QC小组活动提高隧洞光面爆破施工质量

QC小组活动在提高高隧洞光面面爆破施工工质量中的的应用摘要：本文针对对对青荣城际际铁铁路东珠珠岩隧隧洞的具具体地地质特征,通过对对其其片岩岩的的光光面爆破破技术术进行分分析研研究，发现现其其残孔率率是制制约爆破破效果果的主要要原因因，作者者对其其进行研研究后后制定出一一整整套切实实有效效工程实实施方方案，取取得了了良好的的爆破破效果，可可为以后此此类地质质特征征的隧洞洞开挖挖提供技技术参参考。关键词：隧洞光面爆破破片岩一、前言光面爆破的破岩岩岩机理是是一个个十分复复杂的的问题，目目前前仍在探探索之之中。尽尽管在在理论上上还不不甚成熟熟，但但在定性性分析析方面已已有共共识。一一般认认为，炸炸药起起爆时爆爆炸气气体膨胀胀做功功所起的的主导导作用。光光面面爆破是是靠不不同位置置的炸炸药延时时不同同启爆，掏掏槽槽眼和辅辅助眼眼先于周周边眼眼启爆，掏掏槽槽眼有一一定外外插角，将将中中间部分分岩石石提前掏掏出，造造就临空空面，最最后周边眼眼同同时起爆爆，各各炮眼的的冲击击波向其其四周周作径向向传播播，相邻邻炮眼眼的冲击击相遇遇，则产产生应应力波的的叠加加，并产产生切切向拉力力，拉拉力的最最大值值发生在在相邻邻炮眼中中心连连线的中中点，当当岩体的的极限限抗拉强强度小小于此拉拉力时时，岩体体便被被拉裂，在在炮炮眼中心心连线线上形成成裂缝缝，随后后，爆爆炸气的的膨胀胀合裂缝缝进一一步扩展展，形形成平整整的爆爆裂面。本本文文针对东珠珠岩岩隧洞的具具体体地质特特征，并并结合工工程实实践，针针对中中厚层砂砂岩的的爆破技技术进进行研究究，分分析影响响爆破破的具体体因素素，并制制定出出一整套套切实实有效的的施工工工艺，大大大大提高的的爆破破效率，也也取取得了良良好的的爆破效效果，为为工程的的保质质保量奠奠定了了坚实的的基础础。二、工程概况况况东珠岩隧道位于于于山东省省烟台台市境内内东珠珠岩村北500m处。属侵侵蚀蚀丘陵地地貌，地地形起伏伏不大大，冲沟沟不发发育，基基岩大大部分裸裸露，山山中植被被茂盛盛。隧道道海拔拔高度一一般为为40-11000m，最大埋埋深深为65.66m。隧道进进口口里程为为右改改DK19988+3447；隧道出出口口里程为为改右右DK19999+0005,,全长658m。本隧道设计标准准准高，沉沉降控控制要求求严，施施工环境境复杂杂施工展展开困困难；隧隧道地地质差，Ⅳ、Ⅴ级围岩占占隧隧道累计计长度度的57.44%，且存在在断断层、浅浅埋、，施施施工中存存在坍坍塌、冒冒顶、掉掉块施工工风险险和工期期风险险。本隧道按新奥法法法设计与与施工工，暗挖挖隧道道采用复复合衬衬砌，暗暗挖段段全长6005米，其中Ⅲ级围岩280m，Ⅳ级围岩200m，Ⅴ级围岩12255m，其中V级围岩采采用用弧形导导坑预预留核心心土法法开挖，IV级围岩采采用用台阶法法，III级围岩采采用用全断面面法，永永久支护护的平平整度要要求较较高，因因此隧隧洞开挖挖质量量控制意意义重重大，对对成本本控制和和质量量控制至至关重重要。三、爆破技术设设设计3.1施工工艺艺艺及方法法3.1.1钻爆爆爆设计原原则爆破设计遵守以以以下原则则：炮炮孔布置置便于于提高机机械钻钻孔效率率；提提高炸药药能量量利用率率，以以降低炸炸药用用量；减减少对对围岩的的扰动动，采用用光面面爆破，控控制制好开挖挖轮廓廓，提高高钻爆爆效果；；在保保证安全全前提提下，尽尽可能能提高掘掘进速速度。3.1.2参数数数选择根据洞内围岩情情情况，拟拟选择择的爆破破技术术参数为为：炮眼深度：Ⅲ级级级围岩3.3m，Ⅳ级围岩1.8m，Ⅴ级围岩0.8m；炮孔直直径径：Φ40mm；炸药类类型型：普通通销氨氨炸药、乳乳化化炸药；；雷管管间隔：：非电电毫秒雷雷管间间隔大于30ms。