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1、隧道钻爆施工技术一、工程简况：长滩隧道位于彭武高速公路长滩乡境内C6标段，采用上下行别离的独立双洞形式，隧洞轴线间距11.323.0m，起止桩号:左线ZK18+365ZK21+580，全长3215米，本合同段为(ZK18+365ZK20+000)长1635m,右线K18+364K21+640全长3276m,本合同段为(K18+364K20+000)长1636m;隧道净宽10.50米,净高5.0米。工程地质构造：洞口表层为强风化灰岩及薄层覆盖土，表层以下为裂隙发育,较破碎的强风化及中风化灰岩,小型溶洞分布较多,洞身以奥陶系下统灰岩、页岩为主，中厚层状、薄层状。岩质致密坚硬，完好性较好。隧道级围岩
2、长203米，占12.4%,级围岩长209米，占12.5%,级围岩长787.5米，占48.2%,级围岩长435.5米,占26.9%。二、钻爆设计钻爆法是隧道开挖施工中最常用的方法，认真进展钻爆设计和控制，采用光面爆破、预裂爆破技术，使开挖轮廓线符合设计要求，超欠挖量少，减少对围岩的扰动和破坏，有利于工程顺利进展。钻爆设计根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具、爆破材料和出渣才能等因素综合考虑，其设计内容主要包括：炮眼掏槽眼、辅助眼、周边眼的布设、数目、深度和角度；装药量和装药构造；起爆方法和爆破顺序等。1、设计条件综合考虑了本工程预定工期、进场设备、现场地质情况、施工条件及
3、当地火工材料供应等情况后，确定以下设计条件：、级围岩采用上下台阶开挖预裂爆破法，开挖断面积S上=50m2, S下=20m2,级台阶长5米、掘进循环进尺L=1米，级台阶长10米、掘进循环进尺L=1.5米，、级围岩采用全断面开挖光面爆破法，开挖全断面积S全 =80m2,掘进循环进尺L=3.5米。钻机采用风动凿岩机，钻头直径dk有38mm60mm等。由于装运机械车辆足，运距短，开挖出渣才能强。2、炸药品种选择根据本工程岩石抗爆性、当地可供炸药品种性能和价格，选用以下炸药： 表-1炸药名称直径d药mm长度l mm密度g/cm3猛度mm爆力ml适用范围2号岩石硝铵炸药351651.0512320大孔径光
4、爆2号岩石硝铵小药卷252001.0512320周边光爆2号岩石硝铵小药卷202500.9512320周边光爆1号抗水岩石硝铵炸药251650.9612320有水周边光爆RJ-2乳化炸药322001.2012340有水大孔径光爆3、炸药用量计算影响炸药消耗量的因素主要有：岩石坚硬程度和岩层的构造；炸药的威力；坑道断面积及临空面数量等，按照到达预定爆破效果的条件下，其爆炸功与岩石阻抗匹配的原那么计算确定。隧道爆破中，每循环爆破的总装药量Q=KLS，K为爆破单位体积岩石的炸药平均消耗量，即炸药单耗量kg/m3；L为爆破掘进进尺数m；S为开挖断面积m2；K值主要受岩石抗爆性、断面进尺比S/L、临空面
5、数目、炮眼布置形式、掏槽效果等因素影响。一般岩石的完好性系数f值越大，K越大；断面进尺比S/L越大，K越小；临空面越多，K越小；炮眼布置不好，K越大；隧道爆破实际一般采用K= 0.72.5kg/m3。以、级围岩地段全断面开挖光面爆破进展设计。根据以往的施工经历，取K=1.35kg/m3，本工程、级围岩开挖每循环的总装药量Q=1.353.580=378 kg。4、爆破参数选用根据?公路隧道施工技术标准?JTJ042-94推荐的以下参数表选用爆破各参数并在实际应用中根据爆破效果进展适当调整。选用的原那么是对于掏槽眼、辅助眼应采用较小的装药不偶合系数D，以进步爆破效率，对周边眼那么采用较大值以减少对
