隧道洞身开挖光面爆破施工技术培训

隧道洞身开挖光面爆破施工技术培训第一页，共31页。主要内容

三、设备机具配置一、隧道洞身开挖技术要求

四、质量控制及检验二、光面爆破施工工艺第二页，共31页。隧道施工应坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则，采用钻爆法开挖，严格控制炮眼深度、装药量、并严格控制超欠挖。光面爆破适用于Ⅲ级以内的围岩，根据本标段围岩状况，正洞隧道Ⅱ级围岩采用全断面法开挖；Ⅲ级围岩（采用台阶法开挖。一、隧道洞身开挖技术要求第三页，共31页。1全断面开挖施工工序及工艺流程图1全断面法施工工艺流程Ⅱ级围岩（Ⅱa、Ⅱb）采用全断面法施工，每循环进尺不超过3.5m，隧道开挖后及时施作初期支护。全断面法施工工艺流程见图1，施工工序示意图见图2。第四页，共31页。1.1全断面法施工工序图2全断面施工工序示意图1-全断面开挖；Ⅰ-施作初期支护；2-隧道底部开挖；Ⅱ-仰拱浇筑；Ⅲ-施作拱墙二次衬砌。第五页，共31页。2台阶法开挖施工工序及工艺流程图3台阶法施工工艺流程Ⅲ级围岩采用台阶法开挖，锚喷支护施工方法。台阶法施工工艺流程见图3，施工工序示意图见图4。第六页，共31页。2.1台阶法施工工序图4台阶法施工工序示意图1-上台阶开挖；Ⅰ-上台阶初期支护；2-下台阶开挖；Ⅱ-下台阶初期支护；3-仰拱开挖；Ⅲ-仰拱衬砌；Ⅳ-拱墙衬砌。第七页，共31页。3洞身开挖断面尺寸计算表1开挖断面参数表第八页，共31页。二、光面爆破施工工艺2设备技术：采用自制开挖台车配合凿岩机，非电毫秒雷管光面爆破技术。1光面爆破定义：隧道光面爆破是支撑新奥法原理的重要技术之一，通过正确选择爆破参数和合理的施工方法，分区分段爆破，最终达到有效控制轮廓平整的爆破技术。第九页，共31页。2.1光面爆破开挖1测量放样开挖前应先进行测量放样，控制开挖的中线引至开挖部位掌子面，确定开挖轮廓。测量人员定出隧道中线和开挖轮廓线，用红油漆按炮孔布置图画出炮眼位置，经检测合格后方可施工。2设备开挖作业照明安装，钻眼机具到位，高压风水管的连接，做好洞内、外排水系统，保证排水畅通，规划弃渣场位置，布设出渣路线，出渣设备准备。本标段隧道开挖采用装载机拖动行走简易台车，该台车制作简单、使用灵活方便、刚度大、炮眼位置及方向容易控制，并且可以同时满足30台以上YT-28风动凿岩机同时作业。第十页，共31页。2.2爆破器材的选定本工程选用低密度、低爆速、威力适中、匹配性好、防水性能好、易于切割分装成小卷的2#岩石乳化炸药，该炸药直径32mm，每卷长200mm，每卷重量150g，引爆器材选用国产系列非电毫秒延期雷管。毫秒爆破与秒延期、瞬发爆破相比，有如下优点：(1)一次爆破可以增加起爆雷管个数，缩短爆破时间和炮后检查时间，提高效率。