3.1.3爆破破破方案设设计1）爆破器材选选选用开挖断面无渗水水水时采用Ф32普通岩石石销销氨炸药药，有有渗水断断面采采用Ф32乳化炸药药。采采用塑料料导爆爆管非毫毫秒雷雷管起爆,毫秒雷管管采采用15个段位的的等等差毫秒秒雷管管引爆。2）装药结构周边眼装药采用用用Ф25小直径光光爆爆药卷间间隔装装药，导导爆索索连接，导导爆爆索用竹竹片和和电工胶胶布与与炸药卷卷绑在在一起。其其它它眼采用用不耦耦合连续续装药药结构，所所有有炮孔均均堵塞塞不小于200mmm的炮泥。3）爆破方案根据围岩情况，选选择采用直眼眼掏槽或斜眼眼掏槽形式，掏掏槽孔单眼装装药系数为85％；其眼口口间距误差不不得大于5cm，眼底间距距误差不得大大于5cm。辅助眼均均匀布置在周周边眼与掏槽槽眼之间，单单眼装药系数数为75％；其行距距、排距误差差均不得大于于5cm。周边眼眼眼口间距误差差不得大于5cm，眼底不得得超出开挖断断面轮廓线3～5cm/m；其爆破参参数如下表：：表1光面爆破破参数数表岩石种类饱和单轴抗压极限强度Rb(((Mpa))装药不偶合系数数数D周边眼间距E(((cm)周边眼最小抵抗抗抗线V（cm）相对距离E/V周边眼装药集中度q(kggg/m))硬岩＞601.25～55～7070～850.8～0.30～0...35中硬＞30～601.50～45～6060～750.8～0.20～0...30软岩≤302.00～30～5040～600.5～0.07～0...15其起爆顺序为：：：掏槽眼掏槽眼掏槽眼掏槽眼掏槽眼掏槽眼掏槽眼掏槽眼①炸药用量 炸药总用药量按按按下式计计算：：Q=q×V（其其其中，V=S××L）式中：Q—总用用用药量；；q—单位用药量量；；V—开挖体积；；S—坑道断面面面积积；L—掘进深度，即即即进尺。②炮眼数目：根据经验公式，炮炮眼数目按下下式计算：N=qS/τγγγ式中：N—炮眼眼眼数目；；q—单位用药量量；；S—坑道断面面面积积；τ—炮眼装药系系数数；γ—每米药卷装装药药量；③炮眼深度：由围岩地质条件件件及计划划每班班进度决决定，炮炮眼深度度按下下式计算算：L=每班进度计计划划/炮眼利用用率率按经验数据，掏掏掏槽眼应应加深深20cm。3.1.4光光光爆质量量标准准1）主要检查断断断面尺寸是是否否符合设设计要要求。同同时对对开挖面面地质质与设计计进行行素描和和核对对。超挖挖值应应符合表2的规定；；表2：隧道允许许超超挖值（cm）围岩级别开挖部位Ⅲ-Ⅳ级围岩Ⅴ级围岩拱部线性超挖1510最大超挖2515边墙线性开挖10仰拱、隧底线性超挖10最大超挖25注：表所列参数数数适用于于炮眼眼深度不不大于于3.0mm,炮眼直径40-5500mm，药卷直直径20-2255mm。2）、开挖轮廓廓廓圆顺，开开挖挖面平整整；3）、爆破进尺尺尺达到设计计要要求，爆爆出的的石块块块度满满足装渣渣要求求,两次爆破破形形成的接接茬错错台，采采用凿凿岩机钻钻眼时时，不应应大于于15cm；4）、炮眼痕迹迹迹保存率：：硬硬岩≮80%，中硬岩≮60%，并在开开挖挖轮廓面面上均均匀分布布；5）、两次爆破破破的衔接台台阶阶尺寸不不大于于15cm；6）、根据岩层层层节理裂隙隙发发育、岩岩性软软硬情况况以及及爆破后后石渣渣的块度度和爆爆破实际际效果果，及时时修正正眼距、用用药药量，特特别是是周边眼眼的用用药量。为了减小对引水水水隧洞周周边围围岩的挠挠动，保保持隧洞洞围岩岩固有的的完整整性、稳稳定性性，有效效地维维持围岩岩的自自承能力力，确确保施工工安全全，隧洞洞开挖挖采用光光面爆爆破，非非电网网络起爆爆。