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1、新建铁路武汉广州客运专线乌龙泉至花都段SDIV标段高岭隧道进口水压与光面爆破施工作业指导书编 制：冯鸿干 2005年12月16日审 核： 年 月 日批 准： 年 月 日受控状态：文件编号：发放编号：持有人： 中铁十一局武广客运专线SDIV标项目经理部三分部高岭隧道进口水压与光面爆破施工作业指导书光面爆破是通过正确选择爆破参数和合理的施工方法，达到爆后壁面平整规则、轮廓线符合设计要求的一种控制爆破技术。它与传统的爆破法相比，最显著的优点是能有效地控制周边眼炸药的爆破作用，从而降低了对围岩的扰动，保持围岩的稳定，确保了施工安全。同时，又能减少超、欠挖，提高工程质量进度和经济效益。在光面爆破的基础上
2、，推广的“隧道掘进节能环保水压爆破”新技术，与目前全国普遍采取的炮眼无回填堵塞或仅用炸药箱纸壳浸水堵入炮口处的爆破方法(简称常规爆破)相比，显著地提高了炸药利用率、施工效率和经济效益，保护了施工人员身体健康。而且该项新技术完全符合施工企业“以人为本，保护环境，关爱生命”的可持续发展战略方针。高岭隧道在光面爆破的基础上积极推广和应用先进的节能环保型水压爆破技术。隧道掘进节能环保水压爆破的爆破设计，其在掏槽形式、炮眼布置、炮眼数量、炮眼深度、起爆顺序、时间间隔等环节，都与常规爆破基本相同，只不过增加了依照水袋、炸药、水袋、炮泥的装入顺序及其在炮眼中的具体长度设计环节。使用此法炮眼装填结构情况见。一
3、、 光面爆破作用原理光面爆破是周边眼同时起爆，各炮眼的冲击波向其四周作径向传播，相邻炮眼的冲击相遇，则产生应力波的叠加，并产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线上形成裂缝，随后，爆炸气的膨胀使裂缝进一步扩展，形成平整的爆裂面。二、 光面爆破的技术要点要使光面爆破取得良好效果，一般需掌握以下技术要点：1 根据围岩特点，合理选定周边眼的间距和最小抵抗线，尽最大努力提高钻眼质量2 严格控制周边眼的装药量，尽可能将药量沿眼长均匀分布。3 周边眼宜使用小直径药卷和低猛度低爆速的炸药。为满足装药结构要求，可借助导爆索（传爆线）来实现空气间隔装药。4 采用毫秒微差有序起爆。要安排好开挖程序，使光面
4、爆破具有良好的临空面。（一） 周边眼常用参数的选择1 周边眼间距E它是直接控制开挖轮廓面平整度的主要因素。一般情况下E=（1215）d，其中炮眼直径d=3545mm。对于节理发育、层理明显以及开挖轮廓要求高的地下工程，周边眼间距可适当减小，也可在两炮眼之间增加一个不装药的导向空眼。2 最小抵抗线W（ 光面层厚度）W直接影响光面爆破效果和爆碴块度。其取值在（1322d）范围内，且WE。3 周边眼密集系数K一般情况，以K=E/W=0.71.0为宜。4 装药集中度q采用2号岩石炸药进行光面爆破时，若预留光爆层，q=0.150.2kg/m:若全断面一次爆破，则q=0.20.3kg/m。如果采用其它炸药
5、，则需进行换算，其换算系数C按下式求得：C=1/2（2#岩石炸药猛度/换算炸药猛度+2#岩石炸药炸力：换算炸药炸力）选取光面爆破参数可用类比法或查表（见表1），必要时要在与所做工程地质条件相类的岩层中试验，以求得更准确的爆破参数。（二） 周边眼装药结构周边眼药卷以使用小药卷为宜，炸药尽量沿孔深均匀分布，其常用的装药结构有以下几种：1 连续装药：将计算出的药量按装药集中度连续均匀地装入炮眼，其起爆药爆包置于眼底。2 间隔装药：为使爆炸力沿炮眼均匀分布，需将炸药沿炮眼全长布设，当其所需炸药药卷连续长度短于炮眼长度较多时，应采用间隔装药，间隔装药，采用导爆索引爆为宜。3 不偶合装药：采用卷装炸药时，
