鐵路花崗巖隧道爆破設(shè)計(jì)方案

1、PAGE 衡茶吉鐵路花崗巖隧道爆破設(shè)計(jì)方案目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc389832100 一、工程概況及工程地質(zhì)特征 衡茶吉鐵路花崗巖隧道爆破設(shè)計(jì)方案一、工程概況及工程地質(zhì)特征1、工程慨況新建鐵路衡茶吉鐵路位于湖南省中東部、江西省吉安市西部，連接我國兩條南北鐵路大干線京廣線和京九線。線路東起江西省吉安市的井岡山市，從吉井線井岡山站引出，西至湖南重鎮(zhèn)衡陽市。沿途經(jīng)過井岡山市，穿越羅霄山脈，經(jīng)湖南省株洲市炎陵縣、茶陵縣、郴州市的安仁縣和衡陽市的衡南縣、衡東縣后至本線終點(diǎn)茶山坳站。管段位于湖南省炎陵縣和茶陵縣，共有14座隧道17.23Km。2、工程地質(zhì)特征管

2、段隧道主要地質(zhì)情況為：山坡表覆第四系全新統(tǒng)殘坡積粉塵黏土，谷地內(nèi)分布粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土；基巖為加里東期花崗巖。其巖性特征詳述如下：1）粉質(zhì)粘土（Q4el+dl1）:分布于山坡上，厚05.0m，褐黃色，硬塑，土質(zhì)不均，級普通土，0=150kPa。表層富含植物根系。2）粉質(zhì)粘土（Q4al+pl1）：主要分布于谷底表層，灰褐色，厚13m，土質(zhì)較均勻，含少量礫石，硬塑，表層富含植物根系。3）淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土（Q4al+pl1）：主要分布于隧道洞身淺埋沖溝內(nèi)，厚34.5m，灰、灰黑色，軟塑-流塑，土質(zhì)較均勻，含少量砂及腐殖質(zhì)。4）花崗巖（3）：灰白色，中粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物成份主要為石英，長石，

3、角閃石，云母等。全風(fēng)化，級硬土，0=200kPa；強(qiáng)風(fēng)化，級軟土，0=400kPa；弱風(fēng)化，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖質(zhì)堅(jiān)硬，級次堅(jiān)石，0=1500kPa。二、隧道爆破施工方案本工程隧道為單線鐵路隧道，根據(jù)隧道圍巖情況及工期要求，、級圍巖較穩(wěn)固，巖質(zhì)整體非常好，采用全斷面開挖方法；級圍巖節(jié)理發(fā)育，巖石較破碎，采用臺階法施工，鉆孔采用YZ28型氣腿式鑿巖機(jī)配合自制門架式開挖臺車鉆孔爆破。三、隧道光面爆破設(shè)計(jì)1、隧道爆破參數(shù)設(shè)計(jì)11、光面爆破不耦合系數(shù)( D) 和裝藥直徑(di )D=dk/di式中D不耦合系數(shù);dk 炮眼直徑(mm) ；di 裝藥直徑(mm) ；周邊眼鉆孔直徑40mm，采用直徑為25mm

4、乳化炸藥，,實(shí)際周邊眼不耦合系數(shù)D=40/25=1.6 ,符合規(guī)范D=1.52.0的要求。1.2、周邊眼間距E、最小抵抗線W周邊眼間距E是直接控制開挖輪廓面平整度的主要因素，借助于經(jīng)驗(yàn)公式EKid，一般情況下E=(812)d（d為炮眼直徑），根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)，鉆孔直徑40mm，E0.40.6m，抵抗線W（1.01.5）E，取0.50.8m。施工過程根據(jù)爆破效果和具體巖層適當(dāng)調(diào)整。1.3、裝藥集中度(q)首先確定炸藥單耗量q，炸藥單耗量對裝藥效率、炮孔利用率、開挖壁面的平整度和圍巖的穩(wěn)定性都有較大影響，它取決于巖性、斷面積、炮孔直徑和炮孔深度等多種因素。根據(jù)炸藥單耗量q、周邊眼間距E與抵抗線W可求得

