埋深m隧道爆破设计方案

宁西铁路增建二线NXZQ-4标段新磨沟岭隧道进洞方案中铁电气化局集团有限公司xx隧道爆破设计（方案）工程概况1、基本情况xx隧道位于xx中低山区，隧道基本沿xx右岸山脊走行，隧道穿越xx沟，xx，xx，xx，进口位于xx河右岸，出口位于xx右岸基岩斜坡上，隧道起讫里程为Dyk212+030~Dyk216+714，全长为4684m。隧道为单线电化铁路隧道，最大埋深257m。新隧道位于既有线右侧80~700m。全隧道除进口段308.80m位于R-1600m曲线上及出口段1810.46m位于R-4000m的曲线上外，其余均位于直线上。隧道纵坡分别为10.7‰、11.0‰、10.8‰及4.0‰的单面下坡。xx隧道全长4684m，南阳端洞口受地形条件限制，施工条件差，设一座横洞辅助施工。横洞位于线路左侧，与线路交于Dyk216+600，平角71°,长度339m，坡度为0.5%,采用无轨运输方式。2、地形地貌xx隧道位于xx中低山区，隧道基本沿xx右岸山脊走行，隧道穿越xx沟，xx，xx，xx，进口位于xx河右岸，出口位于xx右岸基岩斜坡上，最大埋深257m。3、工程地质隧道通过xx中低山区，进出口山坡局部被薄层覆盖外，其余基岩裸露。=1\*GB2⑴、第四系全新统（Q4）=1\*GB3①粉质粘土（Q4dl1）：主要分布于山坡坡脚一带，厚度变化大，一般0~2.1m，褐黄色，土质不均，夹有较多的碎石，硬塑为主，eq\o\ac(○,Ⅱ)级普通土，σ0=120kpa。=2\*GB3②粗角砾土（Q4dl6）：主要分布于山坡坡脚一带，厚度变化大，一般0~2.0m褐黄色，砾石主要成分为大理岩及片岩，主要粒径5~50mm，其中粒径5~20mm的含量约30%，20~50mm的含量约40%，余为砾土充填，稍密，潮湿，eq\o\ac(○,Ⅲ)级硬土，σ0=500kpa。=2\*GB2⑵、泥盆系中统（D2）岩性为石英片岩夹大理岩。石英片岩：青灰色，主要矿物组成为石英，正长石，斜长石，云母等，岩质坚硬，变晶结构，片状构造，岩体完整性好，显大块状—巨块状，岩层片理产状为N50·~80·W/55·~85·S。大理岩：灰白色，主要矿物成分为方解石，岩质坚硬，中粗砾变晶结构，块状构造，岩体完整性好，节理较发育。风化层厚5~30m，eq\o\ac(○,Ⅳ)级软石，σ0=550kpa。完整基岩，eq\o\ac(○,Ⅴ)级次坚石，σ0=1000kpa。4、水文地质=1\*GB2⑴、地下水的形成受地形地貌，岩性，构造，气温等多种因素的控制影响，区内地下水可分为第四系孔隙潜水和基岩裂隙水，第四系孔隙潜水属季节性，分布于沟谷及山坡坡脚地带，与大气降水关系密切；区内降雨多集中在7、8、9三个月，季节性潜水接受大气降水的直接补给，在补给过程中，由于地面坡度大，大气降水多以面流形式沿地面顺斜坡汇聚于冲沟内形成地表径流。基岩裂隙水，主要赋存于石英片岩夹大理岩中，岩层受构造影响严重，节理裂隙发育，本区地下水以大气降水补给为主，以补给地表沟水和泉水形式进行天然排泄。=2\*GB2⑵、根据地表水水质分析报告，地下水水化学类型为HCO3-Ca·Mg型水，Cl-离子含量15.6mg/l，SO42-离子含量82.6mg/l，所以隧道环境地下水对混凝土无侵蚀性。=3\*GB2⑶、根据降水入渗法计算隧道涌水量，预测隧道正常涌水量4316m3/d，最大涌水量按正常涌水量的3倍考虑，预测隧道最大涌水量12948m3/d。预测横洞正常涌水量194m3/d，最大涌水量按正常的5倍考虑，预测隧道最大涌水量970m3/d。=4\*GB2⑷、隧道工程水文地质评价=1\*GB3①Dyk212+030~Dyk+400长3.37km，中等富水段，地表水发育且隧道埋深较浅，隧道施工时地表水渗漏的可能性较大。