隧道开挖钻爆设计方案及安全操作注意事项

中铁二局贵广铁路指挥部二项目部油竹山隧道开挖钻爆设计PAGEPAGE18新建贵广铁路GGGGTJJ-11标二项目目部部油竹山隧道开挖挖挖钻爆设计编制：李松复核：张勇审核：杨家松中铁二局贵广铁铁铁路工程程指挥挥部二项项目部部2011年1111月10日目录HYPERLINK\l"_Toc310093387"1、编制说明222HYPERLINK\l"_Toc310093388"2、工程概况222HYPERLINK\l"_Toc310093389"3、设计原则444HYPERLINK\l"_Toc310093390"4、爆破器材选选选用4HYPERLINK\l"_Toc310093391"5、钻爆计算444HYPERLINK\l"_Toc310093392"6、起爆网络设设设计5HYPERLINK\l"_Toc310093393"7、钻爆设计666HYPERLINK\l"_Toc310093394"7.1Ⅴ级围围围岩6HYPERLINK\l"_Toc310093395"7.1.1ⅤⅤⅤ级围岩眼眼孔孔布设6HYPERLINK\l"_Toc310093396"7.1.2ⅤⅤⅤ级围岩光光面面爆破参参数66HYPERLINK\l"_Toc310093397"7.1.3ⅤⅤⅤ级围岩爆爆破破用药量量7HYPERLINK\l"_Toc310093398"7.2Ⅳ级围围围岩7HYPERLINK\l"_Toc310093399"7.2.1ⅣⅣⅣ级围岩眼眼孔孔布设8HYPERLINK\l"_Toc310093400"7.2.2ⅣⅣⅣ级围岩光光面面爆破参参数88HYPERLINK\l"_Toc310093401"7.2.3ⅣⅣⅣ级围岩爆爆破破用药量量8HYPERLINK\l"_Toc310093402"7.3Ⅲ级围围围岩9HYPERLINK\l"_Toc310093403"7.3.1ⅢⅢⅢ级围岩眼眼孔孔布设9HYPERLINK\l"_Toc310093404"7.3.2ⅢⅢⅢ级围岩光光面面爆破参参数99HYPERLINK\l"_Toc310093405"7.3.3ⅢⅢⅢ级围岩爆爆破破用药量量100HYPERLINK\l"_Toc310093406"8、钻爆作业1110HYPERLINK\l"_Toc310093407"9、光面爆破技技技术措施1111HYPERLINK\l"_Toc310093408"10、爆破安全全全操作事事项111HYPERLINK\l"_Toc310093409"11、施工注意意意事项133油竹山隧道开挖挖挖钻爆设设计1、编制说明钻爆作业是隧道道道施工控控制周周期、保保证开开挖轮廓廓的关关键。为为了充充分发挥挥围岩岩的自承承载力力，减轻轻对围围岩的振振动破破坏，油油竹山山隧道采采用微微振控制制爆破破和光面面爆破破技术，Ⅲ级围岩采采用用台阶法法或全全断面法法开挖挖，Ⅳ、Ⅴ级围岩采采用用台阶法法开挖挖，并根根据围围岩情况况及时时修正爆爆破参参数，达达到最最佳爆破破效果果，形成成整齐齐圆顺的的开挖挖断面，减减少少超欠挖挖。2、工程概况油竹山隧道按旅旅旅客列车车设计计行车速速度250kkmm/h，预留提提速速条件，双双线线隧道设设计，内内轮廓采采用《时时速250公里客运运专专线（客客货共共线）铁铁路双双线隧道道复合合式衬砌砌》，洞洞内采用用双块块式无碴碴轨道道，无碴碴轨道道结构高高度51.55ccm，铺设60kgg//m重型钢轨轨。油竹山隧道起讫讫讫里程为为：D3K8800+7995～D3K9900+6991，全长9896米，进口口段段位于贵贵州省省贵定县县昌明明镇，出出口段段位于都都匀市市甘塘镇镇。