5、裝藥集中度QqEW，根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)，q=0.81.2Kg/m3，Q取值為0.20.3Kg/m。1.4、掏槽形式設(shè)計(jì)掏槽眼爆破是爆破中關(guān)鍵問題，它的設(shè)計(jì)和布置是否適當(dāng)直接影響到爆破效果。施工時根據(jù)隧道穿越地層的巖石結(jié)構(gòu)情況，采用楔形掏槽或中空直眼掏槽等形式。2m1m1m2m25楔形掏槽炮眼布置示意圖1.5、圍巖爆破示意圖11111133333555555333333333555777777777777799999999997999991313131313131313131313131313131313131313131313131313131313131111111111111111111113W

6、=80cm100100100掏槽眼中間眼爆孔間距0.8m周邊眼爆孔間距0.4m、級圍巖全斷面光面爆破爆眼布置示意圖底板眼爆孔間距0.6m三圈眼間距E=100cm最小抵抗線W=100cm周邊眼間距E=55m內(nèi)圈眼間距E=80cm掏槽眼6個底板眼間距E=80cm上半斷面開挖寬度上半斷面開挖高度9131397755353111113971313級圍巖上半斷面開挖炮眼布置示意圖2、爆破器材選擇根據(jù)隧道爆破開挖施工需要，炸藥采用標(biāo)準(zhǔn)藥卷32mm乳化炸藥，孔內(nèi)均采用非電毫秒微差導(dǎo)爆管雷管，孔外采用電雷管起爆，周邊炮眼間隔裝藥采用導(dǎo)爆索傳爆。3、裝藥結(jié)構(gòu)與堵塞周邊孔藥卷間隔裝藥，采用導(dǎo)爆索裝藥結(jié)構(gòu)，用竹片和

7、導(dǎo)爆索連接，在炮孔底裝半卷或1卷32藥卷做加強(qiáng)藥包。其它炮孔均連續(xù)裝藥。裝藥按鉆爆設(shè)計(jì)圖確定的裝藥量定人、定位、定段制，自上而下順序進(jìn)行。裝藥后用黃泥對炮孔進(jìn)行填塞，炮眼堵塞長度不少于30cm，炮泥采用炮泥機(jī)生產(chǎn)。表6 裝藥結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式示 意 圖說 明間隔不耦合裝藥導(dǎo)爆索32mm藥卷25mm小藥卷炮泥周邊孔裝藥結(jié)構(gòu)圖耦合連續(xù)反向起爆裝藥結(jié)構(gòu)毫秒微差導(dǎo)爆管雷管32mm藥卷炮泥 掏槽眼、輔助眼、底板眼裝藥結(jié)構(gòu)4、起爆順序 （1）全斷面爆破掏槽孔輔助孔側(cè)壁周邊孔拱部周邊孔底板孔。臺階法爆破掏槽孔輔助孔側(cè)壁周邊孔拱部周邊孔。5、鉆孔設(shè)備選擇上下臺階采用簡易臺架風(fēng)槍鉆孔。四、爆破效果檢測及爆破設(shè)計(jì)優(yōu)化1

8、.爆破效果檢查每次爆破后，對爆破效果進(jìn)行仔細(xì)檢查，分析爆破參數(shù)的合理性，以確定出符合本巖層最佳爆破參數(shù)，從以下各方面進(jìn)行檢查，核定及分析：1)、超欠挖情況；2)、爆破進(jìn)尺是否達(dá)到爆破設(shè)計(jì)要求；3)、爆出石碴是否適合裝碴要求；4)、開挖輪廓圓順、開挖面平整；5)、炮眼痕跡保存率不小于85%，并在開挖輪廓面上均勻分布；6)、兩次爆破臺階銜接不大于15cm。2.爆破設(shè)計(jì)優(yōu)化根據(jù)每次爆破后檢查情況，分析原因及時修正爆破參數(shù)，提高爆破效果、改善技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。1)、根據(jù)巖層節(jié)理裂隙發(fā)育巖性軟硬情況，修正眼距、裝藥量，特別是周邊眼的有關(guān)參數(shù)；2)、根據(jù)爆破后石碴的塊度修正參數(shù)、石碴塊度偏小，說明炮眼布置偏密

