东兴隧道钻爆设计方案.doc

吉图珲铁路客运专线JHS-V标三工区 钻爆施工方案新建吉图珲铁路客运专线东兴隧道GDK277+935GDK279+355段钻爆施工方案编 制： 审 核： 批 准： 中铁二十二局集团吉图珲铁路客运专线JHS-V标三工区二0一一年九月十日隧道工程钻爆设计方案1、 工程概况东兴隧道(中心里程:GDK278+645)起讫里程GDK277+935GDK279+355。长度1420米,最大埋深约47m。1、地形地貌 隧址区处于丘陵区，地形舒缓，地表植被发育，自然坡度较缓。2、工程气象隧址区处严寒地区，年平均气温为6.0，极端最高气温为37.7，极端最低气温为-29.2，最冷月平均值为-16.5，年平均降水量为528mm,年最大降水量为852mm，土壤最大冻结深度为1.68m。3、水文特征GDK283+903附近沟中为一条小溪，常年有水，水量不大。地下水主要为基岩裂隙水，赋存于基岩裂隙中，受大气降水的渗入补给，地下水位随季节变化。根据定测阶段水质分析成果，地下水不具侵蚀性。二、光面爆破理论隧道光面爆破采取微振动控制爆破技术。为控制超挖，周边采用光面爆破方法。隧道光面爆破要求周边眼爆破既能将岩石爆落下来，又能形成规整的轮廓，尽可能保留半孔痕迹，减小爆破对围岩的扰动，减少超挖量。装药集中度(q)、最小抵抗线(W)直接影响周边岩石的爆落效果；“规整轮廓”主要与炮眼间距(E)、炮眼密集系数(m=E/W)和最小抵抗线有关(W)；半孔率主要与不耦合系数(D=d炮眼/d炸药)有关。因此，影响隧道光面爆破效果的主要参数应是：炮眼间距(E)、炮眼密集系数(m)、装药集中度(q)、最小抵抗线(W)、不耦合系数(D)。而它们之间又是相互联系的，只有这些参数整体上处在某一正确的范围内，才能达到理想的光爆效果。影响光面爆破效果的因素有很多，主要有围岩地质条件、炸药特性、断面形状和大小、钻孔质量等。其中岩地质条件和钻孔质量是最主要的影响因素。实践表明，通常的光面爆破参数取值范围如下：炮眼间距E=(815)d、炮眼密集系数m=0.71.0、最小抵抗线W=(1020)d或者W=E/m、不耦合系数D=1.52.0、装药集中度q=(0.040.4)kg/m。具体计算设计方法有：工程类比法、半经验半公式法、理论计算法。三、钻爆设计各级围岩开挖施工方法见表1。表1 隧道开挖施工方法一览表 作业地段开挖施工方法级围岩洞口浅埋、偏压段CRD法交叉中壁法人工配合机械开挖为主明洞段明挖法机械开挖隧道施工采用钻爆法开挖时，应采用光面爆破或预裂爆破。拱部宜采用光面爆破，墙部宜采用预裂爆破，底板应预留光爆层进行光面爆破。爆破前应根据地质条件、断面尺寸、开挖方法、循环进尺、钻眼机具和爆破材料等进行钻爆设计，施工中应根据爆破效果及时调整爆破参数，以达到最佳爆破效果。钻爆设计的内容包括炮眼（掏槽眼、辅助眼、周边眼）的布置、深度、斜率和数目；爆破器材、装药量和装药结构；起爆方法和爆破顺序；钻眼机具和钻眼要求等。3、级围岩段钻爆设计级围岩采用交叉中隔壁法（CRD法）开挖时，按12小时一循环考虑，每循环进尺0.5米，日进尺1.0米。围岩钻爆设计详见图1CRD法开挖围岩钻爆设计图。实际施工中不断优化爆破参数，以取得最佳的爆破效果。图1 级围周边眼装药结构示意图 图2 CRD法开挖围岩钻爆设计图4、定位钻眼人工钻眼开始前，测量人员用红油漆准确绘出开挖面的中线和轮廓线，标出炮眼位置，其误差不超过5cm。钻孔时，钻杆与隧道轴线保持平行。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高，开眼误差要控制在3cm和5cm以内。