隧道爆破專項施工方案

2021-11-08 05:17:44 字數 4584 閱讀 8883

第一章工程概況

第一節工程概況

許村隧道位於山東省沂源縣許村北側低山區,工點起訖里程為dk1092+264~dk1093+044 ,全長780m。設計為時速120km/h雙線電化有砟軌道鐵路隧道。隧道洞身最大埋深約84公尺。

隧道內為4.5‰的單面下坡。隧道岩層以灰岩為主,圍岩級別有ⅲ、ⅳ、ⅴ級。

ⅲ、ⅳ級圍岩採用複合式襯砌,ⅴ級圍岩採用加強複合式襯砌。ⅲ~ⅴ級圍岩採用曲牆加仰拱結構形式。ⅲ級圍岩568m,ⅳ級圍岩132m,ⅴ級圍岩80m。

該隧道位於直線段,從進口單口掘進。洞門型式採用雙側擋牆式洞門。

第二節工程地質特徵

本隧道穿越花崗岩、灰岩和灰岩夾頁岩。灰岩區岩溶具有不發育至發育,對工程的影響程度較大,特別是隧道應考慮岩溶水突水問題。部分地段存在岩溶問題。

第三節水文地質

隧道進口北側230m及出口東側50m附近為田莊水庫常年有水。dk1092+400右141m有泉水出露,常年有水,水量較小。地下水主要為基岩裂隙水和岩溶水。

基岩裂隙水:受各類風化及地質作用的影響,區域性節理裂隙較發育,基岩破碎,地下水富集,含裂隙水,受大氣降水補給。岩溶水:

岩溶不發育,岩溶地下水貧乏。

第一節一般規定

1、開挖輪廓形狀和斷面尺寸應符合設計要求,盡量減小開挖輪廓線的放樣誤差,應採用雷射指向儀、隧道雷射斷面儀等確定開挖輪廓線和炮眼位置。

2、通過爆破試驗,選擇合理的鑽爆引數,並根據地質條件的變化和對振動波的監測,不斷優化鑽爆引數,實現光面爆破,把對圍岩、支護及襯砌的擾動減到最低程度。

3、隧道開挖斷面應以二次襯砌設計輪廓線為基準,考慮預留變形量、測量貫通誤差和施工誤差等因素適當放大,並應滿足下列要求:

(1)預留變形量應符合設計規定,或根據圍岩級別、隧道寬度、埋置深度、施工方法和支護情況等條件,採用工程模擬法確定。

(2)測量貫通誤差應符合現行鐵道部現行《新建鐵路工程測量規範》(tb 10101)的規定。

(3)施工中應根據量測結果進行分析,及時調整預留變形量。

4、當兩相對開挖工作面相距40m時,兩端施工應加強聯絡,統一指揮。當兩端開挖工作面間的距離剩下10-15m時,應從一端開挖貫通。

5、爆破作業時,所有人員應撤至不受有害氣體、振動及飛石傷害的安全地點;在有可能發生湧水、突發地段應加強開挖工作面與洞內後部工作點的聯絡。安全地點至爆破工作面的距離,在獨頭坑道內不應小於200m,當採用全斷面開挖時,應根據爆破方法與裝藥量計算確定安全距離。

6、隧道開挖中所使用爆破器材的運輸、貯存、檢驗、再加工、使用和退庫、銷毀應符合國家有關法律、法規和現行國家標準《 爆破安全規程 》(gb 6722)的規定。

第二節鑽爆設計

根據本標段隧道洞身圍岩的特點,ⅲ級圍岩開挖採用光面爆破,ⅳ、ⅴ級圍岩一般採用控制爆破,適用於軟弱圍岩的減輕**動控制爆破技術爆破。總的設計思想是拱部採用光面爆破,邊牆採用預裂爆破,核心採用控制爆破。主要採用水壓光面爆破掘進作業,嚴格控制超、欠挖,盡量減小擾動圍岩。

