144杨开平平安隧道3 斜井光面爆破施工技术.doc

平安隧道3＃斜井光面爆破施工技术（隧道工)论文姓 　 名： 　杨开平 单　 　 位:中铁隧道集团三处有限公司 / 平安隧道3＃斜井光面爆破施工技术杨开平中铁隧道集团三处有限公司摘要:光面爆破技术的成功应用,在新时代隧道的施工过程中起到了非常重要的作用，尤其对安全生产、降低工程造价、控制成本、加快施工进度、提高工程质量，更显示出光面爆破的优越性，本文介绍了平安隧道3＃斜井全断面开挖爆破施工技术效果，以供类似工程借鉴关健词：光面爆破 施工技术 施工效果1 工程概况1１ 工程地理位置及范围新建成都至兰州铁路为Ⅰ级双线电气化铁路,总长780公里,设计旅客列车目标速度为200公里每小时，其中成都至川主寺段位于四川省境内，起于成都，经什邡、绵竹、安县、茂县、松潘至川主寺.正线建筑长度２758km，新建桥梁５3座4４0０8km，新建隧道18座１75.９14km,全线长度大于1０km隧道共７座，最长隧道为平安隧道长2842６km，全线桥隧比为8605％，正线路基长54４38km,新建车站12座本次项目施工总工期72月，计划于20１2年12月开工,2018年1２月竣工. 平安隧道３#斜井位于茂县叠西镇较场村，设计全长1971ｍ,共设置７个缓坡段，坡度为1％下坡，其余段落为9。

66%下坡,高差174.52ｍ.3＃斜井承担正洞施工任务６80６ｍ，其中左线施工D8K167＋430~D8Ｋ17０+850,长342０m，右线施工ＹD8Ｋ167＋54９～ＹD8K170＋935，长3３8６m1．2 地质水文情况平安隧道3#斜围岩为Ⅴ、Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ级.斜井地段岩层设计为千枚岩与灰岩互层，地下水主要赋存于灰岩及千枚岩与灰岩岩层接触带,存在集中突涌水可能，由于节理裂隙较发育,可能存在近距离河流侧向补给的可能,一般水量预测为30００m3/ｄ,最大出水量为３600m3/ｄ2 　光面爆破设计在爆破开挖过程中尽量减少爆破对相邻支护结构及周边围岩的震动影响是隧道安全、优质建成的关键，总结以往隧道施工中的光面爆破以及减震经验，对平安隧道3＃钻爆进行设计，并组织合理的钻爆施工据地质条件,开挖断面、开挖进尺，爆破器材等编制光面爆破设计方案光面爆破是主要爆破后，沿设计轮廓线将光爆层崩落，获得光滑、平整的壁面，达到控制轮廓线的目的.光面爆破优点：(1)减少超欠挖，节约工程成本.（２）开挖面平整、光滑，可减少支护工作量，有利于后期作业３)对保留岩体破坏影响小，有利于围岩的稳定，在保证整个施工中安全起到很大作用。

4）因为开挖轮廓比较光滑,有利于初期支护，并且对通风也很有利3 参数选择3．1 周边眼间距和抵抗线沿隧道周边布置的炮眼，称为周边眼.其作用是炸出较平整光滑的隧道断面轮廓.光面爆破技术是一种控制开挖轮廓的爆破技术，通过一系列措施对开挖断面、周边实行正确的钻孔和爆破，也是控制超欠挖的关键,平安隧道３#斜井周边眼间距E=4５—55cm，外插角一般为３°-　5°，最小抵抗线W=60cm,布孔时应严格掌握好周边眼密集系数K=E／W，施工中根据围岩、岩石的变化,以及爆破后的效果随时将E、W值调整到最佳位置，可根据三孔逢试验来确定:由于斜井围岩变化、爆破参数也相应变化，在实际施工中采用动态管理爆破，根据不同围岩级别及时调整爆破参数显得特别重要严格控制周边眼装药量，间隔装药,使药量沿炮眼全长均匀分布光面爆破周边眼装药量控制在能爆落光面层，又不造成围岩过度破坏３.2 炮眼的深度掏槽眼的深度为35m，二次掏槽的深度为3．３m,辅助眼深度为3其余周边眼、内眼圈眼、底板眼的深度与辅助眼的深度相同为3２ｍ，并在同一竖直面上.３．3 装药结构和装药量一次掏槽眼、二次掏槽眼、内圈眼均采用连续、反向装药结构,如图所示1所示;装药集中度分别为掏槽眼为0。

