杨肸子隧道Ⅴ级围岩爆破-隧道施工好帮手
杨肸子隧道Ⅴ级围岩爆破-隧道施工好帮手
杨肸子
隧道Ⅴ级围岩爆破
1.技术交底范围：
本交底为改建铁路重庆至贵阳线渝黔铁路YQZQ-8隧道Ⅴ级围岩爆破施工技术交底。
2.设计情况：
隧道钻爆设计的目的在于避免超欠挖和达到预期的循环进尺，并尽可能节省工料消耗。爆破设计的内容包括炮眼（掏槽眼、辅助眼、周边眼）的布置、数目、深度和角度，爆破器材、装药量和装药结构，起爆方法和爆破顺序，钻眼机具和钻眼要求等。
本标段隧道施工时，Ⅴ级围岩采用大拱脚台阶法和CRD法施工，按钻浅孔、密布眼、少装药、放小炮、小振动、短进尺、多循环的原则来考虑，拱部可采用光面爆破，下部边墙采用预裂爆破，Ⅴ级围岩爆破参数及炮眼布置见附图1。掏槽采用双重或多重楔形掏槽形式，使槽腔内的岩体一部分一部分地爆破掏出，这样既容易掏出槽来，又能保证掏槽效果，减小掏槽爆破产生的振动效应；掏槽及底板眼按抛掷爆破进行设计；其它眼根据所在部位及作用采用控制爆破，掏槽、边角、底板眼的段最大允许装药量取Qmax的70％，在保证爆破效果的前提下，尽量减小各部位炮眼的炸药单耗。
周边眼采用不耦合间隔装药结构，见图1。爆破材料采用1～13段普通毫秒延期非电雷管，周边眼采用低爆速、低密度、高爆力、传爆性好的小直径2#岩石销铵炸药，富水地段采用乳化炸药，采用厂制炮泥堵塞，导爆管复式网路联接，分断面一次起爆。
2.1.爆破参数的选定
根据爆破理论计算公式初步拟定爆破参数，再通过现场试爆修正确定爆破参数。
（1）炮眼深度
炮眼深度L以循环进尺为炮眼深度，Ⅴ级围岩上台阶循环进尺1榀拱架，下台阶循环进尺2榀拱架，掏槽眼加深10%～20%。
（2）炮眼数目
炮眼数目N可根据下式计算：
N＝ks／﹙nr﹚
式中：k—单位炸药消耗量，㎏/m3；s—开挖面积，m2；
r—炸药的线装药密度，㎏/m；n—炮眼装药系数（取0.2～0.4）；
（3）炮眼布置
首先布置掏槽眼、扩槽眼、内圈眼、周边眼。周边眼参考经验计算式：
间距：E＝（12～18）d（d为炮眼直径）；
抵抗线：W＝（1.0～1.5）E；
装药量集中度：q＝0.04～.19㎏/m；
（4）一次起爆总药量计算：
Q＝ksL
式中：L—炮眼深度，m。
（5）单眼装药量计算：
① 周边眼可参考光面爆破进行计算。
② 其它各部炮眼装药量：q＝kawlλ
式中：a—炮眼间距；w—炮眼爆破方向的抵抗线；
λ—炮眼所在部位系数（见表1）。
表1 炮眼部位系数λ
炮眼部位
掏槽炮眼
扩槽炮眼
内圈炮眼
λ值
2～3
1.5～2
0.8～1.0预0.5～0.8光
（5）Ⅴ围岩具体钻爆设计
Ⅴ级围岩标准断面隧道采用大拱脚台阶法和CRD法施工，上台阶循环进尺1榀拱架，下台阶循环进尺2榀拱架，爆破参数见表2。
3.开始施工的条件及施工准备工作
空压机、凿岩台车、钻孔台架、通风机等机具运转正常，配备专职爆破员、瓦检员。
4.施工工艺
4.1．光面爆破工艺流程
隧道光面爆破施工工艺流程见图2。
4.2.光面爆破工艺
（1）放样布眼
周边眼要沿隧道开挖轮廓线布置，保证开挖断面符合要求。辅助炮眼交错均匀布置在周边眼与掏槽眼之间，力求爆破出的石块块度适合装碴的需要。钻炮眼前，用全站仪、经纬仪、钢卷尺等准确绘出开挖断面的中线和轮廓线，并根据爆破设计，用红油漆标出炮眼的位置，其误差不得超过5cm，经检查符合设计要求后钻眼。
每次放线时，对上次爆破效果检查一次，并及时将结果告知技术主管和爆破人员，技术人员对测量数据进行计算分析，修正爆破参数，以达到最佳爆破效果。
（2）定位开眼
按炮眼布置正确钻孔，掏槽眼和周边眼的钻孔精度要高，开眼误差控制在3cm和5cm以内。
（3）钻孔
