五虎山隧道爆破设计(编辑修改稿)

五虎山隧道爆破设计(编辑修改稿)内容摘要：

离； Vs— 不同的岩石中的波速值。 详见表 3435； Tyi— 第 i段爆破的震动持续时间（通过同条件下的测试数据综合确定）； 不同岩石中震动波传播速度 表 3436 岩石名称 P 波速（ m/s） S 波速（ m/s） 岩石名称 P 波速（ m/s） S 波速（ m/s） 花岗岩 39606096 21333353 片麻岩 47245578 辉长石 6553 3444 冲积层 5031981 玄武岩 5608 3048 粘土 11282409 579 纯橄榄岩 7986 4084 土壤 152762 91549 砂岩 2438427 9143048 冰啧物 396 石灰岩 30486096 27433200 大理石 5791 3505 26 隧道掘进方向仰拱二次衬砌 5m上台阶左洞下台阶≤20m≥5m隧道掘进方向仰拱二次衬砌 下台阶上台阶右洞5m中夹岩≤20m页岩 18293962 10672286 石英岩 6050 板岩 36584450 2865 片岩 4542 2896 注：表中 VS 可选 P 波速或 S 波速进行计算，以计算所得爆破时间间隔最大为 准。 小净距隧道部分各工序施工步骤 各工序施工步骤控制参见 下 图，二衬滞后掘进的时间不得大于 1个月。 五 、装药、填塞和起爆网络设计 （一）装药结构设计 严格按设计的装药结构和药量装药，装药时应使用专门的炮棍装药，炮棍可选用木制、竹制或塑料材料，不准使用铁制。 炮棍要直顺、顶端要齐平，直经比炮孔直径稍小，并保证装药时不损坏导爆管或雷管脚线。 为满足不同部位的爆破要求，装药的密度要求不同，当需提高装药密度时，药卷可一节一节的装并随即捣实，使药与眼壁间不留缝隙。 要降低装药密度时，可采用间隔装药、小直径药 卷或几个药卷同时装入后再推进。 周边眼的装药结构：周边眼的装药结构是实现光面爆破的重要条件，严格控制周边眼装药量，采用合理的装药结构，尽量使炸药沿孔深均匀分布。 施工 27 时采用不偶合装药结构即采用φ 32 200 小直径炸药间隔装药结构，炮眼直径为40mm，不偶合系数一般在 ～ 范围内，如下图所示。 周边眼装药结构图 其余炮眼均采用连续装药结构，装药后将炮泥堵塞在与炸药相接的部位，实践证明，这种堵塞方法比堵在眼口的爆破效果好，如下图所示。 其余炮眼装药结构图 装药采用手工方式进行， 10 人在清孔 完毕后开始装药。 使用炮棍装药。 炮棍可以使用木头、竹杆和塑料制作，必要时可以在炮棍头上安装铜套或铜制尖端。 炮棍应具备足够的长度，插入炮眼底部后外部应具备不少于 30cm 的富余量。 任何情况下严禁使用铁器制作炮棍和炮棍头。 本设计周边眼采用不偶合间隔装药结构，其他眼装药结构采用不偶合连续装药结构，反向起爆。 装周边眼时按设计要求将药卷捆扎在削好的竹片上，清孔后将竹片连带炸药整根装入；辅助眼装药时首先将已经按设计段别插入导爆管（含雷管）的起爆药卷装入孔底，并使雷管聚能穴朝向孔口方向，然后其他药卷按设计数量依次装入，并用 炮棍捣实； 9个掏槽眼中 3个 102mm 中空眼提供临空面，不装药，其他 6个炮眼装药时在装入起爆药卷之前首先装入一卷药卷，然后象装辅助眼一样将起爆药卷、其他药卷依次装入并捣实。 28 装药需分片分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管段别要“对号入座”。 （二）填塞设计 填塞作用原理： 填塞作用原理要从爆破作用原理说起。 关于岩石爆破破碎的原因有多种理论和学说，比较流行的有爆轰气体压力学说、应力波学说以及应力波和爆轰气体压力共同作用学说。 爆轰气体压力学说从静力学观点出发，认为岩石的破碎主要是由于爆轰气体的膨胀压力 引起的。 这种学说忽视了岩体中冲击波和应力波的作用，基本观点为：药包爆炸时产生大量的高温高压气体，这些爆炸气体产物迅速膨胀并以极高的压力作用于药包周围的岩壁上，形成压应力场。 当岩石的抗拉强度低于压应力在切向衍生的拉应力时，将产生径向裂隙。 作用于岩壁上的压力引起岩石质点的径向位移，由于作用力的不等引起径向位移的不等，导致在岩石中形成剪切应力。 