某隧道洞內(nèi)開挖鉆爆初步設(shè)計(jì)方案

XX隧道洞內(nèi)開挖鉆爆初步設(shè)計(jì)XX隧道開挖鉆爆采用光面爆破的方法，并按微震控制爆破設(shè)計(jì)，不偶合系數(shù)裝藥，塑料導(dǎo)爆管非電起爆。開挖施工中根據(jù)爆破設(shè)計(jì)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況進(jìn)行試驗(yàn)，并不斷修正設(shè)計(jì)參數(shù)，達(dá)到最佳爆破效果，成立爆破作業(yè)小組，實(shí)行定人、定位、定標(biāo)準(zhǔn)的崗位職責(zé)。一、工程概況XX隧道在我合同段左幅為：2270米、右幅為：2267米，其中左幅Ⅲ級(jí)圍巖長526米、Ⅳ級(jí)圍巖1364米、Ⅴ級(jí)圍巖105米、Ⅵ級(jí)圍巖245米，洞口及明洞30米；右幅Ⅲ級(jí)圍巖長496米、Ⅳ級(jí)圍巖1334米、Ⅴ級(jí)圍巖107米、Ⅵ級(jí)圍巖250米，洞口及明洞80米。左右幅在我合同段都為-1.8%的下坡，洞內(nèi)施工用水及洞內(nèi)出水不能自然排出洞外，為開挖進(jìn)度及安全，應(yīng)特別加強(qiáng)排水工作。二、隧道爆破監(jiān)控體系以項(xiàng)目經(jīng)理為組長，總工、安全科長為副組長，工程科長、現(xiàn)場(chǎng)主管、施工隊(duì)長、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員及專職安全員為組員的爆破監(jiān)控小組，全面對(duì)爆破施工進(jìn)行監(jiān)控。組長職責(zé)：負(fù)責(zé)全面監(jiān)控工作。副組長職責(zé)：負(fù)責(zé)爆破技術(shù)、爆破施工現(xiàn)場(chǎng)、爆破安全指導(dǎo)工作。組員職責(zé)：負(fù)責(zé)爆破現(xiàn)場(chǎng)管理工作。隧道爆破體系框圖三、開挖方案1、Ⅲ級(jí)圍巖采用全斷面開挖，開挖循環(huán)進(jìn)尺控制在3m～3.5m之間，初期支護(hù)與撐子面適當(dāng)拉開一定的距離，距離一般控制在25m以內(nèi)；2、Ⅳ級(jí)圍巖采用臺(tái)階法開挖，開挖采用中長臺(tái)階的方式，先開挖上斷面并初期支護(hù)，而后進(jìn)行下斷面及仰拱的開挖。兩側(cè)邊墻初支下底時(shí)，應(yīng)避免上半斷面兩側(cè)同時(shí)懸空，應(yīng)雙側(cè)交錯(cuò)落底，落底長度控制在1~3米。3、Ⅴ級(jí)圍巖采用環(huán)形導(dǎo)坑預(yù)留核心土法開挖，上部留核心土支擋工作面，及時(shí)施作拱部初期支護(hù)，核心土以及下部開挖在拱部初期支護(hù)的保護(hù)下進(jìn)行。環(huán)形開挖進(jìn)尺控制在1~2m左右，開挖高度控制在0.75～1.5m，開挖后立即初噴砼，封閉掌子面，然后進(jìn)行核心土開挖，隨后進(jìn)行邊墻及仰拱開挖，邊墻采用左右交錯(cuò)開挖，每次開挖為1~3m，且不大于3榀鋼架長度，上臺(tái)階長度應(yīng)不大于15m。4、Ⅵ級(jí)圍巖暫定采用中隔墻CD法開挖，如開挖后的地質(zhì)實(shí)際情況比預(yù)計(jì)好時(shí)，調(diào)整為環(huán)形導(dǎo)坑預(yù)留核心土法開挖。