钻孔由专业钻孔工班承担，严格按照钻爆设计图进行钻孔作业，特别是周边眼和掏槽眼位置、间距和数量，未经主管工程师许可不得随意改动。各钻手分区、分部位定人定位施钻，实行严格的钻手作业质量经济责任制。风枪手做到二定三保，即定人定位，保质保量保安全。炮眼要“准、平、齐”：“准”是指炮眼位置要准，周边眼口全部在设计轮廓线内5cm的连线上，眼底全部在设计较廓线外5cm的连线上终止，其作炮眼定位误差不超过10cm。只有这样才能达到两排炮之间错台不大于10cm；“平”是要求炮眼方向和隧洞中线平行，两侧边墙要顺帮水平打眼，各排炮相同位置的炮眼平行，爆破后各排同位炮眼连成一条线；“齐”，主要是眼底要齐，要在一个垂面上，才能保证良好的爆破效果。
（4）清孔及验孔
装药前，用钢筋弯制的炮钩、高压风将炮眼内的泥浆、存水、石粉吹洗干净，防止堵塞。炮眼清理完成后，报技术员检查炮眼深度、角度、方向和炮孔内部情况。经检查后方可装药。
（5）装药与堵塞
分片分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下装药，雷管“对号入座”。所有炮眼均以炮泥堵塞，不得用炸药的包装材料等代替炮泥堵塞，堵塞长度不小于50cm，周边眼不小于30cm。
装药方法：装药时一手抓住雷管的脚线，另一手用木质或竹质炮棍将放在眼口处的药卷轻轻的推入炮眼底，使炮眼内各药卷间彼此密接，推入时，用力要均匀。
装药结构：掏槽眼、辅助眼及底眼采用反向连续装药，即将起爆药卷放在眼底第二个药卷位置上，起爆药卷和所有的药卷的聚能穴朝向眼外。周边眼采用间隔装药，即在跑眼底部先装入一个起爆药卷，然后间隔一定距离装半个药卷，在隔一定距离再装半个药卷直到预计药量装填完毕。
（6）联结起爆网络
采用复式起爆网络，以保证起爆的可靠性和准确性。联结时注意：导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管连接次数相同；引爆雷管用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端10cm以上处。网路联好后，专人负责检查。
（7）爆破警戒
起爆前，安全员须清点人数，确认所有人员都已撤离至安全地点后，报告现场负责人，现场负责人下令起爆。放炮员接到起爆命令后，必须先发出爆破警号，至少等5s，方可起爆。
（8）瞎炮的处理
发现瞎炮，首先查明原因。如果是孔外的导爆管损坏引起的瞎炮，则切去损坏部分重新连接导爆管即可；但此时的接头尽量靠近炮眼。如因孔内导爆管损坏或其本身存在问题造成瞎炮，则参照《爆破安全规程》有关条款处理。
（9）光爆质量检查
爆破后的围岩面应圆顺平整，超挖量控制在10cm以内，不欠挖。周边炮眼痕迹应在开挖轮廓面上均匀分布，炮孔残留率：硬岩不少于80%，中硬岩不少于60%，软岩不少于50%。爆破后围岩上无粉碎岩石和明显的裂缝，并不得有浮石(岩性不好时无大浮石)，炮眼利用率80%～90%。
（10）分析效果，调整炮眼间距和药量
每次爆破后都要与爆破设计进行对照比较，及时修正爆破参数，提高爆破效果，改善技术经济指标。爆破效果要符合下列要求：①超欠挖符合表3规定要求；②开挖轮廓圆顺，开挖面平整；③爆破进尺达到设计要求，爆出的石块块度满足装碴要求；④炮眼痕迹保存率：硬岩不少于80%，中硬岩不少于60%，软岩不少于50%，并在开挖轮廓面上均匀分布；⑤两次爆破的衔接台阶尺寸不大于15cm。
如爆破后石碴过小，说明辅助眼布置偏密或用药量偏大；如果石碴过大不便运碴，说明炮眼布置偏疏或药量偏小等情况均要调整爆破参数。
5.特殊部位的开挖
（1）软弱围岩地段的爆破开挖
隧道穿越地质软弱破碎带等首先选用非爆破开挖方法，比如采用风镐开挖或人工开挖，必须爆破时采用微震控制爆破。
爆破器材的选择：软弱围岩的抗拉强度是非常低的，同样它的声阻抗系数比较小，在周边打眼爆破时，为了充分发挥炸药减少对附近围岩的破坏，选择低猛速炸药效果较好。
（2）隧道瓦斯地段爆破施工