当这种剪切应力超过岩石的抗剪强度时，岩石就会产生剪切破坏，当爆轰气体的压力足够大时，爆轰气体将继续推动破碎岩块向径向抛掷运动。 应力波学说以爆炸动力学为基础，认为应力波是引 起岩石破碎的主要原因。 这种学说只考虑了拉压力波在自由面的反射作用，忽视了爆轰气体、压应了波、拉压力和压压力的环向的作用。 应力波和爆轰气体共同作用学说认为，岩石的破坏是应力波和爆轰气体共同作用的结果。 这种学说认为，爆破过程中，首先是爆轰波在岩石内造成径向裂隙，爆轰气体进一步使裂隙扩张、压力足够大时，引起岩块作径向抛掷运动。 对于不同性质的岩石和炸药，应力波与爆轰气体的作用是不同的。 在坚硬的岩石、高猛度炸药、偶合装药或装药不偶合系数教小的条件下，应力波的破坏作 29 用是主要的，在松软岩石、低猛度炸药、装药不偶合系数较 大的条件下，爆轰气体的破坏作用是主要的。 从工程实践来看，应力波和爆轰气体压力共同作用学说较为贴近工程实际。 填塞炮眼可充分利用爆破气体的破坏作用，降低炸药消耗，保证爆破后岩块的破碎程度。 为此，隧道爆破必须填塞炮眼。 堵塞长度按相关规范要求，长度取 50 倍钻孔直径，不小于 20cm。 填塞材料可以使用砂土、粘土或凿岩时的岩粉，应防止混进石块砸坏爆破网路。 填塞时，不得将雷管上的导爆管拉得过紧，以防被堵塞材料损坏。 堵塞过程中要不断检查起爆线路，防止因堵塞损坏起爆线路而引起瞎炮。 堵塞的作用在于使炸药得到良好的效果，同 时改变爆后气体，堵塞的好坏还直接影响到装药量的多少。 堵塞材料选用砂粘土，并有一定的含水率。 对已装好药的炮眼要及时用炮泥封堵，周边眼的封堵长度不宜小于 20cm，封堵材料可应地取材，但要求其不可燃并要有可塑性，易于密实，与炮孔壁摩擦作用大，能结成一个整体。 可选用一部分石屑、石粉、或粗砂配粘土加适量水混合配制。 装炮泥时开始要慢用力、轻捣，以后炮泥须依次捣实至孔口，捣炮泥时要用手拉住雷管脚线，导爆管要拉直，但不得过紧。 （三）起爆网络设计 起爆顺序：起爆前 10 分钟，电话通知洞外停止通风，爆破后恢复通风排烟。 掏槽眼毫秒延时雷管段别自中心向外依次为 3段，辅助眼雷管段别依次为 9 段，周边眼采用 9 或 11 段。 采用塑料毫秒延期导爆管雷管，孔内延期起爆法一次全断面起爆。 除周边眼采用不偶合间隔装药外，其余均采用不偶合连续装药，反向起爆方式。 装药完毕后开挖面分区将塑料导爆管簇联，最后再用塑料导爆管级联成一束，两发纸壳铁脚线电雷管同时点火起爆。 起爆 30 网络设计图附后。 隧道爆破采用孔内毫秒延时变色塑料导爆管非电起爆。 由于炮眼较多，起爆网路采用簇联及级联方式。 电 雷管起爆。 将爆破工作面按不超过 30 根导爆管分为一个区，每区内 采用簇联方式即将区内所有导爆管末端用胶布捆绑在一根级联导爆管上（ 8根级联导爆管必须采用同段导爆管）。 最后将 8个区的级联导爆管簇联，用胶布捆绑在两发纸壳铁脚线电雷管上，有引爆器引爆。 敷设导爆管爆破网路时应注意以下几点： 导爆管一旦被截断，端头一定要密封，以防止受潮、进水及其它小颗粒堵塞管腔，可用火烧熔导爆管端头，然后用手捏紧即可。 再使用时，把端头剪去约 10cm，以防止端头密封不严受潮失效。 如果导爆管需接长时，首先将导爆管密封头剪掉，然后将两根导爆管插入塑料套管中同心相对，并在套管外用胶布绑紧。 绝对禁止将导 爆管搭结传爆。 导爆管、导爆管雷管在使用前必须进行认真的外观检查。 发现导爆管破裂、折断、压扁、变形或管腔存留异物，均应剪断去掉，然后用套管对接。 如果导爆管雷管的卡口塞处导爆管松动，则会造成起爆不可靠，延时时间不准确，应将其作为废品处理。 导爆管网路内不得有死结，孔内不得有接头，孔外传爆雷管之间应留有足够的间距。 用于同一爆破工作面的导爆管必须是同厂同批号产品。 为了防止雷管聚能穴产生的高速射流提前切断尚未传爆的导爆管，应将起爆雷管或传爆雷管反向布置，即将雷管聚能穴指向与导爆管的传爆方向相反的方向。 雷管应捆扎在 距导爆管端头大于 10cm 的位置，导爆管应均匀地敷设在雷管周围，并用胶布等捆扎牢固。 需要指出的是，从起爆和传爆强度的角度考虑，正向布置起爆雷管比反向布置更合理。 如果正向布置起爆雷管，必须采取防止 31 聚能穴炸断导爆管的有效措施。 