隧道開挖爆破設(shè)計(jì)

1、玉蒙鐵路秀山隧道開挖爆破設(shè)計(jì)一、工程概況秀山隧道位于云南省通?？h境內(nèi)，是昆河線玉蒙段的重點(diǎn)工程， 全長10302m，是云南省目前最長的鐵路隧道，也是全線的控制性重 點(diǎn)工程；我項(xiàng)目部負(fù)責(zé)出口 5460m的施工任務(wù)。秀山隧道位于川滇菱 形斷塊的東南端，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，是我國大陸現(xiàn)今 地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)最為強(qiáng)烈的地區(qū)，以活動(dòng)斷層規(guī)模大，分布密集地震 活動(dòng)頻繁，震級大，地震破裂帶長，位錯(cuò)量大為主要特征。圍巖破碎、 層理、節(jié)理十分發(fā)育，層理中常夾有濕泥土；變更后設(shè)計(jì)圍巖級別主 要為IV、V級圍巖地段，圍巖主要為砂巖，白云巖，巖體較破碎， 自穩(wěn)性較差。鉆爆設(shè)計(jì)本著“提高炮眼利用率，減少超欠挖，巖碴

2、塊 度適合于裝碴機(jī)裝碴”的原則進(jìn)行，采用塑料導(dǎo)爆管礦用電容式發(fā)爆 器起爆系統(tǒng)，毫秒微差有序起爆。二、實(shí)施光面爆破的必要性通過認(rèn)真核對設(shè)計(jì)資料圍巖復(fù)雜多變，但部分圍巖巖層整體性尚 可，施光面爆破的先決地質(zhì)條件如下兩點(diǎn)現(xiàn)實(shí)必要性。地下水發(fā)育，拱部掛設(shè)防水板，預(yù)防空洞的產(chǎn)生不出現(xiàn)滴、滲水 保證施工質(zhì)量。隧道溶洞、溶槽、節(jié)理裂隙發(fā)育 做好光面爆破、有利于降低對 圍巖的擾動(dòng)，充分發(fā)揮圍巖的自身穩(wěn)定性 保證安全、快速施工。三、施工方法與機(jī)具3.1施工方法為減少對圍巖的擾動(dòng)及降低爆破振動(dòng)強(qiáng)度周邊眼采用光面爆破。 掏槽眼及底板眼按拋擲爆破設(shè)計(jì)其它炮眼采用深孔微振動(dòng)控制爆 破。采用微差爆破技術(shù)嚴(yán)格控制最大裝藥量

3、鉆爆法施工。IV級圍巖 地段全斷面開挖，設(shè)移動(dòng)臺(tái)架人工風(fēng)鉆打眼；V級圍巖采用上下臺(tái)階 開挖。3.2施工機(jī)具采用國產(chǎn)YT228型手持風(fēng)槍，鉆頭直徑38 mm ,IV級圍巖鉆爆平臺(tái)（自制）分三層，每層三臺(tái)鉆，立體作業(yè)。V級圍巖鉆爆平臺(tái)（自 制）分二層（臨時(shí)搭設(shè)），采用上下臺(tái)階法，高壓風(fēng)、水管路用軟管 通過巖壁引到開挖面。3.3進(jìn)尺與炮眼深度的選擇般隨著眼深的增加，單循環(huán)的進(jìn)尺也越高。但鉆眼的深度與鉆眼 機(jī)械有關(guān)，隨著眼深的增加，鉆眼效率降低，而且眼孔易出現(xiàn)彎曲, 孔間誤差過大，影響爆破效果，通過實(shí)踐證明秀山隧道級圍巖條件 下每循環(huán)為3.2m,V級圍巖條件下每循環(huán)為1.5m比較理想。四、IV、V級圍

4、巖的鉆爆參數(shù)4.1 V級圍巖地段鉆爆參數(shù)采用上下臺(tái)階開挖法，人工鉆眼采用風(fēng)鉆，光面爆破，施工中應(yīng) 嚴(yán)格掌握周邊眼的方向，減小超欠挖。鉆爆本著盡量是高炮眼利用率， 合理確定單位用藥量，周邊采用光爆，輔助眼提高單耗的原則進(jìn)行預(yù) 設(shè)計(jì)，在實(shí)施中根據(jù)實(shí)際情況再行調(diào)整爆破參數(shù)。a、炮眼數(shù)量N：根據(jù)斷面積、巖石強(qiáng)度、炮眼直徑、循環(huán)進(jìn)尺、 炸藥品種，炮眼裝填系數(shù)等因素確定，采用104個(gè)。b、掏槽眼設(shè)計(jì)：采用水平楔形掏槽，設(shè)計(jì)循環(huán)進(jìn)尺1.5m，具體 尺寸見附圖一。V級圍巖上下臺(tái)階開挖炮眼布置圖c、周邊眼參數(shù)設(shè)計(jì)周邊眼鉆眼直徑d=42mm，眼深1.5m；1）周邊眼間距：E=（1215）d=5063cm,為取得良