隧隧区主山山体呈呈东西走走向，地地形起伏伏较大大，相对对高差差350～750米，山高高坡坡陡，峡峡谷深深切，隧隧道最最大埋深深约720m。隧道洞洞身Ⅴ级围岩长110m，Ⅳ级围岩长19811m，Ⅲ级围岩长78055m，其中油油竹竹山隧道道进口口计划施施工4600米（Ⅴ级围岩长110m，Ⅳ级围岩长10655m，Ⅲ级围岩长34255m），油竹竹山山隧道出出口计计划施工5296米（Ⅳ级围岩长916m，Ⅲ级围岩长43800m）；洞身身地地质以白白云岩岩和灰岩岩为主主，施工工中可可能遇岩岩溶、岩岩爆、突突水、突突泥和大大型暗暗河，隧隧道平平常涌水水量为为5420000m3//d,,雨季涌水水量量为13600000m33/dd，设计说说明明若考虑虑暗河河，则涌涌水量量无法预预计，相相邻黔桂桂线银银洞坡隧隧道中中部施工工开挖挖遇到的的暗河河实测最最大涌涌水量达达到37000000mm3//d推算，本本隧隧道施工工中有有可能遇遇大型型暗河涌涌水量量预估为40000000m33/dd以上。本本隧隧道为Ⅰ级高风险险隧隧道。油竹山隧道围岩岩岩类型统统计表表序号分段里程长度衬砌类型开挖方式注意事项起始里程终止里程1D3K80+77795D3K80+8881015斜切明挖2D3K80+88810D3K80+888155斜切延伸明挖3D3K80+88815D3K80+8885035Ⅴ级Ⅰ型加强复复合台阶法4D3K80+88850D3K80+8888030Ⅳ级Ⅰ加强型复复合台阶法5D3K80+88880D3K80+9994060Ⅳ级B型复合台阶法6D3K80+99940D3K80+9997030Ⅳ级Ⅰ加强型复复合台阶法7D3K80+99970D3K81+0002252Ⅳ级A型复合台阶法8D3K81+00022D3K81+1112098Ⅳ级B型复合台阶法9D3K81+11120D3K81+22295175Ⅳ级A型复合台阶法10D3K81+22295D3K81+3335055Ⅳ级B型复合台阶法11D3K81+33350D3K81+55520170Ⅲ级加强复合台阶法/全断面面面法12D3K81+55520D3K81+99990470Ⅲ级有仰拱复合合合台阶法/全断面面面法13D3K81+99990D3K82+0008595Ⅳ级Ⅰ加强型复复合台阶法14D3K82+00085D3K83+777001615Ⅲ级有仰拱复合合合台阶法/全断面面面法15D3K83+77700D3K83+88820120Ⅳ级A型复合台阶法16D3K83+88820D3K84+22270450Ⅲ级有仰拱复合合合台阶法/全断面面面法17D3K84+22270D3K84+44400130Ⅳ级A型复合台阶法18D3K84+44400D3K85+00000600Ⅲ级有仰拱复合合合台阶法/全断面面面法19D3K85+00000D3K85+0007070Ⅳ级A型复合台阶法20D3K85+00070D3K85+11170100Ⅲ级有仰拱复合合合台阶法/全断面面面法21D3K85+11170D3K85+2223060Ⅳ级A型复合台阶法22D3K85+22230D3K85+2228555Ⅴ级复合台阶法23D3K85+22285D3K86+00000715Ⅳ级A型复合台阶法24D3K86+00000D3K87+444201420Ⅲ级有仰拱复合合合台阶法/全断面面面法25D3K87+44420D3K87+55540120Ⅳ级A型复合台阶法26D3K87+55540D3K87+88830290Ⅲ级有仰拱复合合合台阶法/全断面面面法27D3K87+88830D3K87