CD法開挖時(shí)，先行道導(dǎo)坑與后行道導(dǎo)坑前后錯(cuò)開應(yīng)控制在8~10m以內(nèi)，各洞室每循環(huán)進(jìn)行尺應(yīng)控制在0.5~1.0m以內(nèi)，上部與下步導(dǎo)坑間距應(yīng)控制在3m以內(nèi)，初期支護(hù)與二次襯砌應(yīng)及時(shí)跟進(jìn)，二次襯砌與后行導(dǎo)坑間距應(yīng)控制在20m以內(nèi)。隧道在穿越VI級(jí)圍巖施工時(shí)，應(yīng)左右洞錯(cuò)開施工，以保證施工安全。由于本合同段Ⅵ級(jí)圍巖為淺埋段，埋深55~70米，圍巖為巖塊石土、中風(fēng)化灰?guī)r，塊石土為崩塌堆積體及沖洪積層，厚度大、松散到稍密；灰?guī)r巖體破碎，巖溶發(fā)育，[BQ]=100。該段地表位于溝谷內(nèi)，為地表水匯集地帶，且圍巖為松散到稍密塊石土，施工開挖易垮塌，開挖施工暫定采用人工配合機(jī)械開挖，如必須采用爆破時(shí)，采用局部微振爆破開挖，四、爆破設(shè)計(jì)1、爆破的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)A、開挖輪廓線應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求：欠挖不大于5cm，超挖不大于15cm，壁面平整度小于15cm。B、周邊眼炮眼痕跡殘留率達(dá)到：Ⅲ級(jí)圍巖80％以上，Ⅳ級(jí)圍巖70％以上，Ⅴ~Ⅵ級(jí)圍巖50％以上。C、爆破后，在保留的半壁面上無粉碎和明顯新生裂隙，對(duì)圍巖破壞輕微。爆破后，大的危石、浮石較少。2、爆破材料及施工工具A、爆破材料炸藥：無水爆破采用２＃巖石硝銨炸藥，有水爆破采用爆速低于3000m/s孔化炸藥，掏槽眼及輔助眼選用φ32大藥卷炸藥，周邊眼裝藥結(jié)構(gòu)采用小φ25藥卷；雷管：采用Ⅱ型系列非電毫秒雷管（15段）。B、施工機(jī)具采用手持式T18氣腳式輕型鑿巖機(jī)，自制工作臺(tái)車，42mm合金鋼鉆頭。3、裝藥結(jié)構(gòu)周邊眼：采用光面爆破，裝藥采用不偶合裝藥及空氣間隔裝藥結(jié)構(gòu)，孔口用炮泥封堵（見周邊眼裝藥結(jié)構(gòu)圖）。掏槽、輔助、底板眼：見掏槽、輔助、底板眼裝藥結(jié)構(gòu)圖。4、起爆順序及間隔時(shí)差起爆順序：掏槽炮→輔助炮→周邊炮→底板炮，輔助眼由掏槽眼起爆后由內(nèi)向外分層起爆，周邊眼一次起爆；間隔時(shí)差：間隔時(shí)間采用≥100毫秒。5、爆破參數(shù)A、爆眼深度：掏槽眼計(jì)算公式：L=（0.25A-B）tanaL-掏槽眼深度(m)A-坑道斷面寬度(m)B-掏槽眼底距離(m)a-掏槽眼與開挖面夾角(·)圍巖類別開挖循環(huán)進(jìn)行尺尺(m)鉆孔深度(m))掏槽眼深度(mm)Ⅲ類圍巖3.23.43.7Ⅳ類圍巖2.52.73Ⅴ類圍巖1.51.72B、光面爆破參數(shù)間距：E=35-65cm；抵抗線：W=45-80cm,計(jì)算公式：W=1.25E；不偶合系數(shù)：D=d1/d2；炮眼密集中度：0.8-1.0，計(jì)算公式：m=E/W；裝藥集中度：q=0.07-0.35Kg/m；單孔裝藥量：Q=q*L；裝藥集中度：q=k*k1*k2*WⅢ類圍巖：q=0.8*0.95*0.5*0.75=0.285,取0.3；Ⅳ類圍巖：q=0.8*0.85*0.5*0.7=0.238,取0.25；Ⅴ類圍巖：q=0.8*0.7*0.5*0.6=0.168,取0.17；q—裝藥集中度；k—炮眼集中度；k1—巖性系數(shù)，Ⅲ類圍巖取：0.95、Ⅳ類圍巖取：0.75、Ⅴ類圍巖?。?.6；k2—炮眼長度修正系數(shù)，取：0.5；W—抵抗線根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及計(jì)算