级围岩、Ⅳ级围岩、Ⅴ级围岩。隧址位于公田～新宁深大断裂以东区，具有多期复活的发展史，对区内的底层岩性，地址构造结构极为发育，有4条构造破碎带，且规模较大。碳酸岩分布广泛，不良地质特别发育。有岩溶、构造破碎带及影响带等不良地质现象。隧道地下水受地质构造、地形地貌诸因素的影响，可溶岩与非可溶岩接触面，断裂交汇处，裂隙发育地段等地下水相对较富集。二、爆破方案设计㈠、设计依据1、国家颁布的现行法律、法规、标准。2、铁道部颁布的隧道施工指南、工程质量检验评定标准、《爆破安全规程》（GB6722—2003）、安全规程、水保和环保行业标准等。3、地方法规及相关要求。4、施工图。㈡、钻爆设计隧道开挖掘进采用光面爆破，减少超挖，避免欠挖和减弱对围岩扰动，提高开挖质量，确保施工安全。钻爆施工工艺流程参见“图1：隧道钻爆施工工艺框图”。图-1：隧道钻爆施工工艺框图工程地质状况对光面爆破的效果影响极大，在施工过程中，认真研究工程地质情况，合理确定出爆破参数，并根据实际情况，不断合理优化。光爆药卷有水地段采用φ20光爆专用药卷。掏槽布置以斜眼掏槽为主。单位炸药消耗量的确定以满足较高的炮眼利用率和降低大块率，便于机械装碴为原则。起爆采用非电导爆管起爆，起爆的时差间隔50～75ms。1、光面爆破参数合格合格测量画线钻爆设计简易台车(台架)就位连接管线钻孔施工装药联线堵塞爆破记录孔位、孔深、孔径清孔检查不合格检查合格检查不合格不合格为控制超欠挖，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级围岩全部采用光面控制爆破技术。决定光面爆破效果的主要因素是周边眼的光爆参数，上场后试验确定光面爆破参数，光面爆破参数见“表-1：围岩光面爆破参数”。表-1：围岩光面爆破参数序号围岩级别抵抗线W(cm)孔距(cm)E/W线装药集中度kg/m堵塞长度cm1Ⅱ70550.860．32302Ⅲ60450.830.28303Ⅳ60400.750.25302、爆破器材钻爆施工的爆破器材选用，见“表-2：爆破器材选择表”。表-2：爆破器材选择表序号爆破器材名称规格备注12号岩硝铵φ20×200mm无水地段22号岩硝铵φ32×200mm无水地段3RJ-2乳胶炸药φ20×200mm有水地段4RJ-2乳胶炸药φ32×200mm有水地段5火雷管6#、8#工业雷管6非电毫秒雷管1—15段7导火索φ5.7～6.2mm8导爆索φ5.7～6.2mm3、装药结构与堵塞周边眼采用φ20小直径药卷间隔装药，采用导爆索装药结构，用竹片和导爆索连接，在炮孔底装半卷或1卷φ32药卷做加强药包。其它炮孔均采用φ32药卷，连续装药。装药后用黄泥对炮孔进行堵塞，炮眼堵塞长度不少于30cm，炮泥采用炮泥机生产。4、起爆方法起爆采用非电毫秒雷管起爆，周边眼采用导爆索装药结构时，采用导爆索起爆。5、起爆顺序掏槽眼→辅助眼→侧壁周边眼→拱部周边眼→底板眼。6、装药量装药量：光面爆破周边眼装药量要求严格控制，以求达到光爆效果。施工中可参照“隧道施工规范”中光爆装药集中度(q)参考值进行对比选取。7、钻孔设备及钻孔方法钻孔采用自制专用钻孔台车、人工钻孔方式。8、炮眼布置原则掏槽眼：隧道爆破采用中空斜眼掏槽形式，为保证掏槽钻眼精度，掏槽位置选择在隧道中线偏下的位置。掏槽眼采用楔形。周边眼：根据光面爆破选定的周边眼间距，严格控制外插角以减少超挖。内圈眼：内圈眼所在位置在周边眼抵抗线的边缘，内圈眼的孔距稍大于周边眼抵抗线(w)。扩大眼：掘进炮眼，其炮孔间距，视岩石坚硬程度、装运手段、岩石破碎程度的要求等因素而定，一般取0.65～1.2m，岩石坚硬取小值，反之取大值。底板眼：底板眼沿开挖轮廓线布置，并适当增加药量起翻碴作用，使爆落的岩碴翻松，便于装载设备装碴。9、本隧道各级围岩炮眼布置及装药参数⑴、Ⅱ级围岩炮眼布置示意图见“图-3：Ⅱ级围岩全断面开挖炮眼布置图”；装药参数见“表-3：Ⅱ级围岩全断面爆破装药参数表”。