6、多为不偶合装药结构，这时要注意，不偶合系数要在1.42.0范围内.(三)合理安排爆破程序,选用合适的掏槽形式采用全断面开挖隧道时，开始只有一个临空面，显然，这不利于取得好的爆破效果，需要创造新的临空面。为此，首先必须要选择合适的掏槽形式，以取得理想的掏槽效果；其次，要合理爆破顺序，使爆破按掏槽、掘进、内圈、周边眼顺序进行，以便为掘进、内圈、贮存器边眼逐次开辟临空面。实现顺序起爆的手段是采用微差爆破技术分段起爆。光面爆破常参数表 表(1)岩 石情 况开挖部位 的跨 度（m）周 边 眼 爆 破 参 数炮 眼直 径（mm）炮眼间距（mm）最小抵抗 线（m）岩石环厚度（m）炮眼密集系数装药密集度（kg
7、/m）光面眼预裂眼光面眼预裂眼光面眼预裂眼整体稳定性好的中硬、坚硬岩石拱部535457008004505500.70.90.50.60.81.00.90.950.20.280.20.3边 墙35456007005006000.60.80.60.70.81.00.90.950.20.280.20.3整体稳定性一般或欠佳的中硬到坚硬岩石拱部535457008004505500.81.00.50.60.81.00.90.920.150.20.180.25边 墙35456007005006000.50.60.50.60.81.00.921.00.20.250.180.25三普通光面爆破施工工艺(一)爆
8、破设计根据围岩走向、层厚、石质等地质情况进行爆破设计，实施前先试爆，并根据地质情况及时修正其钻爆参数。 (二)放样布眼钻眼前，测量人员要用红铅笔准确绘出开挖断面的中线和轮廓线，标出炮眼位置，其误差不得超过5cm。在直线段，有条件可用激光准直仪控制开挖方向和开挖轮廓线。(三)定位开眼如采用钻孔台车钻眼时，台车与隧道轴线要保持平行。台车就位后按炮眼布置图正确钻孔。对于掏槽眼、周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，开眼误差要控制在3cm和5cm以内。(四)钻眼钻工要熟悉炮眼布置图，要能熟练地操纵凿岩机械，特别是钻周边眼，一定要由有较丰富经验的老钻司钻，钻眼时要有技术人员现场指挥。以确保周边眼有准确的外插
9、角（眼深3m时，外插角3；眼深2m时，外插角2）尽可能使两茬炮交界处台阶小于15cm。同时应根据眼口位置岩石的凹凸程度调整炮眼深度，以保证炮眼底在同一平面上，上台阶钻眼采用复式楔形掏槽。钻眼完毕，按炮眼布置图进行检查，并做好记录，对不符合要求的炮眼重钻，经检查合格后方可装药爆破。(五)清孔装药前，必须用由钢筋弯制的炮钩和小直径高压风管输入高压风将炮眼石屑括出和吹净。(六)装药一般地段选用2#岩石硝铵炸药，遇水采用乳胶炸药，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，雷管要“对号入座”，所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm。周边眼采用25mm的小直径药卷间隔装药方式，其余炮眼采用
10、32mm的药卷连续装药，并采用机制炮泥堵塞。(七)联结起爆网路本隧道内均采用塑料导爆管毫秒雷管微差起爆。起爆网路为复式网路，以保证起爆的可靠性和准确性。联结时要注意：导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管连接次数应相同；引爆雷管应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，要有专人负责检查。(八)瞎炮的处理发现瞎炮，应首先查明原因。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，但此时的接头应尽量靠近炮眼。如因孔内导爆管损坏或其本身存在问题造成瞎炮，则应参照TBJ404-87铁路隧道施工技术安全规则有关条款处理。光面爆破操作其它事宜可参照TB102042002铁路