+8886030Ⅲ级加强复合台阶法/全断面面面法28D3K87+88860D3K87+9991050Ⅳ级A型复合台阶法29D3K87+99910D3K88+33350440Ⅲ级有仰拱复合合合台阶法/全断面面面法30D3K88+33350D3K88+4443080Ⅳ级A型复合台阶法31D3K88+44430D3K90+666302200Ⅲ级有仰拱复合合合台阶法/全断面面面法32D3K90+66630D3K90+6665020Ⅳ级A型复合台阶法33D3K90+66650D3K90+6667121Ⅳ级Ⅰ型加强复复合台阶法34D3K90+66671D3K90+6668615Ⅳ级Ⅱ型加强复复合台阶法35D3K90+66686D3K90+666915单压式明洞明挖3、设计原则1、炮孔布置要要要适合人工工钻钻孔。2、提高炸药能能能量利用率率，以以减少炸炸药用用量；3、减减减少对围围岩的的破坏，考考虑虑开挖线线内的的预留量量，爆爆破后，机机械械凿出至至开挖挖轮廓线线。4、控控控制好爆爆破顺顺序，提提高爆爆破效率率；5、在在在保证安安全的的前提下下，尽尽可能提提高掘掘进速度度，缩缩短工期期。4、爆破器材选选选用采用塑料导爆管管管、毫秒秒雷管管起爆系系统，毫毫秒雷管管采用用15段别毫秒秒雷雷管，引引爆采采用电雷雷管。炸炸药采用用乳化化炸药，选选用用φ25、φ32，其中φ25为周边眼眼使使用的光光爆药药卷，φ32为掏槽眼眼使使用药卷卷，φ32为掘进眼眼使使用药卷卷。爆破参数为减轻轻轻爆破时时对围围岩的扰扰动，周周边眼采采用φ25小直径光光爆爆药卷，并并采采用导爆爆索串串装药结结构，孔孔口堵塞塞长度度20～30cm。钻爆作作业业时，根根据现现场实际际条件件及时修修正爆爆破参数数，以以期达到到最佳佳爆破效效果。5、钻爆计算①孔径d==400mm②炮眼布置工程类比发选定定定：a可根据工工程程爆破条条件查查表，确确定炮炮眼数目目。b按经验公式计计计算：N=K*S*LLL-Qgg/nn*r**L（个）式中NN全断面炮炮眼眼数（不不包括括光面爆爆破的的）个K单位岩石石体体积耗药t，可查表表，也也可计算算（kg/mms）S开挖断面面积积（m2）n各类炮眼眼装装药系数数（取取平均值值），可可查表r炸药的线线装装药密度度（kg/m），根据据实实际使用用的炸炸药获得得L炮眼深度度（m）Qgg周边光爆爆药药量（kg）③Qm=R3***（Vkp/K）3/α式中QQmm最大一段段允允许装药药量（kg）Vkpp振速安全全控控制标准准（cm/s）R爆源中心心到到振速控控制点点的距离离（m）K与爆破技技术术、地震震波传传播途径径介质质的性质质有关关的系数数，一一般为30～200α爆爆爆破振动衰衰减减指数，一一般般取1.5④总药量Q=k*S*LLL式中QQ一次爆破破装装药量（kg）S开挖断面面面面积（m2）L炮眼深度度（m）K软岩隧道道爆爆破单耗耗（Kg/mm3），可查查表表⑤单孔装药量qqq周边眼、掏槽眼眼眼按规定定选取取药量，其其它它炮眼按按下列列公式计计算。其它眼：q=kkk·a·w·L·λ式中q单眼装药药量量（kg）k爆破炸药药单单耗（kg/mm33）a炮眼眼眼间距（m）w炮眼爆破破方方向抵抗抗线（m）L炮眼深度度（m）λ炮眼眼眼所在部位位系系数，一一般取取0.8～2.0选择爆破参数采采采用公式式法与与工程类类比法法结合考考虑，具具体数据据参见见钻爆设设计图图与装药药参数数表，各各参数数在实际际施工工中根据据实际际围岩情情况及及爆破效效果进进行调整整优化化。