图-3：Ⅱ级围岩全断面开挖炮眼布置图表-3：Ⅱ级围岩全断面爆破装药参数表⑵、Ⅲ级围岩台阶法炮眼具体布置形式见“图-4：Ⅲ级围岩台阶法炮眼布置”；装药参数见“表-4-1：Ⅲ级围岩上半断面装药参数表”、“表-4-2：Ⅲ级围岩下半断面装药参数表”。图-4：Ⅲ级围岩台阶法炮眼布置表-4-1：Ⅲ级围岩上半断面装药参数表炮眼类型炮眼数量炮眼深度（m）炮眼角度装药量段药量（kg）药卷种类炸药单耗水平垂直卷/每眼Kg/每个眼掏槽眼1组63.262152.2513.5Φ321.26kg/m32组83.262152.2518Φ32辅1组1239090142.125.2Φ321234567891012345673118助眼2组1239090142.125.2Φ323组1539090142.131.5Φ324组2039090142.142Φ325组2339090142.148.3Φ32内圈眼3039090121.854Φ32底板眼1639097142.133.6Φ32周边眼433外插3度90.6327Φ32、Φ25合计185318.3表-4-2：下半断面装药参数表(续)炮眼类型炮眼数量炮眼深度（m）炮眼角度装药量段药量（kg）药卷种类炸药单耗水平垂直卷/每个眼Kg/每个眼周边眼183外插3度90.6311.34Φ25、Φ320.82kg/m3辅助眼1组1639090111.6526.4Φ322组1639090111.6526.4Φ323组1339090111.6521.45Φ324组1239090111.6519.8Φ325组1139090111.6518.15Φ32内圈眼2939090121.852.2Φ32底板眼4339097131.9583.85合计158259.6⑶、Ⅳ级围岩三台阶临时仰拱法炮眼具体布置形式见“图-5：Ⅳ级围岩三台阶仰拱法炮眼布置图”,装药参数见“表-5-1：Ⅳ级围岩上部断面装药参数表”、“表-5-2：Ⅳ级围岩中部断面装药参数表”、“表-5-3：Ⅳ级围岩下部断面装药参数表”。图-5：Ⅳ级围岩三台阶仰拱法炮眼布置图表-5-1：Ⅳ级围岩上部断面装药参数表炮眼类型炮眼数量炮眼深度（m）炮眼角度装药量段药量（kg）药卷种类装填系数炸药单耗水平垂直卷/每个眼Kg/每个眼掏槽眼1组63.26250.8355.01Φ320.791.0kg/m32组83.26250.8356.68Φ320.79辅助眼1组173909030.5018.52Φ320.52组93909030.5014.51Φ320.53组123909030.5016.012Φ320.54组133909030.5016.513Φ320.55组173909030.5018.52Φ320.5底板眼203909750.83516.7Φ320.79121233345678912345673456789周边眼353外插3度20.1344.69Φ200.134间隔装药合计13767.155表-5-2：Ⅳ级围岩中部断面装药参数表炮眼类型炮眼数量炮眼深度（m）炮眼角度装药量段药量（kg）药卷种类装填系数炸药单耗水平垂直卷/每个眼Kg/每个眼周边眼203外插3度1.50.091.8Φ200.33间隔装药1.01kg/m3辅助眼1组17390902.750.467.82Φ320.4752组19390902.750.468.74Φ320.4753组19390902.750.468.74Φ320.4754组21390902.750.469.66Φ320.4755组21390902.750.469.66Φ320.475底版眼21390974.50.7515.75Φ320.69合计13862.17表-5-3：Ⅳ级围岩下部断面装药参数表炮眼类型炮眼数量炮眼深度（m）炮眼角度装药量段药量（kg）药卷种类装填系数炸药单