85㎏/m，二次掏槽眼为080㎏／ｍ，辅助眼为06５㎏/m，内圈眼为05０㎏/m，底板眼为0８0㎏/m１—导爆管；2-起爆药卷;3—雷管；４-底药图1 掏槽眼、辅助眼反向、连续装药周边眼采用间隔、正向装药结构方式，具体如图2所示，要考虑使用炸药在整个孔内分布均匀，不能使炸药集中于孔底,使断面出现超欠挖和岩壁裂隙现象.采用微差爆破,周边眼采用导爆索起爆,以减小起爆时差.延发时间采用孔内控制按照爆破设计装药的参数，为了保证间隔均匀正确，将药卷连在导爆索上，均匀绑扎在竹片上,一并送进炮眼.为保证爆破能量充分被利用,所有装药炮眼均用炮泥堵塞，严禁用水泥包装纸堵塞，炮泥为砂和粘土的混合物，比例１:１,堵塞长度不小于20㎝1—炮泥　 2—φ20药卷　　 3—空气间隔　 　4—导爆索 5—非电毫秒管图2　　周边眼装药结构４ 炮眼布置4．1 掏槽眼布置掏槽眼位置一般应布置在断面中央偏下部位为爆出平整开挖面，除掏槽与底板眼外，所有掘进炮眼眼底应基本落在同一平面上掏槽眼深度应比其它眼加深10ｃm,之所以要加深掏槽眼，是因为要确保掏槽的效果和深度，同时因为掏槽眼爆破时，岩层对其的夹制作用特别大掏槽眼应在二抬炮眼以上,即离底板1.2ｍ～1.4ｍ位置。

掏槽区面积可在3．6~4.0ｍ宽,３．０~2．4m高选择,斜眼掏槽区面积约为1０m2—1２m２掏槽眼装药系数应为90%.一次掏槽眼８个,炮眼眼距３5m,眼底间距03m，眼深度3．5m；二次掏槽布置,8个掏槽眼成品字形布置，眼口距离０5ｍ,眼底间距为14ｍ，眼深为3.2m如图3所示图３ 　开挖三视图4.2 周边眼布置沿隧道周边布置的炮眼，称为周边眼其作用是炸出较平整光滑的隧道断面轮廓.先布置一内圈眼,在设计开挖线上布置周边眼,周边眼最小抵抗线W＝65cｍ，周边眼间距55cｍ，如图４所示，周边眼的炮眼轴线与隧道轴线保持平行，眼深３２m，眼底均在同一竖直面上4.3 辅助眼与底板眼布置辅助眼布置在掏槽眼外侧,眼距为０.7m，眼底间距为１.０ｍ,辅助眼与周边眼垂直布置，底板眼布置眼深32ｍ，眼距1．8m，钻眼平行钻眼.　 图4 光面爆破示意图5　爆破方法5.１爆破器材和炸药的选择爆破器材的选择,合理选用炸药选用品种,光面爆破周边眼应采用低密度、低爆速、低猛度、高爆力的炸药由于3＃斜井掌子面干燥无水，可全部或部分采用硝铵炸药卷代替乳化炸药卷,以减少炸药单耗量掏槽眼采用乳化炸药,药卷32*200mｍ,重20０ｇ，炸药密度通常１。