9、，塊度過大說明炮眼偏疏，單孔用藥量偏大；3)、根據(jù)爆破振速監(jiān)測，調(diào)整同段起爆最大藥量及雷管段數(shù)；4)、根據(jù)開挖面凹凸情況修正鉆眼深度，爆破眼底基本上落在同一斷面上。五、 施工工藝要點(diǎn)1.鉆孔作業(yè) 定位：采用多功能臺架鉆孔，劃定每臺風(fēng)槍作業(yè)區(qū)域，規(guī)定作業(yè)時間，規(guī)定周邊眼、底眼、掏槽眼開孔偏角及插入角，鉆孔時嚴(yán)格按規(guī)定作業(yè)，力求鉆孔方向、位置滿足設(shè)計(jì)要求，準(zhǔn)確控制周邊孔外插角。鉆孔標(biāo)準(zhǔn)：達(dá)到準(zhǔn)、平、直、齊。 準(zhǔn)：鉆孔按設(shè)計(jì)布眼鉆孔，當(dāng)受節(jié)理、裂隙影響時稍稍移動孔位，但頂眼只能左右移動，幫眼只能上下移動，周邊眼輪廓的放線誤差控制在1cm（眼口開眼誤差）。直：邊墻直線段炮眼先鉆上方標(biāo)準(zhǔn)孔，插上炮桿，使

10、邊墻孔在同一條垂線上。平：周邊炮眼要相互平行。齊：各炮眼底落在垂直隧道軸線的同一平面上，掏槽眼加深 1020cm， 鉆孔深度根據(jù)掌子面的起伏“凸”加，“凹”減。2.裝藥作業(yè) 清孔：裝藥前用高壓風(fēng)清孔，吹干凈孔內(nèi)積水及碴粒。 裝藥：裝藥前核對雷管段數(shù)，使之與設(shè)計(jì)相符，同時按鉆爆設(shè)計(jì)的裝藥結(jié)構(gòu)及藥卷規(guī)格藥量裝藥。裝藥時，藥裝到孔底，起爆藥包用炮棍緩慢送入，防止拉雷管或破損導(dǎo)爆管。裝藥檢查：裝藥時，由檢查人員對雷管段數(shù)進(jìn)行復(fù)核，確保準(zhǔn)確無誤，同時核對藥卷規(guī)格及裝藥長度，使每孔裝藥符合設(shè)計(jì)要求，檢查后做好記錄。堵塞：所有炮眼裝藥后，用炮泥進(jìn)行堵塞，其長度為 30cm。炮泥用機(jī)械加工，用炮棍頂進(jìn)，堵塞做

11、到封孔嚴(yán)密。3.爆破作業(yè) 連結(jié)網(wǎng)路：在所有非必須的機(jī)具、設(shè)備撤離爆破面之后，開始連結(jié)網(wǎng)路。連結(jié)時盡可能靠近眼孔，孔外網(wǎng)路盡量短，使連結(jié)整齊，便于直觀檢查網(wǎng)路。 連結(jié)系統(tǒng)盡量短，但不拉細(xì)、打結(jié)，避免導(dǎo)爆管、連結(jié)塊受損壞等。網(wǎng)路連結(jié)好后，認(rèn)真檢查連結(jié)是否正確，保證每個炮孔的起爆藥卷都連結(jié)在網(wǎng)路內(nèi)，每個簇聯(lián)或連結(jié)塊內(nèi)都有引爆雷管。爆破及盲炮處理：網(wǎng)路連結(jié)檢查合格后，撤離受爆破影響范圍內(nèi)所有設(shè) 備和非爆破作業(yè)人員，設(shè)好防護(hù)哨、發(fā)出起爆信號后即由指揮員發(fā)出起爆命令。爆破完成后檢查人員帶防毒器材進(jìn)入檢查。發(fā)現(xiàn)盲炮時，先查明原因， 因孔外導(dǎo)爆管損壞引起的盲炮，切去損壞部分，重新連接導(dǎo)爆管，再行起爆。 此時，

12、接頭盡量靠近孔眼位置。因孔內(nèi)導(dǎo)爆管損壞或是導(dǎo)爆管本身問題引起 的瞎炮處理辦法按照國家標(biāo)準(zhǔn)爆破安全規(guī)定中有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。4.鉆爆效果檢驗(yàn)每次掘進(jìn)爆破通風(fēng)排煙后，值班技術(shù)員和質(zhì)檢員即進(jìn)入對鉆爆效果進(jìn)行檢查記錄。檢查記錄光爆效果，炮孔利用率，平均掘進(jìn)長度，碴體的破碎程度， 拋擲距離，圍巖的損壞程度等，作為不斷優(yōu)化鉆爆設(shè)計(jì)的依據(jù)。5.控制超欠挖措施 根據(jù)不同地段情況，選擇合理的鉆爆參數(shù)：采用一炮一分析制度，每次鉆爆循環(huán)后，根據(jù)爆破震動速度，炮痕保存率、裝藥量、殘眼深度及數(shù)量、 拋碴距離、堆碴高度、巖碴塊度等多方面的測量和數(shù)據(jù)對比分析，選擇合理 的鉆爆參數(shù)，不斷優(yōu)化鉆爆設(shè)計(jì)?？刂拼蜓劬龋涸谂_車就位前用全