光光面爆破破后隧隧洞岩壁壁成形形规则，岩岩面面较平整整，岩岩壁上能能保持持80%以上的炮炮孔孔痕迹，超超欠欠挖量能能有效效地控制制在15cm以内。在开挖爆破施工工工过程中中，还还应根据据工程程地质条条件的的变化，随随时时修正爆爆破参参数，以以取得得最佳的的爆破破效果。钻钻爆爆作业必必须严严格按设设计钻钻孔、装装药、连连线、起起爆。光光爆作业业见爆爆破流程程图1。光爆参数确定及设计激光定向标出中线断面轮廓线布孔炮眼位置钻孔装药起爆图1光面爆破流流程程图四、小组概况小组概况表表一一一小组名称中铁二十局集团团团第四工工程有有限公司司青荣荣城际铁铁路隧道QC小组成立时间2011年8月月月1日小组类型现场型注册时间2011年8月月月5日重新注册时间2013年7月月月01日活动时间2013年7月月月～2013年10月课题名称提高隧道光面爆爆爆破施工工质量量序号组员姓名性别年龄职称(务)学历接受TQC教育时间1组长史洪福男32工程师本科70h2副组长白江涛男39助理工程师大专70h3刘衍良男35工程师大专70h4赵名男32工程师大专70h5组员王学亮男26助工本科70h6武强男32工程师大专70h7索建波男27助理工程师大专70h8张亮男26助理工程师大专60h9屈海滨男27助理工程师本科60h10崔超男26工班长本科60h11杜兆燕女32试验员大专60h表一制表:王学亮时间:200112年7月01日五、课题选择在对东珠岩隧洞洞洞按照上上述的的工艺爆爆破后后，对其其残孔孔、平整整度、错错台和周周边孔孔数进行行仔细细检查后后发现现，光面面爆破破质量控控制中中，主要要出现现的问题题是经经过统计计爆破破后的“残孔率”，其残孔孔合合格率仅仅达到到了69%，不合格格处处主要体体现在在掏槽不不完全全、局部部超爆爆、局部部欠挖挖和周边边眼前前端挂口口等问问题。图2光面爆破破破质量问题题排排列柱状状图实际施工中发现现现，光面面爆破破效果不不理想想，出现现欠挖挖补炮处处理平平均需要要用时时2小时，出出现现超挖，需需用用同级混混凝土土回填，费费时时又费料料，初初期支护护平整整度也难难以保保证，为为了加加快施工工速度度，提高高施工工质量、获获得得更大的的经济济效益，提提高高光面爆爆破质质量是需需要解解决的主主要问问题。本本文也也将围绕绕此问问题进行行研究究。根据据现场场的施工工情况况调查分分析并并结合相相关施施工规范范要求求及以往往类似似工程类类似围围岩中的的施工工情况，残残孔孔率合格格率能能达到95%可满足后后续续施工要要求。六、课题目标1.目标设定：：提提高光面爆爆爆破合格格率，保保证初期期支护护平整度度、加加快施工工速度度、提高高经济济效益2.目标可行性性分分析⑴经过现场试验验验和施工操操作作，我们们有一一整套值值得借借鉴和推推广的的光面爆爆破理理论和技技术参参数。⑵光面爆破合合格格率已经达达达到69%，通过加加强强施工过过程控控制和施施工管管理，光光面爆爆破合格格率完完全能达达到80%以上。⑶本隧道设计计为为片岩与实实实际相符符，片片岩整体体性良良好，裂裂隙走走向有规规律，有有利于根根据围围岩调整整爆破破参数，提提高高光面爆爆破质质量。⑷施工工人经验验验丰富，大大多多从事钻钻爆工工作10年以上，懂懂懂技术、肯肯学学习。=5\*GB2⑸小组成员知识识识结构合理理，既既有懂管管理、懂懂专业肯肯钻研研的技术术人员员，又有有操作作熟练、责责任任心强的的现场场操作人人员。七、原因分析针对上述存在的的的问题对对施工工开挖完完成洞洞段的开开挖质质量情况况进行行调查分分析，分分别从以以下12个方面尽尽心心分析：：1技术人员没有有有跟班作业业；；2技术交底不够够够；3操作培训不够够够；4施工经验不足足足，责任心心不不强；5炸药有拒爆现现现象；6雷管有拒爆现现现象；7导爆索未使用用用；8周边眼装药结结结构不规范范；；9周边眼眼距不不不规范；10周边眼角度度不不平直；11掏槽眼布置置形形式不合理理理；12地质条件复复杂杂。