6、围岩的扰动破坏。当断面较小或围岩软弱、破碎或在曲折线处周边眼间距E应取较小值，为保证周边眼孔间贯穿裂缝优先形成，须使周边眼的最小抵抗线V大于炮眼间距E，E/V应取较小值。 光面爆破诸参数 表-2参数岩石种类饱和单轴抗压极限强度Rb(Mpa)装药不偶合系数D周边眼间距Ecm周边眼最小抵抗线Vcm相对距E/V周边眼装药集中度qkg/m硬岩601.251.50557070850.81.00.300.35中硬岩30601.502.00456060750.81.00.200.30软岩302.002.50305040600.50.80.070.15 预裂爆破诸参数 表-3参数岩石种类饱和单轴抗压极限强度R
7、b(Mpa)装药不偶合系数D周边眼间距Ecm周边眼至内圈崩落眼间距cm周边眼装药集中度qkg/m硬岩601.21.34050400.350.40中硬岩30601.31.44045400.250.35软岩301.42. 03040300.090.19对、级围岩地段全断面开挖光面爆破进展设计。根据试验所得围岩石饱和单轴抗压极限强度Rb=75Mpa，为硬岩。选用参数如下：掏槽眼、辅助眼的装药不偶合系数D=1.3；周边眼D=2.0，E=63 cm，E/V=0.8，V=79 cm；5、炮眼直径d炮掏槽眼、辅助眼选用药卷直径d药=35mm，密度=1.05g/cm3的2号岩石硝铵炸药；根据D=d炮/d药，那
8、么掏槽眼、辅助眼炮眼直径d炮=46 mm；周边眼选用小药卷直径d药=25mm，密度=0.95g/cm3的2号岩石硝铵炸药；那么周边眼炮眼直径d炮=50 mm。6、炮眼数目N确实定和布置施工中根据各炮眼平均分配炸药量的原那么计数炮眼数目N=n1+ n2 +n3：其中n1、 n2 、n3分别为掏槽眼、辅助眼、周边眼的数量；总装药量Q=nqn，其中qn为各部炮眼单孔平均装药量=L，为各部炮眼的装药系数，指药卷总长度与炮眼长度比，对于、级围岩掏槽眼=0.60，辅助眼=0.50，周边眼=0.55；为药卷单位长度质量值=药卷截面积S药药卷密度，kg/m；首先确定周边眼的数量n3，由于周边眼应沿设计开挖轮廓
9、线布置，根据轮廓线长35.25 米和周边眼间距E=63 cm，n3=35.25/0.6356个；眼深与进尺同为3.5 m，直眼钻孔。确定掏槽眼的数量n1和布置，掏槽眼的作用是将开挖面中央稍靠下部位先掏出一个小型槽口，以形成新的临空面，为后爆的辅助炮创始更有利的临空面，到达进步爆破效率的作用，为保证能有效地将石渣抛出槽口，槽口尺寸一般在1.02.5m2左右，本工程采用1.11.1 m2常将掏槽眼比设计掘进尺加深10 20 cm，本工程加深10 cm，采用直眼掏槽，槽口中部设双空孔式大直径空眼，相当于给装药掏槽眼提供了临空面。根据以往实际经历，各掏槽眼间距2025 cm，梅花间隔均匀布置，可布置n