人工钻眼，利用自制凿岩台架、YT-28风动凿岩机施工，钻工首先熟悉炮眼布置图，熟练地操纵凿岩机械，特别是钻周边眼，有专人指挥，以确保周边眼有准确的外插角。同时，根据眼口位置及掌子面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。钻眼作业应符合下列要求：炮眼的深度和斜率应符合钻爆设计。掏槽眼眼口间距误差不大于3cm、眼底间距误差不得大于5cm；辅助眼眼口排距、行距误差均不得大于5cm；周边眼眼口位置误差不得大于3cm，眼底不得超出开挖断面轮廓线35cm/m（深眼取大值，浅眼取小值）。当采用凿岩机钻眼时，掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm；眼底不得超出开挖断面轮廓线15cm。当开挖面凹凸较大时，应按实际情况调整炮眼深度，使周边眼和辅助眼眼底在同一垂直面上。钻眼完毕，按炮眼布置图进行检查并做好记录，对不符合要求的炮眼应重钻，经检查合格后方可装药。采用凿岩机凿孔，当凿孔高度超过2.0m，都应配备与开挖断面相适应的作业台架进行凿孔；钻孔作业应定人定岗，尤其是左右侧周边眼司钻工不宜变动。5、装药起爆装药前，用由木制的炮钩和小于炮眼直径的高压风管输入高压风将炮眼石屑刮出和吹净。装药方式采用正向连续装药。装药前，首先认真检查电雷管的外观质量与批次，外观质量不合格的电雷管严禁使用，同排炮所使用的电雷管必须是统一批次的。其次用专用雷管电阻仪（严禁使用非专用电阻仪）检测电雷管的电阻，发现电雷管电阻异常后，及时剔除掉。装药分片分组并按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管“对号入座”。炮眼以炮泥堵塞，堵塞长度不小于40cm。所有炮眼的剩余部分采用水炮泥和黏土炮泥封堵，必须填满，以减少爆破中的明火出现。起爆网路为串联网路，以保证爆破没有丢爆现象。联结时注意：所有雷管线的接头用绝缘胶布包好，严禁接地，母线采用专用母线，严禁采用任何其它导体代替。网路联好后，专人检测起爆网络的电阻，与理论值较差控制在1以内，方可起爆，如发现电阻异常，必须重新检查起爆网络的连接。安全注意事项：起爆器必须有专人看管，严禁乱丢乱放；起爆器的看管人员携带起爆器在掌子面人员未全部撤离之前，不准离开掌子面；母线的敷设距离高压线的距离不小于5米；在连接起爆网络之前，雷管的脚线与母线必须短路；爆破现场应有专人统一指挥；起爆地点必须在洞外右侧10米处，不准起爆人员面向洞口。6、瞎炮的处理当遇到瞎炮后，及时查明瞎炮的原因。可采用如下处理措施：用高压风将炮泥吹出，拉出电雷管，然后吹出炸药。视具体情况，采用重新打眼或原眼爆破。7、超欠挖爆破后的围岩面保证圆顺平整无欠挖,隧道允许超挖值见表5.2-10。 表2 隧道允许超挖值（cm）围岩级别开挖部位、拱部线形超挖101510最大超挖202515边墙线形超挖101010仰拱、隧底线形超挖10最大超挖25注：1、本表适用于炮眼深度不大于3.0m的隧道。炮眼深度大于3.0m时，可根据实际情况另行规定。2、。3、最大超挖值是指最大超挖处至设计开挖轮廓切线的垂直距离。4、表列数值不包括测量贯通误差、施工误差。如采用预留支撑沉落量时，不应再计超挖值。5、测量方法采用隧道断面仪或全站仪配反光片进行。6、超过本表所列数值的部分按局部坍塌或塌落处理。隧道超欠挖的测定采用直接尺量的方法，用二次衬砌轮廓钢架做基准，当防水板铺设专用台车移动时，用直尺量取需测定点至轮廓刚架的最小距离，并考虑喷射混凝土的厚度，以确定超欠挖值。采用风钻打眼，炮眼深度在3m以内时，两茬炮衔接处的台阶不得大于15cm；采用台车打眼，接茬处的台阶高度应按机型而定，但不得大于25cm。