13、站儀在隧道底測出與隧道中線平行的 臺車軸線位置，將臺車按測設(shè)位置準(zhǔn)確定位，開孔位置不能超過2cm，炮眼軸線以激光指向?qū)?，鉆周邊眼時插上炮桿,使側(cè)墻孔在一條垂線上。施工時使用合格的司鉆人員來領(lǐng)鉆，禁止司鉆用目測量。鉆孔時，專人校核，測量工程師跟蹤服務(wù)。降低爆破對圍巖的震動影響：爆破使用 115 段毫秒雷管。提高裝藥質(zhì)量和炮眼口堵塞質(zhì)量：在裝藥前，事先用竹片，導(dǎo)爆管和雷 管按設(shè)計(jì)裝藥量和間隔距離綁扎成藥串，各段鉆孔裝藥量嚴(yán)格控制，不能超裝，雷管不能混裝和錯裝。炮眼裝藥后，認(rèn)真堵塞炮泥，邊堵邊用炮棍搗實(shí)。 加強(qiáng)地質(zhì)預(yù)報工作：配備一名有專業(yè)特長的地質(zhì)工程師進(jìn)行掌子面地質(zhì)描述，對巖性、地層結(jié)構(gòu)、裂隙節(jié)

14、理發(fā)育情況及水文地質(zhì)情況作出描述，并 配合有關(guān)設(shè)備或儀器作出開挖前方的地質(zhì)預(yù)報，協(xié)助爆破人員進(jìn)行修正和改善裝藥參數(shù)，達(dá)到提高爆破效果，控制超欠挖的目的。堅(jiān)持?jǐn)嗝鏅z測及信息反饋：開挖放炮后，及時了解斷面超欠挖情況、爆破效果等，以便制定下一個循環(huán)的改進(jìn)措施。用激光斷面儀檢測爆破斷面的誤差程度，將其測得的斷面與設(shè)計(jì)開挖斷面進(jìn)行比較，得到這個循環(huán)的最大超挖、最大欠挖、平均線性超挖等數(shù)據(jù)，并準(zhǔn)確標(biāo)出超欠挖部位的位置，提醒司鉆人員糾正偏差，根據(jù)信息反饋及時調(diào)整鉆爆參數(shù)，優(yōu)化鉆爆設(shè)計(jì)。六、爆破安全隧道掘進(jìn)爆破危害效應(yīng)主要包括爆破震動、空氣沖擊波、個別飛石和有毒氣體，它們都可能對近距離的人員、設(shè)施或其它目標(biāo)造

15、成危害。隧道掘進(jìn)爆破特別要注意空氣沖擊波的危害。1、爆破震動安全評估爆破產(chǎn)生的震動對周圍的影響采用質(zhì)點(diǎn)垂直振動速度來衡量，其計(jì)算公式如下：式中，V質(zhì)點(diǎn)垂直振動速度，cm/s；Q為單響起爆裝藥量，kg；K，與地形地質(zhì)因素和爆破條件有關(guān)的參數(shù)，對普堅(jiān)巖取K=145，=2；R測點(diǎn)至爆源中心的直線距離，m。隧道全斷面爆破開挖，采用微差起爆，最大段藥量不大于20公斤，計(jì)算30米出圍巖或支護(hù)質(zhì)點(diǎn)上產(chǎn)生的爆破震動。依據(jù)爆破安全規(guī)程規(guī)定，隧道全斷面爆破開挖，采用微差起爆，最大段藥量不大于20公斤，計(jì)算30米處圍巖或支護(hù)質(zhì)點(diǎn)爆破震動對于隧道內(nèi)圍巖及支護(hù)是安全的，必要時可對圍巖及支護(hù)進(jìn)行爆破震動監(jiān)測。2、空氣沖擊