耗水平垂直卷/每个眼Kg/每个眼掏槽眼1组63.26250.8355.01Φ320.791.26kg/m32组83.26250.8356.68Φ320.79辅助眼1组20390902.750.469.2Φ320.4752组19390902.750.468.74Φ320.4753组18390902.750.468.28Φ320.4754组19390902.750.468.74Φ320.4755组18390902.750.468.28Φ320.475底板眼32390974.50.7524Φ320.69周边眼143外插3度1.50.091.26Φ200.33间隔装药合计15480.19Ⅴ级围岩采用人工配合机械开挖。㈢、施工工艺1、光面爆破质量标准周边轮廓基本符合设计要求，岩石壁面平整。爆破后岩面保留有半眼孔痕，半眼率符合规范要求。爆破后，在保留的半壁面上无粉碎和明显新生裂隙，对围岩破坏轻微。危石、浮石较少。2、爆破试验对于不同的围岩地段，在开始施工前，根据初拟的钻爆设计进行钻爆试验，通过试验，一方面检验爆破设计是否合理，检验爆破振动对已支护段是否危害，二是对爆破效果进行检验，对达不到爆破效果的，对爆破参数进行优化，并将试验形成报告，作为正式钻爆的开挖依据，同时检验机械配备、劳力、组织循环作业安排是否合理，对施组进行优化。3、钻孔作业采用简易台车作业前，根据钻爆设计划定台车作业区域、钻孔的顺序，规定作业时间和周边眼、底眼、掏槽眼开孔偏角及插入角，使钻孔不发生相互干扰而有序进行。钻孔时严格按照操作规程作业，力求钻孔方向、位置满足设计要求，准确控制周边眼外插角。钻孔标准：准、平、直、齐。准：钻孔按设计布眼钻孔，当受节理、裂隙影响时稍稍移动孔位，但顶眼只能左右移动，帮眼只能上下移动，周边眼轮廓的放线误差控制在±1cm，眼口开眼误差：Ⅳ级围岩可从轮廓线偏内3cm，周边眼外插角的角度以0.03的斜度外插，方向与轮廓线法线方向一致。直：直线段上，炮眼先钻上方标准孔，插上炮杆，使边墙孔在同一条垂线上。平：周边炮眼要相互平行。齐：各炮眼底落在垂直隧道轴线的同一平面上，掏槽眼加深10～20cm，钻孔深度根据掌子面的起伏“凸”加，“凹”减。4、装药作业清孔:装药前用高压风清孔，吹干净孔内积水及碴粒。装药:装药前核对雷管段数，使之与设计相符，同时按钻爆设计的装药结构及药卷规格药量装药。装药时，药装到孔底，起爆药包用炮棍缓慢送入，防止拉雷管或破损导爆管。装药检查:装药时，将雷管段数标于孔外导爆管上，由检查人员对雷管段数进行复核，确保准确无误，同时核对药卷规格及装药长度，使每孔装药符合设计要求，检查后做好记录。堵塞：所有炮眼装药后，用炮泥进行堵塞，其长度为30cm。炮泥用机械加工，用炮棍顶进，堵塞做到封孔严密。5、爆破作业连结网络：在所有非必须的机具、设备撤离爆破面之后，开始连结网路。连结时尽可能靠近眼孔，孔外网路尽量短，连结整齐，便于直观检查网路。连结系统尽量短，但不拉细、打结，避免导爆管、连结块受损坏等。网路连结好后，认真检查连结是否正确，保证每个眼孔的起爆药卷都包括进去，每个簇联或连结块内都有引爆雷管。爆破完成后检查人员带防毒器材进入检查。发现瞎炮时，先查明原因，因孔外导爆管损坏引起的瞎炮，切去损坏部分，重新连接导爆管，再行起爆。此时，接头尽量靠近孔眼位置。因孔内导爆管损坏或是导爆管本身问题引起的瞎炮处理办法按照国家标准《爆破安全规定》中有关规定进行。6、钻爆效果检验每次爆破通风排烟后，值班技术和质检员即进入对钻爆效果进行检查记录。检查记录光爆效果，炮孔利用率，平均掘进长度，碴体的破碎程度，抛掷距离，围岩的损坏程度等，作为不断优化钻爆设计的依据。7、控制超欠挖措施根据不同地段情况，选择合理的钻爆参数：采用一炮一分析制度，每次钻爆循环后，根据爆破震动速度，炮痕保存率、装药量、残眼深度及数量、抛碴距离、堆碴高度、岩碴块度等多方面