隧道开挖不得欠挖，当围岩完整、石质坚硬时，允许岩石个别突出部分侵入衬砌（每1m2不大于0.1m2、高度不大于5cm）。拱脚和墙脚以上1m范围内严禁欠挖。隧道周边炮眼痕迹保存率是衡量开挖面平整度的一个指标，炮眼痕迹保存率应满足表12的规定：表3 各种围岩周边炮眼痕迹保存率围岩性质硬岩中硬岩炮眼痕迹保存率8060注：炮眼痕迹保存率（残留有痕迹的炮眼数/周边眼总数）100四、施工组织安排1、人员组织项目部设四部一室机构：即工程技术部、安质部、物资设备部，计划合同部及办公室。对施工作业队具体工作进行计划、协调，落实工程各方面工作开展。为使隧道钻爆工程能顺利完成，施工现场成立以项目副经理为组长的施工领导小组，组内成员分工如表13。表4 隧道钻爆人员分工序号岗位数量 (人)序号岗位数量（人）1组长16支护工202技术人员27炮工43安全员18机械工64质检员19司机55风钻工1010普工202、设备材料隧道爆破中使用的钻孔机具有风压或液压凿岩机及凿岩台车。爆破材料有炸药、起爆装爆材料等。隧道爆破中常使用的炸药是2#岩石硝铵炸药，在有瓦斯的隧道中则使用煤矿硝铵炸药，它们属于铵梯炸药。起爆传爆材料有导火索、火雷管、塑料导管与非电雷管及导爆索等。五、质量保证措施确定隧道施工方案时，要综合考虑隧道的地质条件、钻孔设备、爆破器材、支护方法和技术水平等因素来决定。隧道开挖施工方案和爆破方法之间有着十分密切的关系。要保证隧道光面爆破施工的质量，应遵循以下原则：钻孔孔位依据测量定出的开挖轮廓线确定。周边孔在断面轮廓线上开孔，沿轮廓线等间隔布置炮眼，需要调整孔位时偏差不大于2cm，周边眼应向外侧偏斜35钻孔，周边眼外插角偏差不大于1，各炮孔孔底落在规定的平面上，凹凸不平整度小于10cm；与周边孔相邻一排辅助炮孔的孔口距离不小于40cm，打眼方向水平、平行于掘进方向。钻孔前必须严格按照钻爆设计标示出孔位和编号；如果孔位与上次的残孔重合，必须适当移位，绝对不准在残孔内钻孔。必须保证钻孔质量。钻进中要防止漏钻和多钻，控制好孔位、孔深和角度，是保证光面爆破效果的基础。炮孔钻完后要及时清孔并用木楔封堵，防止落入石块等杂物。炮孔经检查合格后，方可装药爆破。为减少装药时间，事先由炮工将药卷间隔串联在导爆索上，并用胶带绑扎在一根有一定强度的竹片上，装药时炮工将绑有药卷的竹片放入每个周边孔内，应使竹片紧靠围岩外侧，而药卷则紧靠开挖岩石的内侧，这样既有利于保护岩壁，又可以增强对开挖岩石的爆炸力。炮孔内放入药卷后，应将导爆索引出孔外，然后炮泥封堵炮孔。为使周边孔装药达到一定的不偶合系数，周边眼采用直径25mm的小药卷进行装药。为保证周边眼光面爆破效果，周边孔最后一段起爆。同时起爆的炮孔用导爆索串联在一起或用同段位的导爆管雷管簇联在一起，最后通过电雷管进行激发。 连线必须认真细致，仔细清点数量并复核，对联结块上的上下级导爆管必须捆扎牢固，严防产生漏爆拒爆现象。爆破后的残留炮孔痕迹在开挖轮廓线上是否均匀分布；半孔残痕率在完整岩石处保持在95%以上，较完整和完整性稍差的岩石处保持在80%以上，较破碎和破碎岩石处半孔率不小于50%。每次爆破以后，要先进行通风，通风15分钟后检查人员方可进入隧道做相应的检查工作；要及时察看围岩周边光面爆破效果，核对与爆破设计是否相符，如有变化要及时调整爆破参数，使其达到最佳效果。六、安全保证措施1、凿孔 机械凿岩时,宜采用湿式凿岩机或带有捕尘器的凿岩机。 风钻钻眼时，应先检查机身、螺栓、卡套、弹簧和支架是否正常完好；管子接头是否牢固，有无漏风；钻杆有无不直、带伤以及钻孔堵塞现象；湿式凿岩机的供水是否正常；干式凿岩机的捕尘设施是否良好。不合要求者应予修理或更换。 带支架的风钻钻眼时，必须将支架安置稳妥。