11、隧道施工规范和TBJ404-87铁路隧道施工技术安全规则有关规定实施。四、水压环保型爆破（1）工艺流程其施工工艺流程见后图:（2） 爆破设计隧道掘进节能环保水压爆破的爆破设计，其在掏槽形式、炮眼布置、炮眼数量、炮眼深度、起爆顺序、时间间隔等环节，都与常规爆破基本相同，只增加了水袋、炸药、水袋、炮泥的装入顺序及其在炮眼中的具体长度设计环节。炮眼装填结构情况见“炮眼装药结构图”所示。图中的L1为眼底水袋长，L2为炸药长，L3为炮眼中间的水袋长，L4为炮泥回填堵塞工程概况炮眼布置现场勘察地质结构及隧道周围建筑设施根据地质结构、断面大小确定全断面或分步开挖方案并报批爆破设计施工组织拟定掘进爆破方法掏槽
12、炮眼形式炮眼设计装药量计算水袋与炮泥配置设计炮眼设计计算爆破振动校核人员组织材料计划机具设备施工进度爆破施工打炮眼排除炮眼中碎石块装水袋装药装水袋回填堵塞炮泥起爆网路连接撤离机械及人员按时起爆爆破振动测试排烟粉尘测量处理危石机械出碴划断面轮廓线及量测掘进进尺填写爆破参数及爆破效果表记录分析爆破效果，以便改进水压环保型爆破工工艺流程图长度，其关系为：L=L1+L2+L3+L4；L1l2a (a为炮眼中间距)；L2为常规爆破每个炮眼装药量85左右的药卷长度；如L3过小而L4过大，水的作用不大；L3过大而L4过小，抑制爆炸气体膨胀作用不大。故此，L3与L4应匹配，以L3/ L40.75l.0为宜。L
13、（3）节能环保水压爆破工序L4L3L2L1 L1炮泥中间水袋炸药水袋 炮眼装药结构图 、炮眼注水（装入水袋） 往炮眼注水工艺是先把水灌入到塑料袋中，然后把灌满水的水袋填入炮眼所设计好的位置。水袋为常用的聚乙烯塑料制成的塑料袋，直径3540mm，长度可根据设计要求选择（一般为200300mm）。制作水袋的关键是封口，采用PSP1型炮孔水袋自动封袋机，制成的水袋既挺拔又不漏水，很容易装填进炮眼所设计的位置。 因此灌装时水袋要灌满，封口要严密，绝不能有漏水、渗水现象，经检验的水袋应是坚实挺拔， 长度合适。 、泡泥制作 炮泥是由土、砂、水三种成分组成，三种成分的重量比例大约为0.75:0.1:0.15
14、。炮泥制作使用PNJl型炮泥机。炮泥的加工过程，首先把土、砂、水按照比例搅合均匀，待到 “熟和”以后再装入炮泥机的进料仓，开动电钮，随后长园形炮泥从出口徐徐被挤压出来，这时按200至300mm的长度逐段切割。炮泥的直径也是3540mm。制作炮泥的粘土塑性指数IP值为12左右，砂以细砂为宜，在与水搅和之前，如有小石块应随时捡出，当小石块过多，应过筛，其筛眼尺寸为4mm4mm左右。因为砂过多，炮泥成型较差，也容易破裂；水要适中，量过少起不到粘合及降尘作用，过多炮泥软，不易捣固。制作好的泡泥不要在太阳下曝晒和放置时间过长，以免失水过多而发硬，最好在使用前12小时制作好。制作合格的炮泥，应是表面光滑，
15、用手捏不碎或仅在表面留下指痕，这样才便于装炮。为了防止制作好的炮泥在使用时出现断裂，运送时要装入箱子再运到掌子面。要注意的是焊制筐架要留有提手，以便于使用绳子拽到钻孔台车上中层。、水袋、药卷、炮泥的装填 按照设计顺序，依次从炮眼底到炮眼口装入水袋、炸药、水袋、炮泥。操作时要注意，其每一环节的装填连接要紧密，水袋要用炮棍轻轻推入炮眼中，炮泥除了与水袋接触的第一节不需要捣固外，其余每节回填堵塞都要捣固严实。制作的炮泥、水袋最好当天的量当天用完，以防炮泥变干、水袋变软而影响爆破效果。另外，炮泥和水袋应与炸药同时运到掌子面不远处。施工时往炮眼装水袋、装药和炮泥回填堵塞的工序应与钻眼平行作业，以避免多占
16、用掘进循环时间。大断面隧道级围岩台阶法钻爆设计图（进尺3.2m）确定炮眼孔数量爆孔编号爆孔名称孔深(m)数量(个)单孔装药量(kg)段装药量(kg)起爆顺序毫秒雷管段号上半断面S1=83.29m2N=228（个）1掏槽眼3.762.213.2112掏槽眼3.762.213.2233掘进眼3.5201.6833.6354掘进眼3.5191.6831.9475掘进眼3.5231.6838.6596掘进眼3.5141.6823.56117掘进眼3.5121.6820.27138掘进眼3.5111.4716.28159掘进眼3.5101.2612.691710掘进眼3.591.2611.3101911