安装传爆雷管和起爆雷管之前，应停止爆破区域内一切与网路敷设无关的施工作业，无关人员必须撤离爆破区域，以防止意外触发起爆雷管或传爆雷管引起早爆。 六 、施工机具、仪表及器材表 每开展一个爆破工作面拟配备的施工机具、仪表及器材见下表： 32 七 、爆破施工组织设计 （一）工程概况及施工质量总体要求 本合同段 五虎山 隧道，合计开挖方 ，爆破作业主要在隧道内进行，质量要求：对地质条件好的隧道开挖必须采用光面爆破，光面爆破炮眼残留率要求硬岩达到 80%以上、中硬岩达到 60%以上。 （二） 隧道爆破开挖及总体施工方案 洞外设高压风站， 隧道进、出口各 安装 8台 20m179。 /min电动空压机，风管采用 220mm 无缝钢管，将高压风引入爆破工作面附近约 50m 的地方，端头安装风包分出小管作为连接 风动凿岩机之用。 洞门外 30m 处安装轴流风机作为主风机，序号 机具名称 规格、型号 单位 数量 产地 1 风动凿岩机 YT28 台 30 甘肃 2 液压钻孔平台 台 1 自制 3 照明灯 100W 盏 5 4 风、水管路 米 120 5 竹、木炮棍 3m 根 20 6 炮泥机 PNJ1 台 2 重庆 7 电动压风机 4L20(22)/8 台 9 重庆 8 侧翻装载机 ZLC50C 台 2 德国 9 挖掘机 PC220 台 1 日本 10 自卸车 10m3 台 8 重庆 11 全站仪 莱卡 1201 台 1 瑞士 12 电子水准仪 DC103 台 4 南京 13 轴流风机 台 1 侯马 33 采用压入式通风，后期在洞内安装局扇向洞外吹风，组成混合式通风系统。 爆破作业面配移动式凿岩台架一部，装载机配合台架移动；配 YT28 型风动凿岩机35 台，钻眼工 40 人（其中掏槽眼、周边眼均由经验丰富的钻眼工钻孔），配合开眼及装药 10 人，专职安全员 1人，调度员 1人，照明灯 5盏，炮棍 10 根。 爆破后通风排烟 30min，检查无险情后开始装车出碴， 1台 PC200型挖掘机居中配合，其左右两侧各配两台 ZLC50C 装载机装车， 9台自卸车运输。 出碴完毕后装载机配合将钻孔台架移动 到爆破作业面，进一步清理危岩，进行喷混支护。 喷混凝土采用两台 PBT20 湿喷机进行喷混作业，每台喷设机配两名喷射手， 4人供料，喷射料在洞外用强制式混凝土拌和机搅拌， 3m179。 自卸车运输。 支护完毕后开始下一循环钻爆作业。 按新奥法原理组织施工，软弱围岩分部开挖，硬质岩全断面施工。 坚持信息化动态施工管理，隧道地质超前预测预报采用全程地质素描、超前钻孔等多种方法相结合，超前探明地质情况；规范实施监控量测，科学选择施工方法、合理安排施工顺序及支护施作时机，严格按《锚喷构筑法技术规则》和有关设计要求施作初期支护及衬砌，做到 开挖光爆成型、支护锚喷及时 , 确保隧道安全文明施工。 对正洞Ⅲ级 围岩采用 三台阶 法施工，Ⅳ级围岩采用中隔壁法施工，Ⅴ级围岩采用双侧壁导坑法施工；钻爆采用非电毫秒雷管起爆，光面（预裂）爆破技术，严格控制超欠挖；正洞出碴进料采用无轨运输方法，采用无轨运输方法；主要机械按特长隧道大断面机械化施工技术要求配备，优化钻爆、出碴、喷锚和二衬主要机械化作业线机械配套组合方式，实施机械化快速施工；初期支护紧随开挖面及时施作，减少围岩暴露时间，抑制围岩变形，喷砼采用湿喷技术；仰拱、填充和底板先于二衬施工；二次衬砌砼采用自动计 量拌和站生产，混凝 34 土运输车和输送泵输送，液压整体钢模台车拱墙一次模筑成型。 软岩段施工严格遵守软弱围岩不良地质地段 “早预报、勤量测、管超前、弱爆破、短进尺、强支护、快封闭、紧衬砌”的原则，做到稳扎稳打，步步为营。 硬岩段施工优化特长铁路双线隧道机械设备配套选型方案，重点对开挖机械化作业线予以加强，按运碴能力大于装碴能力，装碴能力大于钻爆能力的原则进行强力配置；强化施工调度指挥，抓好开挖、运输、初支和衬砌四条作业线之间的相互协调，组织好平行、交叉、流水作业，实现工序有序衔接，减免干扰，充分发挥机械化施工效率， 切实抓好硬岩段机械化快速施工，确保本隧按期完工。 切实搞好特长隧道施工通风防尘和施工排水工作，改善洞内作业环境，提高工作效率。 集中企业多年。