在施工中根據光面爆破設計結合現場地質情況進行爆破試驗,不斷修正爆破引數,達到最優爆破效果,採取邊開挖邊初期支護。

根據圍岩情況,台階長度滿足機具正常作業要求,每次開挖進尺根據圍岩情況而定。開挖主要採用光面水壓爆破掘進作業,嚴格控制超欠挖,盡量減小擾動圍岩。施工中根據光面爆破設計結合現場地質情況進行爆破試驗,不斷修正爆破引數,達到最優爆破效果,開挖後及時完成初期支護。

光面爆破施工工藝見圖3-1。

水壓光面爆破即採用與光面爆破相同的設計、藥量計算、起爆方法和起爆技術,僅在裝藥結構、孔口封堵環節有所區別:

爆破機理:向炮眼中一定位置注入一定量的水,炮口用專業裝置加工成的炮泥填塞。由於炮眼中有水,在水中傳播的衝擊波對水不可壓縮,**能量無損失地經過水傳遞到炮眼周邊圍岩中,這種無能量損失的力波十分有利於岩體破碎,此外,還會產生「水楔」效,更有利於岩體破碎,同時水又會大大降低粉塵對環境的汙染。

裝藥結構及封堵:周邊眼採用孔徑不偶合裝藥法,利用空氣達到間隔裝藥,導爆索連線,確保周邊眼炸藥起爆後衍生的切線方向的拉力大於兩個炮眼連線方向上圍岩的抗拉強度,使光爆層內岩石被拉斷形成貫穿裂縫及光爆麵。掏槽眼及輔助眼內採用孔底或孔口注水,連續裝藥的裝藥方法,孔口採用炮泥填塞緊密。

根據工程地質及現場施工條件,按照全斷面**廓控制爆破設計。在炮眼深度3.3~3.

5m不變的情況下,採用理論計算法、工程模擬法與現場試爆相結合,確定各部位炮眼鑽爆引數、注水長度與封口炮泥之比,分配各個炮眼裝藥量及裝藥結構,通過合理布孔、控制裝藥量和起爆**力、起爆順序等,得到設計要求的開挖輪廓面,從而減少超欠挖,減輕對圍岩的破壞作用,達到爆後壁面圓順、平整,縮短排查清除危岩的時間。同時節省炸藥,控制單迴圈進尺在3.0m及以上,確保施工安全和加快施工進度,同時又能提高工程質量和降低成本。

ⅰ 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,借助於經驗公式e=ki×d,一般情況下e=(8~12)d(d為炮眼直徑);抵抗線w=(1.0~1.5)e。

本設計炮眼間距e為500mm,炮眼直徑d為35mm,滿足對e、w值的要求,施工過程根據爆破效果和具體岩層適當調整。

ⅱ 周邊眼每公尺裝藥長度l、裝藥集中度q

①l=2m2.8[δ]c/(v0×ρ0)1.4—l1.4

滿足條件:每公尺裝藥長度l的精度達到0.005m即可

m——不耦合係數 m=d/d=35/25=1.4

ρ0——炸藥密度,採用2#岩石炸藥,ρ0=0.95g/cm3

[δ]c——岩石抗壓強度,弱風化灰岩,[δ]c=140mpa=1400kg/ cm3

v0——標準狀態下,每克炸藥生成氣體的體積,查表取8000 cm3/g

②q=(πd2/4)ρ0l

=π×3.22/4×0.95×0.0261=0.2kg/m

由於採用全斷面一次爆破,符合2#岩石炸藥對裝藥集中度q值的經驗值範圍。

ⅲ 炮眼數量n的確定

炮眼數量計算根據下列公式計算:

n=s0/e+cs

=34.4/0.5+1.4×82.89=185(個)

s0——開挖面周長(m)

e——周邊眼間距(m)

c——掏槽眼和擴大眼係數,中硬巖取1.4(m)

s——開挖隧道斷面積(m2)

實踐證明,該公式求得炮眼數量偏小,n取值在160~190個。

ⅳ 每迴圈裝藥量q

q=qv

q——單位岩石炸藥用量,由修正的普氏公式q=1.1k0(f/s)0.5計算求得q=1.