6、起爆网络设设设计爆破振动与同段段段起爆的的炸药药量密切切相关关，采用用非电电毫秒雷雷管微微差起爆爆技术术，不但但控制制单段雷雷管的的起爆药药量，又又能有效效地控控制每段段雷管管间的起起爆时时间，使使爆破破振动波波不叠叠加。这这样既既能保证证岩石石破碎达达到理理想爆破破效果果，又能能消除除爆破振振动的的有害效效应。隧隧道采用用多段段位非电电毫秒秒雷管进进行内内微差网网路设设计，孔孔外使使用瞬发发或ms1段分组后后采采取“一把抓”进行网路路联联接。为为降低低爆破振振动对对围岩的的扰动动、对喷喷砼与与二衬质质量的的影响，将将严严格控制制同段段起爆的的最大大装药量量，尤尤其是ms10以段及以以下下的低段段别雷雷管起爆爆的同同段装药药量，从从而最大大限度度降低爆爆破振振动。7、钻爆设计Ⅲ级围岩根据现现现场情况台台阶阶开挖或或全段段面爆破破采用用斜眼掏掏槽，Ⅳ、Ⅴ级围岩台台阶阶法开挖挖采用用斜眼楔楔型掏掏槽。周周边眼眼应沿隧隧道开开挖轮廓廓线布布置。辅辅助炮炮眼应交交错均均匀布置置在周周边眼与与掏槽槽眼之间间。周周边炮眼眼与辅辅助炮眼眼的眼眼底在同同一垂垂直面上上，掏掏槽炮眼眼加深深10～20cm。7.1Ⅴ级围围围岩油竹山隧道进口口口进洞有55米Ⅴ级围岩，其其其中20米采用明明挖挖施工，该该段段覆土较较薄，基基岩出露露，仰仰坡顺层层，基基岩以砂砂岩、页页岩夹泥泥质灰灰岩为主主，薄薄至中厚厚层状状，岩质质较软软，岩层层倾角角较平缓缓。D3K8855+2330～D3K8855+2885段Ⅴ级围岩，长长长度55米，为节节理理密集带带，岩岩体较破破碎，溶溶蚀发育育，基基岩主要要为中中厚层状状白云云岩夹灰灰岩。7.1.1ⅤⅤⅤ级围岩眼眼孔孔布设7.1.2ⅤⅤⅤ级围岩光光面面爆破参参数隧道爆破应采用用用光面爆爆破，光光面爆破破参数数可根据据现场场实际开开挖效效果和围围岩情情况，在在参数数范围内内做适适当调整整。光光面爆破破参数数如下：：岩石类别周边眼间距E(((cm)周边眼抵抗线WWW(cmm)相对距离E/WWW极硬岩50～6055～750.8～0.8885硬岩40～5550～600.8～0.8885软质岩30～4545～600.75～0...87.1.3ⅤⅤⅤ级围岩爆爆破破用药量量开挖部位孔深（m）炮孔类型段位炮孔数每孔装药量(kkkg)装药量小计(kkkg)备注上台阶1.5～1.000掏槽眼1121.214.4310110580.86.4780.86.4980.64.81160.63.6辅助眼5111750.84990.65.411110.66.613190.47.6周边眼15240.614.4480.419.2合计169103.8下台阶121.22.43141145240.819.27240.819.29260.615.6合计9070.47.2Ⅳ级围围围岩全隧Ⅳ级围岩长长19981米，基岩岩主主要为中中厚层层状白云云岩夹夹灰岩，浅浅灰灰色、灰灰色，隐隐晶至细细晶结结构，岩岩质坚坚硬、岩岩性较较脆，岩岩体总总体完整整，局局部偶夹夹泥质质白云岩岩及页页岩，岩岩层产产状较平平缓。7.2.1ⅣⅣⅣ级围岩眼眼孔孔布设7.2.2ⅣⅣⅣ级围岩光光面面爆破参参数隧道爆破应采用用用光面爆爆破，光光面爆破破参数数可根据据现场场实际开开挖效效果和围围岩情情况，在在参数数范围内内做适适当调整整。