10、1=20个，孔深3.6m。 确定内圈辅助眼的数量和布置辅助眼的作用是进一步扩大槽口体积和爆破量，并逐步接近开挖段面形状，为周边眼创造有利的爆破条件。根据总装药量Q=n1q1 +n2q2+ n2q2掏槽眼q1=L =0.61.013.6=2.18 kg/m，n1=20；周边眼q3=L =0.550.4663.5=0.90 kg/m ，n3=55；辅助眼q2=L =0.501.013.5=1.77 kg/m，于是可算得辅助眼数n2=153，孔深3.5m，直眼钻孔。其布置原那么可参照周边眼的布置原那么进展，只是抵抗线V，眼间距E及单孔装药量q值较大些，取E/V=0.7，E=70 cm， V=100
11、cm，炮眼交织均匀地布置在周边眼与掏槽眼之间。 本工程、级围岩每循环断面炮眼数目N=228个。布置如以以下列图：周边眼辅助眼掏槽眼图1炮眼布置示意图7、起爆系统根据施工现场情况复杂的特点，起爆材料采用塑料导爆管与非电毫秒雷管配合使用，它具有抗电、抗火、抗冲击性能好、起爆传爆性能稳定、弯曲性好、运输使用过程抗破坏才能强、使用方便、价格廉价等优点。本隧道钻爆开挖中的起爆系统：导火索火雷管导爆索塑料导爆管非电雷管药包。导火索是用来传递给火雷管，并使火雷管爆炸的传爆材料之一，导火索具有一定防潮耐水才能。火雷管受导火索火花作用发生爆炸，火雷管受撞击，摩擦作用时能引起爆炸，在使用及运输时要特别注意塑料导爆
12、管是用来传递微弱给非电雷管，使之爆炸的传爆材料之一，是在聚乙烯塑料管的内壁涂有一层高能炸药，管壁上的高能炸药在冲击波作用下，可以沿着管道方向连续稳定爆轰，从而将爆轰传播到非电雷管使雷管起爆。非电毫秒雷管常用的段别有1-20段，主要作用是可以保证炸药在不同的时段起爆。导爆索是以单质猛烈炸药黑金或太铵作为索芯的传爆材料，它经雷管起爆后，可以把炮轰直接传炸药起爆，主要适用周边眼的爆破。图2起爆系统网络图数字为毫秒雷管段别A导火索 B火雷管 C塑料导爆管 D非电雷管 E塑料导爆管 F导爆索8、装药构造装药构造是指继爆药卷和起爆药卷在炮眼中的布置形式。按起爆药卷在炮眼中的位置和其中雷管的聚能穴方向可分正
13、向装药和反向装药；按其连续性那么可分为连续装药和间隔装药。如以以下列图： 图3 装药构造 A-正向连续装药 B-反向连续装药1塑料导爆管 2炮泥 3炸药 4非电毫秒雷管 反向装药构造能进步炮眼利用率，减少瞎炮率，减少石渣块度，便于装渣运输，增强抛掷才能和降低炸药消耗量，炮眼越深时，反向装药构造的爆破效果越好。所以本隧道全断面光爆炮眼采用反向装药构造。由于掏槽眼和辅助眼单孔用药量大，采用大直径连续装药形式；而周边眼单孔用药量小，采用小药卷间隔装药，如图：图4 周边眼的小药卷间隔装药A导爆索 B炮泥 C-药包9、起爆顺序及时差除预裂爆破的周边眼是最先起爆外，在同一断面上起爆顺序是由内向外逐层起爆的
14、，用毫秒雷管的不同延发时间段别来实现，各层卷炮间的起爆时差越小，爆破效果越好，而同圈炮必须同时起爆，尤其是掏槽眼和周边眼，我们采用间隔差为50-100ms。起爆顺序：掏槽眼-扩槽眼-内圈眼-底板眼-周边眼。三、钻爆作业控制1、作业人员为了顺利优质高效地完成好本隧道，工程部挑选了施工经历丰富的专业隧道施工班组，对所有参与钻爆作业人员都根据钻爆设计书和施工图纸进展了岗前培训和详细的施工质量、平安技术交底，所有钻爆人员均持证上岗，并每季度组织现场才能考核，施工过程有技术人员全过程跟踪检查，保证了人员的素质、才能和工作质量。2、钻眼质量控制钻爆作业必须按设计进展钻眼、装药、接线和引爆。钻眼前首先确定开挖断面中线、程度线和轮廓线，标出炮眼位置，经检查合格后用风钻打眼，精度要有如下要求：掏槽眼深度误差+0.5%设计炮孔深度，其他钻孔深度误差+1.0%设计炮眼深度。周边眼间距误差不大于5cm