,本隧道光面爆破參數(shù)值取下表：圍巖類別間距抵抗線裝藥集中度單孔裝藥量不偶合系數(shù)炮眼集中度(cm)(cm)(Kg/m)(Kg)Ⅲ類圍巖60750.31.021.680.8Ⅳ類圍巖55700.250.6751.680.8Ⅴ類圍巖50600.170.2891.680.8C、單位耗藥量的確定計(jì)算公式：Q=（0.3√f+2/√s）CbeФwQ—單位耗藥量；f—巖石堅(jiān)硬系數(shù)；s—開挖斷面；C—藥卷直徑影響系數(shù)；b—炮眼深度影響系數(shù)；e—炸藥能量系數(shù)；Ф—炸藥密度影響系數(shù)；w—巖體結(jié)構(gòu)影響系數(shù)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及計(jì)算，各類圍巖暫按:Ⅲ類圍巖：1.3Kg/m3；Ⅳ類圍巖：1.0Kg/m3；Ⅴ類圍巖：0.75Kg/m3。D、非周邊炮眼數(shù)N2=0.0012*Qs/kd2-N1Ⅲ類圍巖:N=(0.0012*1.3*83)/(0.75*0.0322)-37=131個(gè),取130個(gè)；Ⅳ類圍巖:N=(0.0012*1*98)/(0.65*0.0322)-43=133個(gè),取128個(gè)；Ⅴ類圍巖:N=(0.0012*.75*103)/(0.5*0.0322)-49=132個(gè),取132個(gè)；Q－單位耗藥量；d－藥卷直徑；k－炮眼裝藥系數(shù)，Ⅲ類圍巖取：0.75、Ⅳ類圍巖?。?.65、Ⅴ類圍巖?。?.5；N1－光面爆破炮眼數(shù)；N2－非周邊炮眼數(shù)。E、爆破參數(shù)的修正：鉆爆設(shè)計(jì)在實(shí)施過程中，應(yīng)根據(jù)圍巖的變化、效果等對(duì)參數(shù)進(jìn)行修正。7、炮眼布置圖Ⅲ類圍巖:Ⅲ類圍巖炮眼布置圖Ⅲ類圍巖掏槽眼布置圖Ⅲ類圍巖用量統(tǒng)計(jì)計(jì)表藥量計(jì)算施工裝藥量炮眼編號(hào)深度(m)數(shù)量(m)裝藥系數(shù)(Kgg/m)單孔裝藥量(KKg)小計(jì)(Kg)單節(jié)重(Kg))節(jié)數(shù)單孔裝藥量(KKg)小計(jì)(Kg)中空眼2周邊眼13.4370.31.02380.1571.0538.85底板眼23.4200.752.55510.15172.5551掏槽33.7140.82.96410.15192.8539.9輔助眼43.4960.662.242150.15152.25216合計(jì)167346345.8開挖斷面83m2施工炸藥單耗：：1.3KKg/m33預(yù)計(jì)進(jìn)尺3.2m爆破方量265.6m33炸藥單耗1.30Kg//m3Ⅳ類圍巖：Ⅳ類圍巖炮眼布置圖Ⅳ類圍巖掏槽眼布置圖Ⅳ類圍巖用量統(tǒng)計(jì)計(jì)表藥量計(jì)算施工裝藥量炮眼編號(hào)深度(m)數(shù)量(m)裝藥系數(shù)(Kgg/m)單孔裝藥量(KKg)小計(jì)(Kg)單節(jié)重(Kg))節(jié)數(shù)單孔裝藥量(KKg)小計(jì)(Kg)中空眼2周邊眼12.7430.250.68290.1550.7532.25底板眼22.7360.71.89680.15131.9570.2掏槽3390.752.25200.15152.2520.25輔助眼42.7830.571.541280.15101.5124.5合計(jì)171245247.2開挖斷面98m2施工炸藥單耗：：1.0KKg/m33預(yù)計(jì)進(jìn)尺2.5m爆破方量245m3炸藥單耗1.00Kg//m3Ⅴ類圍巖:Ⅴ類圍巖炮眼布置圖Ⅴ類圍巖掏槽眼布置圖Ⅴ類圍巖用量統(tǒng)計(jì)