16、波爆破時空氣沖擊波的安全距離為式中：系數(shù)，對于一般建筑物為70；對于人員為25-60?？諝鉀_擊波安全距離計(jì)算得3、爆破飛散物我國隧道爆破時常用如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算飛石距離式中：安全系數(shù)，與地形、風(fēng)向等因素有關(guān)，一般取1.0-1.5；爆破作用指數(shù)；最小抵抗線（%）。飛石安全距離計(jì)算得4、有毒氣體炸藥爆炸產(chǎn)生的一氧化碳、氧化氮等不僅都是有毒氣體（俗稱炮煙），而且都對瓦斯爆炸反應(yīng)起催化作用。實(shí)踐表明，爆破產(chǎn)生的有毒氣體是地下礦山的重要公害，通常所說的炮煙中毒事故機(jī)率較高。爆破有毒氣的產(chǎn)生主要與炸藥質(zhì)量及其氧平衡率、起爆能量及介質(zhì)條件、風(fēng)流質(zhì)量等因素有關(guān)。放炮后要將風(fēng)筒及時接至工作面，使風(fēng)筒末端與工作面距

17、離，壓入式通風(fēng)不超過10米，抽出式通風(fēng)不超過5米，混合式通風(fēng)不超過10米。對于隧道內(nèi)的有毒氣體，采用有害氣體檢測儀進(jìn)行必要的監(jiān)測。七、爆破安全施工措施1、鑿巖安全措施( 1 ) 各種鑿巖機(jī)械必須保持技術(shù)狀況良好、安全、靈活、可靠。操作人員須按操作規(guī)程作業(yè)。作業(yè)前應(yīng)檢查壓氣膠管接頭，機(jī)械連接螺帽等是否安全牢固。( 2 ) 鑿巖前必須進(jìn)行“四檢查”和“四清除”。即檢查和清除炮煙和殘炮；檢查和清除盲炮(由爆破員處理)；檢查和清除頂、幫、掌子面浮石；檢查和清除支護(hù)的不安全因素。( 3 ) 鑿巖時應(yīng)做到“四嚴(yán)禁”。即嚴(yán)禁打殘眼；嚴(yán)禁打干眼；嚴(yán)禁戴手套扶釬桿；嚴(yán)禁站在鑿巖機(jī)釬桿下。( 4 ) 退出鑿巖機(jī)或

18、更換釬桿時，應(yīng)減速慢退，切實(shí)注意釬桿位置，避免釬桿脫落傷人。( 5 ) 鑿巖臺架應(yīng)安裝牢固，周邊應(yīng)與洞幫相頂實(shí)，前部與掌子面距離應(yīng)小于50公分。( 6 ) 鑿巖時若遇流砂層或突然涌水地段，應(yīng)停止作業(yè)，并迅速報告有關(guān)部門，制定安全措施。( 7 ) 作業(yè)完畢，應(yīng)將一切設(shè)備和工具移至安全地點(diǎn)。 2、爆破安全措施本工程隧洞爆破設(shè)計(jì)采用導(dǎo)爆管毫秒雷管分段簇聯(lián)，電雷管引爆系統(tǒng)，爆破作業(yè)由持有爆破證的爆破員操作，爆破作業(yè)規(guī)定如下：( 1 ) 不準(zhǔn)在同一工作面使用不同批號、不同廠家的雷管。爆破器材必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)過嚴(yán)格檢驗(yàn)，不合格者不得使用。( 2 ) 有下列情形之一者，禁止進(jìn)行爆破工作： 有冒頂或邊坡滑落危險； 通道不安全或通道堵塞； 工作面有涌水危險或炮眼溫度異常； 危及設(shè)備安全，卻無有效防護(hù)措施； 工作面無良好照明，未做好準(zhǔn)備工作；( 3 ) 爆破前必須發(fā)出音響和視覺信號，待所有人員及設(shè)備撤至安全區(qū)域方能起爆。( 4 ) 放炮后，在確認(rèn)無盲炮時，應(yīng)不小于15分鐘，不能確認(rèn)無盲炮時，必須不小于30分鐘，爆破作業(yè)人員方可進(jìn)入爆破作業(yè)點(diǎn)。( 5 ) 放炮后進(jìn)入工作面時要首先檢查頂、幫及支護(hù)是否安全，有無盲炮等情況