(2)提高爆破作业的安全性。与瞬发电雷管相比，一次装药一次起爆和严禁两台发爆器同时在一个工作面爆破等制度的实施。

(3)具有补充破碎作用，在采用毫秒爆破时，由于各组药包起爆间隔时间很短，前、后组药包先后爆破的岩石相互碰撞．进行补充破碎，提高岩石的破碎程度。第十一页，共31页。2.2爆破器材的选定毫秒爆破与秒延期、瞬发爆破相比，有如下优点：(4)降低单位炸药消耗量。药包爆破时，对周围岩体的残余应力需要经过一定的时间才会消失，因此，后药包以毫秒间隔先后爆破时，就会出现应力迭加，扩大炸药的破岩范围。实验资料证实，采用毫秒爆破，如果每个炮眼的装药量不变，则炮眼间距和最小抵抗可以相应增加10％一20%。(5)降低爆破时产生的地震作用。毫秒延期雷管：是段间隔为十几毫秒至数百毫秒的延期电雷管。是一种短延期雷管。第十二页，共31页。2.2.1毫秒延期雷管毫秒延期雷管：是间隔为十几毫秒至数百毫秒的延期电雷管。是一种短延期雷管。国产毫秒延期雷管段别（1---20段）。表3毫秒雷管段别对应时间表第十三页，共31页。2.3爆破参数1光面爆破效果光面爆破对围岩扰动小，又尽可能保存了围岩自身原有的承载能力，从而改善了衬砌结构的受力状况；由于围岩轮廓圆顺、壁面平整，减少了应力集中和局部落石、掉块现象。确定合理的光面爆破参数，是获得良好光面爆破效果的重要保证。2光面爆破的主要参数有：周边眼间距（E）；周边眼密集系数（K）；最小抵抗线（W）；不耦合系数（D）；装药集中度（γ）。不耦合系数：不耦合系数等于炮孔直径除以药包直径。第十四页，共31页。2.3.1爆破参数确定1参数确定方法：光面爆破受多种因素影响，包括围岩整体性、节理、层理等地质因素，爆破参数进行现场设计动态调整。每一循环爆破参数均根据上一循环爆破效果以及本循环围岩特征做出调整，上一循环即下一循环的预设计和试爆破。图光面爆破设计流程图第十五页，共31页。2.3.1爆破参数确定2参数确定方法：无试验条件时，可参照下表选用。表2光面爆破参数注：1、表中所列参数适用于炮眼深度1.0～3.5m,炮眼直径40～50mm,药卷直径20～35mm。2、当断面较小或围岩软弱、破碎或对曲线、折线开挖成形要求较高时，周边眼间距E应取较小值。3、周边眼抵抗线W值在一般情况下均应大于周边眼间距E值。软岩在取较小E值时，W值应适当增大。4、E/W：软岩取小值，硬岩及断面小时取大值。5、表列装药集中度q为2号岩石乳化炸药，选用其它类型炸药时，应修正。第十六页，共31页。2.3.2炮孔布置周边眼：周边眼应沿隧道开挖轮廓线布置，保证开挖断面符合设计要求，硬岩开眼位置在轮廓线上，软岩可向内偏5～10cm。底板和仰拱底面采用预留光爆层爆破，Ⅱ级围岩段的中心水沟应与隧底光爆层同时爆破成形。辅助眼及掏槽眼：

辅助眼交错均匀布置在周边眼和掏槽眼之间，力求爆破出的石块块度适合装渣需要。周边炮眼与辅助炮眼的眼底应在同一垂直面上，掏槽炮眼加深10～20cm。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。

钻爆设计内容包括：炮眼（掏槽眼、辅助眼、周边眼、底眼）的布置、深度、斜率、和数量，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。第十七页，共31页。2.3.3全断面开挖光爆设计图说明：1、本设计参数适用于Ⅱ级围岩全断面开挖。采用凿岩台车打眼，非电毫秒雷管光面爆破施工。周边眼采用小直径药卷间隔装药，导爆索引爆。2、施工中应根据围岩变化情况不断调整修改爆破参数。全断面开挖法爆破设计图第十八页，共31页。2.3.4台阶法开挖光爆设计图附注:1、单位：cm（图中数字为雷管段数）2、本图仅供施工参考。3、在施工过程中要进行试爆，并根据实际情况调整爆破参数。第十九页，共31页。2.3.4台阶法开挖光爆设计图附注:1、单位：cm（图中数字为雷管段数）2、本图仅供施工参考。3、在施工过程中要进行试爆，并根据实际情况调整爆破参数。第二十页，共31页。2.4钻孔作业钻孔要求：

钻眼前，钻工要熟悉炮布置图严格按钻爆设计实施。定人定位，周边眼、掏槽眼由经验丰富的钻工打钻。准确定位凿岩机钻杆，使钻孔位置误差不大于±15cm，保持钻孔方向平行，严禁相互交错。周边眼钻孔外插角控制：孔深小于3m时外插角的斜率宜为孔深的±5%；孔深大于3米时外插角斜率宜为孔深的±3%；使两茬炮接口处台阶不大于15cm；外插角的方向应与该点的轮廓线的法线方向一致。施工顺序：