5、好的光爆效果，取E=50cm；2）光爆層厚度W：直接影響光爆效果，其值取決于周邊眼密集 系數(shù)E/W，一般取0.71.0為最佳。取W=70 cm；3）周邊眼線裝藥密度：q=0.180.25kg/m4）不偶合系數(shù)：r=D/d=42/32=1.35）裝藥結(jié)構(gòu)：采用不偶合空氣間隔裝藥、非電導(dǎo)爆管起爆；輔助眼采用作圖法進(jìn)行炮眼布置，眼深1.5 m，裝藥結(jié)構(gòu)為不偶 合裝藥，裝藥系數(shù)70%75%。d、上下臺(tái)階炮眼布置、裝藥參數(shù)表及主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)（1）水平楔形掏槽布置圖，詳見附圖一（2）v級圍巖臺(tái)階法光面爆破參數(shù)表項(xiàng)目炮眼類型、毫秒雷管段別炮眼深度（m）每孔裝藥量（kg/卷）炮眼個(gè)數(shù)裝藥集中度 （kg/m）

6、總裝藥 量（kg）備注掏槽眼11.60.60/340.382.4? 32mm輔助眼31.50.40/260.272.4? 32mm輔助眼51.50.45/2.220.300.9? 32mm輔助眼71.50.45/2.210.300.45? 32mm內(nèi)圈眼91.50.32/1.6120.213.84? 32mm周邊眼111.50.23/1.1250.155.75? 32mm底板眼131.50.75/3.7100.507.5? 32mm合計(jì)6023.24上臺(tái)階光面爆破設(shè)計(jì)指標(biāo)項(xiàng)目裝藥數(shù)量斷面面積循環(huán)進(jìn)尺爆破體積炮眼個(gè)數(shù)炸藥單耗炮眼利 用率單位kgm2mm3個(gè)kg/m3%數(shù)量23.2424.821.

7、537.23600.6293.75V級圍巖段下臺(tái)階光面爆破參數(shù)表項(xiàng)目炮眼類*、毫秒雷管段別炮眼深 度（m）每孔裝藥量（kg/卷）炮眼個(gè)數(shù)裝藥集中度（kg/m）總裝藥量（kg）備注拉槽眼12.10.6/320.291.2? 32mm二抬眼32.00.66/3.340.332.64? 32mm三抬眼52.00.66/3.340.332.64? 32mm四抬眼72.00.66/3.320.331.32? 32mm內(nèi)圈眼92.00.38/1.980.193.04? 25mm周邊眼112.00.28/1.4160.144.48? 32mm底板眼132.00.8/480.46.4? 32mm合計(jì)4422.

8、08下臺(tái)階光面爆破指標(biāo)項(xiàng)目裝藥數(shù)量斷面面積循環(huán)進(jìn)尺爆破體積炮眼個(gè)數(shù)炸藥單耗炮眼利用率備注單位kgm2mm3個(gè)kg/m3%數(shù)量22.0825.062.050.12440.4495.2e、裝藥結(jié)構(gòu)炸藥采用？ 32mmX200mm（200g）的乳化炸藥。裝藥時(shí)周邊眼采用導(dǎo)爆索連接 不耦合空氣間隔裝藥，每節(jié)藥卷分3段間距40cm，其余炮眼采用非電毫秒雷管 起爆連續(xù)裝藥。如下圖：廠導(dǎo)爆管AA廠導(dǎo)爆管AA放大孔眼藥卷周邊眼光爆孔裝藥結(jié)構(gòu)圖（標(biāo)準(zhǔn)藥卷（ 32）空氣間隔裝藥結(jié)構(gòu)）廠炮泥廠藥卷9 32廠炮泥廠藥卷9 32）連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)示意圖（標(biāo)準(zhǔn)藥卷（ 32）連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)）4.2、IV級圍巖地段鉆爆參數(shù)a、炮眼