在隧道爆破掘进过程中根据地质勘测资料，需核查该隧道节理裂隙内是否有瓦斯及有害气体溢出，掘进过程中须对瓦斯及有害气体浓度进行监测，根据瓦斯及有害气体浓度采用相应的炸药及起爆方法，当隧道瓦斯浓度达到1.5%时必须立即停止作业，并切断电源。
瓦斯工区必须采用煤矿许用安全炸药，并使用煤矿许用电雷管起爆。
6.光面爆破施工注意事项
确定隧道施工方案时，要综合考虑隧道的地质条件、钻孔设备、爆破器材、支护方法和技术水平等因素来决定。应该特别强调的是，隧道开挖施工方案和爆破方法之间有着十分密切的关系。隧道光面爆破施工应遵循以下原则：
1） 钻孔孔位依据测量定出的开挖轮廓线确定。周边孔在断面轮廓线上开孔，沿轮廓线等间隔布置炮眼，需要调整孔位时偏差不大于2cm，周边眼应向外侧偏斜3～5°钻孔，周边眼外插角偏差不大于1°，各炮孔孔底落在规定的平面上，凹凸不平整度小于10cm；与周边孔相邻一排辅助炮孔的孔口距离不小于40cm，打眼方向水平、平行于掘进方向。
2）钻孔前必须严格按照钻爆设计标示出孔位和编号；如果孔位与上次的残孔重合，必须适当移位，绝对不准在残孔内钻孔。
3）必须保证钻孔质量。钻进中要防止漏钻和多钻，控制好孔位、孔深和角度，是保证光面爆破效果的基础。
4）炮孔钻完后要及时清孔并用木楔封堵，防止落入石块等杂物。炮孔经检查合格后，方可装药爆破。
5）为减少装药时间，事先由炮工将药卷间隔串联在导爆索上，并用胶带绑扎在一根有一定强度的竹片上，装药时炮工将绑有药卷的竹片放入每个周边孔内，应使竹片紧靠围岩外侧，而药卷则紧靠开挖岩石的内侧，这样既有利于保护岩壁，又可以增强对开挖岩石的爆炸力。炮孔内放入药卷后，应将导爆索引出孔外，然后炮泥封堵炮孔。
6）为使周边孔装药达到一定的不偶合系数，周边眼采用直径φ25mm的小药卷进行装药。
7）为保证周边眼光面爆破效果，周边孔最后一段起爆。同时起爆的炮孔用导爆索串联在一起或用同段位的导爆管雷管簇联在一起，最后通过电雷管进行激发。
8）连线必须认真细致，仔细清点数量并复核，对联结块上的上下级导爆管必须捆扎牢固，严防产生漏爆拒爆现象。
9）爆破后的残留炮孔痕迹在开挖轮廓线上是否均匀分布；半孔残痕率在完整岩石处保持在95%以上，较完整和完整性稍差的岩石处保持在80%以上，破碎岩石处半孔率不小于50%。
10）每次爆破以后，要先进行通风，通风30分钟后检查人员方可进入隧道做相应的检查工作；要及时察看围岩周边光面爆破效果，核对与爆破设计是否相符，如有变化要及时调整爆破参数，使其达到最佳效果。
7.安全防护措施
1）爆破振动控制及标准
对于洞内外新浇筑混凝土的震速要求，不超过下表4的规定值。
2）控制飞石
施工中为防止飞石一定要根据爆破条件的变化，合理确定单位炸药消耗量和爆破参数，保证炮孔的堵塞长度和质量。并在洞门外一定距离设置安全防护设施。
3）放炮警戒工作
一般按爆破设计给定的安全距离处设置警戒点、警戒线，警戒点的布置要疏而不漏，点与点之间要互有联系，互相照应，警戒线采用脚手架管和木板隔离爆破作业区域和安全区域，隔离设施周围由警戒人员巡视坚守，保证无不相关的人员进入爆破作业现场，并与指挥中心形成通讯联络网。起爆点设在爆破抛掷方向的安全地带。
4）爆破后安全检查与处理
爆破后必须经过30min通风排烟，检查人员方可进入作业面。检查有无“哑炮”等可疑现象；有无残余炸药或雷管；顶板两帮有无松动石块；支护有无损坏和变形。在妥善处理并确认无误后，其他工作人员方可进入作业面。当发现哑炮时必须由原爆破人员按规定处理。
5）爆破组织工作
（1）放炮人员管理，爆破作业人员具有《放炮员作业证》的专业人员担任，辅助作业人员全部进行施工前安全培训。
（2）成立爆破工程管理组，全面负责安排爆破的各项工作，设队长、副队、技术总负责人 、技术员、放炮员、安全员、保管员、押运员等。
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