测量放样→确定孔位→钻孔→装药连线

测量放样：周边轮廓线和炮眼的放样宜采用隧道激光断面仪或其他类似的仪器，周边轮廓线的放样允许误差为±2cm。硬岩在轮廓线上，软岩可向内偏移5-10cm。第二十一页，共31页。2.5装药

周边眼是实现光面爆破的重要条件，应严格控制周边眼的装药量，采用反向装药结构，间隔装药（间距小于殉爆距离），尽量使炸药沿孔深均匀分布，施工时需采用不偶合装药结构，不偶合装药系数一般控制在1.4—2.0范围内。

掏槽眼：连续装药，尽可能采用接近于1的不偶合系数，即偶合装药。

辅助眼：连续装药，不偶合系数为1.3～1.5。

第二十二页，共31页。2.5装药第二十三页，共31页。2.5装药根据岩石强度选用不同爆速的炸药，有水地段选用乳化炸药。周边眼用φ32×200小药卷，不偶合装药；其余炮眼采用φ32×300药卷，连续装药，采用塑料导爆管复式起爆网路非电起爆。

装药需定人，定位，定段别，自上而下，所有炮眼均以炮泥（黏土和沙混合制作）堵塞，光面爆破周边眼堵塞长度不宜小于30cm；其他炮眼深度小于1m，堵塞长度不宜小于炮眼深度的1/2，深度1-2m堵塞长度不宜小于0.5m，深度超过2.5米堵塞长度不宜小于1m。装药前，所有炮眼全部用高压风枪吹洗。第二十四页，共31页。2.6起爆

起爆宜采用非电毫秒雷管，每次起爆前，爆破员应仔细查看起爆网络，同一开挖断面上，光面爆破起爆顺序应由内向外逐层起爆；

延迟时间宜采用孔内控制；起爆人员必须最后离开爆破地点，并在有掩护的安全地点起爆；

确保人员安全撤离后，起爆人员接到起爆命令后，必须发出爆破预警，并等待5s后方可起爆；

安全地点至爆破工作面的距离不得小于200m。第二十五页，共31页。2.7通风及出渣爆破前应关闭通风机，爆破后应及时向隧道掌子面通风，排出和降低隧道内灰尘和炸药残留气体、风尘浓度，然后洒水降尘，使隧道内的环境符合职业健康标准。

洞内爆破经充分通风排烟后，15min后安全检查人员进入开挖工作面检查有无盲炮、有无残余炸药及雷管、拱顶及拱墙有无松动的岩块、初支有无变形或开裂等现象，经排险后方可出渣，出渣时需有专人指挥车辆，车辆在隧道内的行驶速度，已衬砌地段不大于25km/h，未衬砌地段不大于15km/h，有施工作业地段不大于5km/h。弃渣弃于指定位置，应符合环保要求。第二十六页，共31页。三、设备机具配置

隧道开挖施工机械设备配置分为两大部分，即隧道开挖和隧道钻爆机械，见下表。注：人员、机械设备应结合隧道开挖方法、工期要求进行合理配置。配套的生产能力应为均衡施工能力的1.2～1.5倍。第二十七页，共31页。四、质量控制及检验(1)根据超前地质预报以及现场实际围岩情况，判定围岩级别，确定开挖工法。(2)开挖断面应以预留变形量在内的设计轮廓线为基准，考虑贯通测量误差和施工误差等因素时可适当扩大。(3)控制周边眼的角度、间距和装药量。(4)周边眼与辅助眼的眼底应在同一垂直面上，掏槽炮眼应加深10～20cm。质量控制第二十八页，共31页。四、质量控制及检验

隧道开挖断面的中线和高程必须符合设计要求。隧道开挖断面净空必须符合设计要求。隧道开挖应严格控制欠挖。

洞身开挖中，应在每一次开挖后及时观察、描述开挖断面核对设计地质情况，判断围岩稳定性。

掏槽眼的眼口间距和深度允许偏差为5cm。辅助炮眼眼口、眼底间距允许偏差均为100mm。周边眼的间距允许偏差为5cm，外插角应符合钻爆设计要求，眼底不应超出开挖轮廓线10cm