計(jì)表藥量計(jì)算施工裝藥量炮眼編號(hào)深度(m)數(shù)量(m)裝藥系數(shù)(Kgg/m)單孔裝藥量(KKg)小計(jì)(Kg)單節(jié)重(Kg))節(jié)數(shù)單孔裝藥量(KKg)小計(jì)(Kg)中空眼1周邊眼11.7490.170.2914.20.1520.314.7底板眼21.7360.50.8530.60.1560.932.4掏槽3240.61.204.80.1581.24.8輔助眼41.7920.420.7165.70.1550.7569合計(jì)181115120.9開挖斷面103m2施工炸藥單耗：：0.788Kg/mm3預(yù)計(jì)進(jìn)尺1.5m爆破方量154.5m33炸藥單耗0.75Kg//m3四、鉆爆作業(yè)時(shí)注意事項(xiàng)1、鉆爆作業(yè)必須按照鉆爆設(shè)計(jì)進(jìn)行鉆眼、裝藥、接線和引爆。2、鉆眼前應(yīng)定出開挖斷面中線、水平線和斷面輪廓，標(biāo)出炮眼位置，經(jīng)檢查符合設(shè)計(jì)要求后才可鉆眼。3、炮眼的深度、角度、間距應(yīng)按設(shè)計(jì)要求確定，并應(yīng)符合下列精度要求：（1）掏槽眼：眼口間距誤差和眼底間距誤差不得大于5cm。（2）輔助眼：眼口排距、行距誤差均不得大于5cm。（3）周邊眼：沿隧道設(shè)計(jì)斷面輪廓線上的間距誤差不得大于5cm，周邊眼外斜率不得大于5cm/m，眼底不出開挖斷面輪廓線10cm，最大不得超過15cm。（4）內(nèi)圈炮眼至周邊眼的排距誤差不得大于5cm，炮眼深度超過2．5cm時(shí)，內(nèi)圈炮眼與周邊眼宜采用相同的斜率。（5）當(dāng)開挖面凸凹較大時(shí)，應(yīng)按實(shí)際情況調(diào)整炮眼深度，并相應(yīng)調(diào)整裝藥量，力求除掏槽眼外的所有炮眼眼底在同一垂直面上。4、應(yīng)根據(jù)鉆爆要求選定鉆眼效率高的鉆眼機(jī)械。當(dāng)采用液壓式多臂鑿巖臺(tái)車作業(yè)時(shí)，應(yīng)密切注意鉆眼石屑的排除情況，保護(hù)好鉆頭。5、鉆眼完成后，應(yīng)按炮眼布置圖進(jìn)行檢查并做好記錄，有不符合要求的炮眼應(yīng)重鉆，經(jīng)檢查合格后才能裝藥爆破。6、裝藥前應(yīng)將炮眼內(nèi)泥漿、石屑吹洗干凈。已裝藥的炮眼應(yīng)及時(shí)用炮泥堵塞密封。周邊眼的堵塞長度不宜小于20cm。7、按照《爆破安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，洞內(nèi)爆破不得使用黑火藥。采用電雷管爆破時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)洞內(nèi)電源的管理，防止漏電引爆。裝藥時(shí)可用投光燈、礦燈照明。起爆主導(dǎo)線宜懸空架設(shè)，距各種導(dǎo)電體的間距必須大于1m。8、周邊眼宜一次同時(shí)起爆。當(dāng)必須對(duì)爆破震動(dòng)加以控制時(shí)，周邊眼可根據(jù)地質(zhì)條件分組起爆。為防止點(diǎn)炮時(shí)發(fā)生照明中斷，爆破工應(yīng)隨身帶手電筒，嚴(yán)禁用明火照明。當(dāng)發(fā)現(xiàn)“盲炮”時(shí)，必須由原爆破人員按規(guī)定處理。9、爆破后必須經(jīng)過15min通風(fēng)排煙后，檢查人員方可進(jìn)入工作面，檢查有無“盲炮”及可疑現(xiàn)象；有無殘余炸藥或雷管；頂板兩幫有無松動(dòng)石塊；支護(hù)有無損壞與變形。在妥善