17、掘进眼3.561.267.56112112内圈眼3.5321.0533.6122313周边眼3.5390.8432.8132514底板眼3.5211.8939.71427装药量合计228328.0爆破指标比炮眼数：2.6个/m2,比装药量：1.23kg/m3。下半断面S2=45.43m2N=102(个)15预裂眼3.5101.0510.51116掘进眼3.5211.3227.82317掘进眼3.5211.3227.83518掘进眼3.5211.3227.84719掘进眼3.5211.6835.35920底板眼3.581.6819.2611装药量合计102148.5爆破指标比炮眼数：2.25个/
18、m2,比装药量：1.0kg/m3。五、 隧道爆破质量检验标准在施工中要根据爆破设计结合现场地质变化情况进行爆破试验，不断修正爆破参数，以达到最优爆破效果。(一) 超欠挖爆破后的围岩面应圆顺平整，无欠挖，超挖量（平均线性超挖）应控制在10cm（眼深3m时）和3cm（眼深5m时）以内（二） 半眼痕保存率围岩为整体性好的坚硬岩石时，半眼痕保存率应大于80%，中硬岩石应大于70%，软岩应大于50%。（三） 对围岩的破坏程度爆破后，围岩面上无粉碎岩石和明显的裂缝，也不应该有浮石（岩性不好时应无大浮石）。（四） 炮眼利用率应大于90%。六、主要施工机械设备1 自制钻孔作业台车一台，作为钻孔、清孔、装药作业
19、用，要求走行方便。2测量仪器，莱佧TCR702一台，水准仪一台，准直仪3台，及相关器材。3钻孔机具采用YT-28凿岩机28台，凿岩机在工作面允许的情况下，越高越好，能较快完成钻孔作业，减少掘进和防护作业循环时间。420m3空压机8台，供凿岩机钻孔、喷锚供风。5、PSP1型炮孔水袋自动封袋机2台，以制作水压爆破用的水袋。 6、PNJl型炮泥机，用于加工堵孔炮泥。七、劳动组织测量工：4人，负责测量放样。炮工：12人，采用人工钻孔时，可由风枪手和技术人员代替。风枪手：28人，负责钻眼。采用自制简易台车时，考虑台车的走行，就位，配工人两名。修理工：2人，负责风枪等维护。其它：水、风、电保障人员，列入施
20、工后勤保障工班。八、施工安全、环保及职业健康保证措施1、施工安全保证措施1）建立健全安全生产责任制度，实行岗位责任制，把安全生产纳入工班评比考评机制，明确分工，责任到人，做到齐抓共管，抓管理、抓制度、盯住现场，跟班作业。2）开工前对职工进行安全基本知识和技能教育，遵章守纪和标准化作业的教育，爆破工必须有爆破证方可上岗。3）严格按安全交底制度作业，并根据施工方案结合现场进行定期不定期检查，落实。4）钻眼前，首先检查工作面是否处于安全状态，灯光照明是否良好，支护、顶板及两帮是否牢固，有无松动的岩石，如有松动的岩石及时支护或清除；检查加固操作平台，确保钻眼平台不变形不垮塌。5）爆破采用导爆管非电毫秒
21、延期雷管分段引爆，进行爆破时所有人员撤至不受有害气体、振动及飞石伤害地点，爆破后必须经过通风排烟后，才准检查人员进入工作面，经检查和妥善处理后，其他工作人员才准许进入工作面。6）在爆破物品的运输、存放、使用过程中，严格按照国家安全规程的有关条款操作，建立严格的管理制度，接受当地公安机关的指导。2、 施工环保及职业健康保持措施1）建立健全环保及职业健康体系，实行岗位责任制，实行以人为本，创建和协施工场所的为无目标。2）开工前对全体员工进行环境保护、职业健康法规教育和学习。3）在隧道各洞口分别设沉淀池，洞内施工排水通过设在洞外的沉淀池净化后按指定地点排放。4）采用两台大功率轴流式通风机配合洞内射流通风机加强洞内通风，及时排出洞内有有毒有害气体，并提供足够的新鲜空气，爆破后对掌子面及时洒水降尘等措施。5）施工选择性能优良、噪音小的施工机械，以减少因机械故障产生的附加噪声与振动。6） 施工区域运输道路每天专人清扫，晴天洒水，防止车辆行驶时扬起尘土。 7）对施工作业人员进行定期体检，并建立管理档案，确保施工人员人身健康。