风钻卡钻时应用板钳松动拔出，不可敲打，未关风前不得拆除钻杆。 在工作面内不得拆卸、修理风、电钻。 严禁在残眼中继续钻眼。 2、爆破 装药与钻孔不宜平行作业。 爆破器材加工房应设在洞口50m以外的安全地点。严禁在加工房以外的地点改制和加工爆破器材。长隧道施工必须在洞内加工爆破器材时，其加工硐室的设置应符合国家现行的爆破安全规程（GB6722-86）的有关规定。 爆破作业和爆破器材加工人员严禁穿着化纤衣物。 进行爆破时，所有人员应撤离现场，其安全距离为： 独头巷道不少于200m； 相邻的上下坑道内不少于100m； 相邻的平行坑道，横通道及横洞间不少于50m； 全断面开挖进行深孔爆破（孔深35m）时，不少于500m。 洞内每天放炮次数应有明确的规定，装药离放炮时间不得过久。 装药前应检查爆破工作面附近的支护是否牢固；炮眼内的泥浆，石粉应吹洗干净；刚打好的炮眼热度过高，不得立即装药。如果遇有照明不足，发现流砂、泥流未经妥善处理，或可能有大量溶洞涌水时，严禁装药爆破。 洞内爆破不得使用黑色火药。 火花起爆时严禁明火点炮，其导火索的长度应保证点完导火索后，人员能撤至安全地点，但不得短于1.2m。一个爆破工一次点燃的根数不宜超过5根。如一个点炮超过5根或多人点炮时，应先点燃计时导火索，计时导火索的长度不得超过该次被点导火索中最短导火索长度的1/3。当计时导火索燃烧完毕，无论导火索点完与否，所有爆破工必须撤离工作面。 为防止点炮时发生照明中断，爆破工应随身携带手电筒，严禁用明火照明。 采用电雷管爆破时，必须按国家现行的爆破安全规程（GB6722-86）的有关规定进行，并应加强洞内电源的管理，防止漏电引爆。装药时可用投光灯、矿灯照明。起爆主导线宜悬空架设，距各种导电体的间距必须大于1m。 爆破后必须经过15min通风排烟后，检查人员方可进入工作面，检查有无“盲炮”及可疑现象；有无残余炸药或雷管；顶板两帮有无松动石块；支护有无损坏与变形。在妥善处理并确认无误后，其他工作人员才可进入工作面。当发现“盲炮”时，必须由原爆破人员按规定处理。 装炮时应使用木质炮棍装药，严禁火种。无关人员与机具等均应撤至安全地点。 两工作面接近贯通时，两端应加强联系与统一指挥。岩石隧道两工作面距离接近15m（软岩为20m），一端装药放炮时，另一端人员应协调放炮时间。放炮前要加强联系和警戒，严防对方人员误入危险区。土质或岩石破碎隧道接的贯通时，应根据岩性适当加大预留贯通的安全距离，此时只准一端掘进，另一端人员和机具应撤离至安全地点。贯通后的导坑应设专人看管，严禁非施工作业人员通行。3、爆破器材运输 在隧道工程外部运输爆破器材时，应遵守中华人民共和国民用爆炸物品管理条例。 在任何情况下，雷管与炸药必须放置在带盖的容器内分别运送。人力运送时雷管与炸药不得由一人同时运送；汽车运输时，雷管与炸药必须分别装在二辆车内运送，其间距应相隔50m以上；有轨机动车运输时，雷管与炸药不宜在同一列车上运送，如必须用同一列车运送时，装雷管与炸药的车辆必须用三个空车厢隔开。 人力运送爆破器材时必须有专人护送，并应直接送到工地，不得在中途停留；一人一次运送的炸药数量不得超过20kg或原包装一箱。 汽车运送爆破器材时，汽车排气口应加装防火罩，运行中应显示红灯。器材必须由爆破工专人护送，其他人员严禁搭乘。爆破器材的装载高度不得超过车厢边缘，雷管或硝化甘油类炸药的装载不得超过二层。 有轨机动车运送爆破器材时其行驶速度不得超过2m/s，护送人员与装卸人员只准在尾车内乘座，其他人员严禁乘车。硝化甘油类炸药或雷管必须放在专用带盖的木质车厢内，车内应铺有胶皮或麻袋并只准堆放一层。 严禁用翻斗车、自卸汽车、拖车、拖拉机、机动三轮车、人力三轮车、自行