八、要因确认在综合论证后，发发现班组作业业人员责任心心不强，导爆爆索未使用，周周边眼装药结结构不规范，周周边眼角度不不垂直是残孔孔合格率不高高的主要原因因（见表1）。表1残孔孔合格率率要因因分析表表序号末端因数确认方法要因确认结论1技术人员没有跟跟跟班作业业现场验证在隧洞钻爆过程程程中，技技术人人员经常常进行行检查巡巡视。非要因2技术交底不够调查、分析所有分项工程开开开工前，对对施施工均进进行严严格的技技术交交底、学学习。非要因3操作培训不够调查、分析掘进作业人员在在在上岗前前，均均经过严严格培培训并考考试合合格。非要因4施工经验不足，责责任心不强调查、分析施工作业人员责责责任心不不强，在在凿岩、眼眼过过程中未未严格格按照要要求执执行。要因5炸药有拒爆现象象象现场验证爆破过程中，炸炸炸药极小小量拒拒爆现象象，但但对开挖挖质量量影响不不大。非要因6雷管有拒爆现象象象现场验证爆破过程中，炸炸炸药有极极少拒拒爆现象象，对对开挖质质量影影响不大大。非要因7导爆索未使用现场验证在爆破过程中，导爆索供应不及时，未使用导爆索。要因8周边眼装药结构构构不规范范现场验证施工过程中，作作作业人员员未严严格按照照设计计爆破结结构进进行装药药。要因9周边眼眼距不规规规范现场验证施工过程中，作作作业班组组人员员未严格格按照照技术交交底要要求进行行凿孔孔。非要因10周边眼角度不平平平直现场验证施工过程中，作作作业班组组人员员凿孔开开口与与终孔位位置不不平直。要因11掏槽眼布置形式式式不合理理现场验证围岩硬度较大时时时，掏槽槽眼布布置不合合理存存在掏槽槽不完完全要因12地质条件复杂调差、分析现场地质条件复复复杂多变变非要因九、制订对策针对上述残孔率率率合格率率不高高的5个主要原原因因进行制制定对对策，尽尽可能能避免人人为造造成原因因，制制定了一一些列列的实施施方案案。9.1针对施工工工作业人人员责责任心不不强对施工技术人员员员进行质质量意意识教育育，签签定质量量包保保责任状状，把把质量责责任落落实到个个人头头上，从从思想想上来提提高大大家的施施工质质量意识识，强强化质量量责任任；每周周组织织班组人人员学学习，加加强思思想教育育；定定人定位位操作作，每个个作业业人员固固定操操作位置置。9.2针对导爆爆爆索未使使用为大家讲解了施施施用与不不使用用导爆索索的利利弊，使使作业业人员懂懂得使使用导爆爆索的的好处；；在装装药过程程中，项项目部工工程部部技术人人员跟跟班作业业，检检查导爆爆索的的施用情情况，未未按照要要求使使用导爆爆索，不不允许爆爆破作作业。9.3周边眼装装装药结构构不规规范详细为施工作业业业人员讲讲解装装药结构构，使使所有作作业人人员指导导要怎怎么做，该该怎怎么做；；技术术人员跟跟班作作业，每每次钻钻孔完成成后，项项目部技技术人人员对每每个单单孔的装装药结结构进行行详细细的检查查，对对不合格格的坚坚决整改改，合合格后方方可进进行下道道工作作；定期期组织织班组人人员进进行学习习，特特别是因因围岩岩条件变变化，装装药结构构进行行改变时时，组组织全员员进行行学习。9.4周边眼角角角度不垂垂直详细的为技术人人人员和班班组作作业人员员讲解解了在开开挖过过程中周周边眼眼角度不不垂直直的带来来的严严重影响响后果果，并请请作业业班组有有经验验的老工工人详详细讲解解了该该如何控控制周周边眼角角度的的方法；；考虑虑到作业业班组组操作人人员在在现场施施工时时的责任任心问问题，安安排值值班队长长及技技术过硬硬的师师傅专门门负责责现场监监督检检查、指指