光光面爆破破参数数如下：：岩石类别周边眼间距E(((cm)周边眼抵抗线WWW(cmm)相对距离E/WWW极硬岩50～6055～750.8～0.8885硬岩40～5550～600.8～0.8885软质岩30～4545～600.75～0...87.2.3ⅣⅣⅣ级围岩爆爆破破用药量量开挖部位孔深（m）炮孔类型段位炮孔数每孔装药量(kkkg)装药量小计(kkkg)备注上台阶2.0～2.555掏槽眼1122.024.03121.821.65121.821.67151.624.0辅助眼9161.625.61191.412.613201.224.0周边眼15371.037.0181.221.6合计151212.0下台阶142.08.03111.819.85151.624.07141.419.69211.225.2合计6596.67.3Ⅲ级围围围岩全隧Ⅲ级围岩长长78805米，占全全隧隧比例的78.99%，基岩主主要要为白云云岩、夹夹灰岩，中中厚厚层状至至厚层层状，浅浅灰色色、灰色色，隐隐晶至细细晶结结构，岩岩质较较坚硬、岩岩性性较脆，岩岩体体总体完完整，局局部偶夹夹泥质质白云岩岩及页页岩，岩岩层产产状较平平缓。7.3.1Ⅲ级级级围岩眼眼孔布布设7.3.2ⅢⅢⅢ级围岩光光面面爆破参参数隧道爆破应采用用用光面爆爆破，光光面爆破破参数数可根据据现场场实际情情况做做适当调调整。光光面爆破破参数数如下：：项目目目爆破参数数周边眼间距E(((cm)60周边眼抵抗线WWW(cmm)75相对距E/W0.8装药集中度(kkkg/mm)0.25堵塞长度(cmmm)40装药结构（周边边边眼）间隔装药起爆方式非电起爆7.3.3ⅢⅢⅢ级围岩爆爆破破用药量量Ⅲ级分部开挖上上上导起爆炮眼炮眼孔深(m)装药（kg）顺序名称个数装药系数单孔药量装药量中空眼13.21掏槽眼43.20.882.464102扩槽眼493辅助眼5030.751.95984底板眼2030.30.78164周边眼3530.250.6523合计113155Ⅲ级分部开挖下下下导及仰拱拱起爆炮眼炮眼孔深(m)装药（kg）顺序名称个数装药系数单孔药量装药量1辅助眼6030.882.2881372周边眼3530.250.6523合计951608、钻爆作业采用人工手持YYYT-228式风动凿凿岩岩机钻孔孔，人人工装药药起爆爆。钻爆爆作业业按照爆爆破设设计进行行钻眼眼、装药药、接接线和引引爆。如如围岩出出现变变化需要要变更更爆破设设计时时，由主主管工工程师确确定。炮炮孔的装装药、堵堵塞和引引爆线线路的连连接，均均由考核核合格格的爆炮炮工负负责。(1)测量测量是控制开挖挖挖轮廓精精确度度的关键键。采采用徕卡402全站仪进进行行断面和和炮孔孔划线。每每循循环都由由测量量技术人人员在在掌子面面标出出开挖轮轮廓和和炮孔位位置。(2)定位开眼眼眼采用钻孔台车钻钻钻眼时，台台车车与隧道道走线线保持平平行，台台车就位位后按按炮眼布布置图图正确钻钻孔。掏掏槽眼眼眼口间间距误差差不大大于3cm、眼底间间距距误差不不得大大于5cm；辅助眼眼眼眼口排距距、行行距误差差均不不得大于5cm；周边眼眼眼眼口位置置误差差不得大大于3cm。(3)钻孔钻工要熟悉炮眼眼眼布置图图，要要能熟练练地操操纵凿岩岩机械械，特别别是钻钻周边眼眼，一一定要丰丰富经经验。钻钻孔时时严格按按照炮炮孔布置置图正正确对孔孔，以以确保爆爆破质质量。周周边孔孔外插角1°～2°，炮孔相相互互平行，周周边边孔在断断面轮轮廓线上上开孔孔，周边边孔对对孔误差差环向向不大于5cm。掏槽孔孔对对孔误差差不大大于3cm，其它炮炮孔孔开眼误误差不不大于10cm。在钻眼眼过过程中，应应根根据岩孔孔位置置及掌子子面岩岩石的凹凹凸程程度调整整炮眼眼程度，以以保保证炮眼眼底在在同一平平面上上。(4)装药钻完孔后，用高高高压风吹吹孔，经经检查合合格后后装药。装装药药分片分分组负负责，自自上而而下严格格按爆爆破设计计规定定的装药药量、雷雷管段号“对号入座”。