9、布置圖如下m圍巖全斷面炮限布置圖4。J匕* 蹌。 七*七,40梅稽阪布置圖說明：本圖尺寸以梗祟訊I格曠置朗1#TW表示拙舫：岫祝3.倒瑚蜘制b、裝藥結(jié)構(gòu)炸藥采用？ 32mmX200mm（200g）的乳化炸藥。裝藥時(shí)周邊眼采用空氣間隔裝 藥，其余炮眼采用連續(xù)裝藥。如下圖：AAA放大（qJL孔眼一藥卷周邊眼光爆孔裝藥結(jié)構(gòu)圖（標(biāo)準(zhǔn)藥卷（ 32）空氣間隔裝藥結(jié)構(gòu)）連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)示意圖（標(biāo)準(zhǔn)藥卷（ 32）連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)）c、爆破參數(shù)表IV級圍巖光面爆破炮眼藥量分配表序號炮眼分類雷管段數(shù)炮眼 數(shù)炮眼深度炮眼裝藥量每孔 藥卷數(shù)每孔 裝藥量合計(jì)藥量段個(gè)cm卷/孔Kg/孔Kg1掏槽眼16340122.414.42輔

10、助眼38350122.419.23輔助眼5232010244輔助眼77320102145輔助眼9332010266輔助眼112032091.8367周邊眼135332040.842.48底板計(jì)108154說明：0 32mm藥卷每節(jié)0.20Kg。IV級圍巖光面爆破主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)序號項(xiàng) 目單位數(shù)量1開挖斷面積m247.072預(yù)計(jì)每循環(huán)進(jìn)尺m3.03每循環(huán)爆破石方m3141.214炮眼總數(shù)個(gè)1085鉆孔總長度m349.26炸藥用量kg1547比鉆眼數(shù)個(gè)/m22.298比鉆眼量m/m32.479比裝藥量kg/m31.0910預(yù)計(jì)炮眼利用率%93.7全斷面米用水平楔形掏槽，炮

11、眼內(nèi)的起爆雷管米用塑料導(dǎo)爆管非電毫秒雷管，引爆雷管為8號工業(yè)紙殼火雷管，乳化炸藥爆破。以上設(shè)計(jì)參數(shù)在具體實(shí)施中及時(shí)總結(jié)分五、爆、析，反復(fù)調(diào)整參數(shù)，使爆破效果達(dá)到最佳狀態(tài)為止壹破效果應(yīng)達(dá)到以下要求：1、嚴(yán)格控制欠挖，個(gè)別巖石突出部分（每1m2內(nèi)不大于0.1m2） 隆起量不得大于5cm，拱、墻腳以上1m內(nèi)斷面嚴(yán)禁欠挖；盡量減少 超挖，允許超挖值拱部平均7cm，最大10cm，邊墻、隧底平均7cm；2、周邊炮眼痕跡保存率耳0%，周邊炮眼痕跡應(yīng)在開挖輪廓面上 均勻分布；兩茬炮銜接臺(tái)階不得大于10cm；3、炮眼利用率390%。4、光面爆破的良好效果不僅提高了開挖質(zhì)量 保證了防水板的 掛設(shè)，而且提高了襯砌混

12、凝土的質(zhì)量 節(jié)約了施工成本。六、體會(huì)6.1在光面爆破技術(shù)中，E、W值對光面爆破效果有很大的影響， 要實(shí)現(xiàn)設(shè)定的E、W值，必須嚴(yán)格按鉆爆設(shè)計(jì)布眼，每茬炮均用測 量儀器準(zhǔn)確放出線、炮眼位置及角度 按眼鉆孔、清孔，不合格的眼 孔要重新鉆，檢查合格后方可按設(shè)計(jì)要求正確裝藥連線爆破，以求 達(dá)到理想的光爆效果。6.2合理地選擇鉆爆參數(shù) 并根據(jù)不同的圍巖變化情況及時(shí)調(diào)整爆 破參數(shù)，不斷完善爆破設(shè)計(jì)。當(dāng)裂隙方向與要求爆出的巖面方向重合 或垂直時(shí)，或巖體完整無裂隙時(shí)效果最好，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，裂隙發(fā) 育的部位，要適當(dāng)減小間距，減少線裝藥密度等周邊眼參數(shù)，避免 裂隙擴(kuò)大和產(chǎn)生新的裂隙，這樣有利于成形，減少爆破對圍巖的擾 動(dòng)6.3光面爆破輪比較圓順，無欠挖，平均超挖10 cm，控制住了超 挖，就控制住了超挖量，也就控制住了超挖回填混凝土襯砌量，不