1kg/m3由於採用水壓爆破,從而減少了炸藥用量,通過現場實際爆破效果做對比分析結果節省炸藥,q在此取0.9-1.2kg/m3為宜。

v——單迴圈爆破岩石體積(m3)

按此公式計算,q=253.9kg

圍繞水壓爆破關鍵技術,遵循藥包對殉爆距離的要求,通過多個迴圈爆破效果對比分析,優化炮眼中上部注水長度與炮泥回填堵塞長度的最佳比例,後對各部位炮眼進行藥量分配,掏槽眼及底眼採用大直徑藥捲,連續裝藥;輔助眼及內圈眼採用大直徑藥捲,連續裝藥,其裝藥量按照遞減的原則進行分配;周邊眼採用小直徑藥捲。

往炮眼中注水的方法為採取普通塑膠袋灌注水工藝,即利用自動灌水、自動封口的水袋封口機現場加工水袋,長度20cm/個,調整封口溫度,以130~150℃為宜,要求水袋封口後不洩不漏、灌填飽滿。

每個作業面配1臺炮泥機,現場加工炮泥,最小堵塞長度不小於30cm,要求堵塞密實,不能有空隙或間斷。

炸藥:採用2#岩石銷銨炸藥,周邊眼採用φ25mm小藥卷,其它採用20cm長,直徑φ32mm標準藥捲,每卷0.15kg炸藥。

雷管:孔外採用火雷管引爆,連線件及孔內均採用非電毫秒雷管(1、3、5、7、9、11、13、15段),共8種段別。

導火索:火雷管採用導火索引爆。

導爆索:周邊眼採用導爆索不耦合裝藥。

掏槽眼和底眼連續裝藥。周邊眼採用間隔不耦合裝藥結構,炮泥封口,裝藥結構見圖3-2。

裝藥時,每2人一組,分片按照鑽爆設計圖確定的裝藥量自上而下進行裝藥,起爆網路採用複式聯結網路,每一簇即「一把握」,導爆管在自由端15cm以上處,安裝2個引爆雷管,各簇導爆管在自由端10cm以上處安裝2各引爆火雷管,各聯結均採用黑膠布包紮,以保證起爆的可靠性和準確性。聯結時注意:導爆管不能打結和拉細;各炮眼雷管連線次數相同;網路連線好後,要有專人負責檢查。

1、掏槽炮眼布置在開挖斷面的中部採用直眼掏槽,炮眼方向在岩層層理或節理明顯時,不得與其平行,呈一定角度並盡量與其垂直。

2、周邊炮眼沿設計開挖輪廓線布置,以保證爆出的斷面符合設計要求。

3、輔助眼交錯均勻布置在周邊眼和掏槽眼之間,力求爆下的石渣塊度適合裝渣的需要。

4、周邊眼與輔助眼的眼底在同一垂直面上,以保證開挖面平整,但掏槽炮眼加深10-20cm。

5、炮眼布置數量視隧道開挖斷面的大小和圍岩情況而定。

十一、鑽眼

鑽眼作業應符合下列要求:

1、炮眼的深度和斜率應符合鑽爆設計。

2、當採用手持鑿岩機鑽眼時,掏槽眼眼口間距和眼底間距的允許誤差為±5cm;輔助眼眼口間距允許誤差為±10cm;周邊眼眼口位置允許誤差為±5cm,眼底不得超出開挖斷面輪廓線15cm。

3、當開挖面凹凸較大時,應按實際情況調整炮眼深度及裝藥量,使周邊眼和輔助眼眼底在同一垂直面上。

4、鑽眼完畢,按炮眼布置圖進行檢查並做好記錄,對不符合要求的炮眼應重鑽,經檢查合格後方可裝藥。

5、採用手持鑿岩機鑿眼,當鑿眼高度超過2.5m時應配備與開挖斷面相適應的作業台架進行鑿眼;鑽孔作業應定人定崗,尤其是左右側周邊眼司鑽工不宜變動。

6、當採用鑿岩台車開挖時,對鑽眼的要求,可根據台車的構造效能結合實際情況另行規定。

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