爆破网网路路连接、检检查查及起爆爆，按按照爆破破设计计要求和GB677222-886《爆破安安全全规程》执执行行。(5)堵塞所有装药的炮眼眼眼均堵塞塞炮泥泥，堵塞塞长度度不小于40cm。(6)瞎炮处理理理发现瞎炮，应首首首先查明明原因因，如果果是孔孔外的导导爆管管损坏引引起的的瞎炮，则则切切去损坏坏部分分重新连连接导导爆管即即可，但但此时的的接头头应尽量量靠近近炮眼，如如因因孔内导导爆管管损坏或或其本本身存在在问题题造成瞎瞎炮，则则应参照照《爆爆破安全全规程程》有关关条款款处理。9、光面爆破技技技术措施(1)周边轮廓廓廓线和炮炮眼的的放样采采用莱莱卡402激光断面面放放样，周边边轮轮廓线的的放样样允许误误差应应为±2cm。(2)装药结构构构均匀分分布，眼眼底可相相对加加强一些些。(3)周边眼开开开眼位置置视围围岩软硬硬稍作作调整，硬硬岩岩在轮廓廓线上上，软岩可可向向内偏移5～10cm。(4)尽量减小小小周边外外插角角的角度度，孔孔深小于3m时外插角角的的允许斜斜率宜宜为孔深深的±5%；孔深大大于3m时外插角角斜斜率宜为为孔深深的±3%；外插角角的的方向应应与该该点轮廓廓线的的法线方方向相相一致。并并根根据不同同的炮炮眼深度度，适适当调整整斜率率。10、爆破安全全操操作事项1、爆炸物品的的的领用及退退库库要求使用爆炸物品必必必须建立立严格格的领取取、清清退制度度。领领取爆炸炸物品品，必须须经领领工员或或作业业队长批批准，并并核定当当班数数量，由由现场场领工员员和爆爆破员共共同领领取，签签字手手续齐全全。领领取数量量不得得超过当当班使使用量。管库人员在发放放放爆破物物品时时，应认认真查查验领工工员或或作业队队长签签具的领领用单单，核实实当班班用量、及及领领用人员员印迹迹等相关关信息息。凡是是数量量没有大大写，数数字涂改改，日日期不对对的、印印迹有误误的一一律不得得发放放出库。爆破后剩余爆炸炸炸物品要要及时时退库，由由现现场领工工员和和爆破员员共同同退还，且且签签字手续续齐全全。2、爆炸物品的的的运输由炸药库直接向向向施工现现场运运送爆炸炸物品品时，必必须做做到：必须由领工员和和和爆破员员一同同运送；；装卸卸和运输输爆破破器材时时，不不应携带带烟火火和发火火物品品；炸药药与雷雷管应分分别放放在两个个木箱箱内，分分开运运送，严严禁装装在衣袋袋内；；在斜坡坡道上上用汽车车运输输爆破器器材时时，行驶驶速度度不超过10kmm//h；领到爆爆破破器材后后，要要直接送送到工工作地点点，严严禁在途途中逗逗留。3、导爆索的使使使用切割导爆索应使使使用锋利利刀具具，不得得用剪剪刀剪断断导爆爆索。导爆索起爆网路路路应采用用搭接接、水手手结等等方法联联接；；搭接时时两根根导爆索索搭接接长度不不应小小于15cm，中间不不得得夹有异异物和和炸药卷卷，捆捆绑应牢牢固，支支线与主主线传传爆方向向的夹夹角应小小于90°。连接导爆索中间间间不得出出现打打结或打打圈；；交叉敷敷设时时，在两两根交交叉导爆爆索之之间设置置厚度度不小于10cm的木质垫垫块块。起爆导爆索的雷雷雷管与导导爆索索捆扎端端端头头的距离离不小小于15cm，雷管的的聚聚能穴应应朝向向导爆索索的传传爆方向向。4、爆破装药、连连连线、起起爆操操作的安安全事事项装药作业前应检检检查开挖挖作业业面的安安全状状况，对对作业业场地、爆爆破破器材堆堆放场场地进行行清理理；炸药药运入入现场开开始，划划定装运运警戒戒区，警警戒区区内应禁禁止烟烟火。严禁钻孔与装药药药平行作作业，钻钻孔作业业未完完成前，严严禁禁将炸药药、雷雷管等火火工品品运至作作业面面。装药时必须保证证证足够的的照明明度，作作业台台架上使使用不不高于36V的安全照照明明电压