0５—135g/m３，爆破速度可达3600—4100m／s,猛度可达12—1６ mm,殉爆距离7０—120 mm;周边眼采用硝铵炸药药卷32*200ｍｍ，重1５0g钻眼采用气腿式YT２8型，岩石钻眼直径Φ=42　ｍm,爆破器材采用非电毫秒延期雷管,跳段选用，一般为１、3、5、7、9、１１、1３、15等８个段别.42 起爆顺序起爆顺序：一次掏槽→二次掏槽→辅助眼→内圈眼→周边眼→底板眼,具体如图5所示　 　 图5 全断面爆破顺序图5 光面爆破施工光面爆破减少了围岩的扰动,特别是在软弱围岩中,更有利用围岩的自稳能力，并能给喷锚支护提供平整的岩面,周边眼要同时起爆,采用同一段别的毫秒雷管见图4相邻起爆时间误差值不得小于０1秒（即1０0ms)，如遇软弱围岩隧道，应对爆破震动加以控制,采取分组起爆准确画出眼位,由于周边眼的连线就是爆破的开挖轮廓线，因此必须准确、按照要求画线布眼和钻眼由于爆破要多个炮眼联合作用，故多个炮眼轴线保持平行、凿岩机尽量垂直于岩面、顺帮打眼,可在打好的炮眼中插入炮棍作为平行标志,以便掌握钻眼方向５.１ 　施工工艺流程图:施工工艺流程如图6所示 清除危石、浮碴平整断面 　 　　　 　 　 ↓测量放线（开挖轮廓线） 　 　 　 　 　 　↓钻眼 、清洁眼孔 　 　 　　 　 　 　↓装药 、炮眼堵塞 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　↓爆破网络连接 、起爆　 　 　 　 　 　 　　 ↓爆破效果检测质量评估　　 　 　　　 　　 　　 　 ↓参数调整、下个循环施工 　　 图6　　　 　 施工工艺流程图5．2 施工准备（1) 找顶清碴：目的是清理上次爆破断面暴露断面的浮碴，顺序从上而下,先外后内清除顶部危石、松碴,保证施工安全.（２） 测量放线:放线是光面爆破按设计轮廓线开挖的重要保证，钻爆前沿开挖断面准确画出隧道开挖轮廓线. 　（3) 爆破准备：用竹片、导爆索按设计要求加工周边眼光面爆破药卷.5。

3　 钻眼质量钻孔精度是光面爆破成败的关键，对位准、方向正、角度精是控制好超欠挖、爆破面平整、光滑的保证.（1) 周边眼在设计开挖轮廓线上布置，允许沿轮廓线调整，误差不大于3cｍ；眼孔方向准许按3%-5％斜率外插，眼底不得超出开挖轮廓线15cm２） 内圈眼至周边眼之间的距离(即周边眼的抵抗线W)误差不大于5ｃm;Ⅱ、Ⅲ级围岩内圈眼与周边眼采取相同斜率外插3）掌子面凹凸不平时，调整眼孔深度,力求使周边眼与其他炮眼的眼底落在同一竖直面内４ 装药（１)装药前,采用掏勺或压缩空气吹眼器清除炮眼内的岩粉、积水,防止堵塞，使用压缩空气吹眼器时应避免炮眼内飞出的岩粉、岩块等杂物伤人；然后将预计炸药均匀布置在眼孔内,并用炮泥充分堵塞眼口2）为克服眼底岩石夹制作用,在眼孔底部加强装药量3）正确的起爆顺序：先爆破的炮眼为后续爆破的炮眼减小岩石的夹制作用和增大临空面,创造更好的爆破条件同时起爆的一组炮眼，能共同作用，爆炸力更强４） 内圈炮眼先起爆，外圈炮眼后起爆，这个顺序不能颠倒,否则爆破效果大受影响，甚至完全失败炮眼正确起爆顺序为：掏槽眼→辅助眼→内圈眼→周边眼→底板眼就是通常很形象的说法叫“层层剥皮”。

为了保证内外圈先后起爆顺序,实际使用中，常跳段选用毫秒雷管.但应注意，爆破时，要将掏槽眼与辅助眼之间的时差稍加大，以保证掏槽眼在此时差内将石碴抛出槽口,为后爆辅助眼提供有效的临空面5）同圈眼必须同时起爆，尤其掏槽眼和周边眼,以保证同圈眼的共同作用效果6）装药时要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７）正向装药的起爆药卷最后装入,起爆药卷和所有的药卷的聚能穴朝向眼底；反向装药起爆药卷首先装入,起爆药卷和所有的药卷的聚能穴朝向眼外5.５　连线起爆本斜井采用导爆管雷管起爆法,利用导爆管传递的弱爆轰波点燃雷管，进而直接或通过导爆索起爆炸药.爆破网络如图7所示意，连接方式采用簇联连接,俗称“一把抓".如图8所示意本隧道直接用导爆管雷管作为传爆元件，将被传爆的导爆管用电工黑胶布牢固地捆绑在传爆雷管的周围使用这种方法时必须注意,捆绑长度要在15—20cm,用黑胶布缠绕几层，捆牢固一般情况下，簇联导爆管不超过１5根图4 爆破网络示意图图5 爆破网簇联连接络示意图起爆方式如下:电力起爆器→导线→电雷管→导爆管→导爆管雷管→起爆药卷每次起爆前,爆破员必须仔细检查起爆网络。

放炮员必须最后离开爆破地点，并必须在有掩护的安全地点进行起爆爆破前，班组长必须清点人数，确认无误后，方准下达起爆命令放炮员接到起爆命令后，必须先发出爆破警号，至少。