预测单位正常涌水量1058.0m3/d·km。=2\*GB3②Dyk215+400~Dyk216+714长1.314km，弱富水段，隧道施工时地表水、地下水对隧道的影响较小，但不排除局部有渗水、掉块、坍塌的可能，预测单位正常涌水量571.3m3/d·km。二、钻爆设计与施工1、爆破特点及要求隧道爆破施工必须在确保高质量的隧道开挖断面和进尺的同时,将爆破震动控制在尽可能小的范围内,以保证减轻对围岩的扰动维护围岩自身的稳定性和对周围环境的影响。要求炮眼利用率在90%以上,光爆的半壁抛眼残留痕迹率在80%以上;平均线性超挖不大于10cm,最大不超过15cm;相邻两循环炮眼衔接台阶不大于10cm;局部欠挖面积小于0.1m2,最大欠挖小于5cm。2、钻爆设计原则(1)对各部分所允许的单段用药量进行反算,并进行试爆试验,以取得合理的爆破参数；(2)影响轮廓爆破质量的因素，除爆破参数外，主要依赖于地质条件和钻孔精度。这是因为爆生裂缝极易沿岩体原生裂隙、节理发展，而钻孔精度则是保证周边控爆质量的先决条件。因此,应根据现场的工程地质及施工条件,不断调整炮眼位置和爆破参数提高工人的技术水平；(3)炮眼按浅密原则布置,控制单眼装药量和单段装药量。三、光面爆破安全3.1爆破器材的外观检查符合下列规定：3.1.1雷管管体不应有压痕、锈蚀、破损、加强帽不应歪斜。3.1.2导爆管端头封口，无异物或堵塞、无折伤、穿孔、油污，无断药。3.1.3导火索、导爆索表面无折伤、压痕、变形、霉斑、油污。3.1.4粉状硝酸铵类炸药不应吸湿结块，乳化和水胶炸药不应稀化或变硬。3.2钻爆作业应符合下列规定：3.2.1钻孔前必须由专人对开挖作业面安全状况和作业人员安全防护进行检查，及时消除各种安全隐患。3.2.2钻孔作业过程中，严禁在残孔中继续钻孔。3.2.3钻口作业中应注意观察开挖工作面有无常漏水、气体喷出、围岩变化等情况。3.2.4凿岩台车工作前，必须检查泵、空压机等，使其处于正常状态；应检查管路和接头五漏油、漏水、漏气现象，并确认各部操作杆、控制装置及仪表处于正常状态。3.2.5凿岩台车行走前，操作司机应查看凿岩台车周围，确认前后左右都无人机障碍物后，按照引导人员的指示信号操作，行走时要平稳，避免紧急操作发生意外事故。3.2.6凿岩台车钻孔完成后应停放在安全场所。3.2.7在围岩地质复杂地段，应对凿岩台车重要部分采取加固措施和设置特殊的防护装置。3.3.装药应符合下列规定3.3.1装药作业前，应对钻孔情况逐一检查，并检查开挖工作面的安全情况。3.3.2装药时英使用木质炮棍装药，严禁火种；无关人员与机具应撤离安全地点，作业人员禁止穿戴化纤衣物。3.3.3使用电雷管时，装药前电灯及电线路应撤离开挖工作面，装药时应用投光灯、矿灯照明，开挖工作面不得有杂散电流。3.3.4严禁装药与钻孔同步进行3.3.5装药作业完成后，必须及时清理现场，清点火工品数量，剩余的炸药和雷管必须由领取炸药、雷管的人退回库房。3.4起爆应符合下列规定3.4.1导火索起爆时，点炮人员必须有计划地依次点炮并选好撤离路线及躲炮地点。每人每次点火应以信号雷管控制点炮时间，信号雷管的引线长度应比最短的点炮引线短0.8m，其总长不得小于1m。3.4.2火花起爆必须导火索或专用点火器材，严禁用火材、烟头、打火机。爆破应记录个数，最后一炮响后20min，方准进入爆破区检查。3.4.3当近处有闪电和雷声或云雨弥漫可能发生雷电时，严禁使用电雷管起爆。3.4.4同一施工地段有若干个点同时爆破时，必须统一指挥，在全部警戒和防护工作未完成之前，严禁任何一处起爆。3.5处理瞎炮应符合下列规定3.5.1应由原装药人员当场处理，处理瞎炮时，不得撤除警戒；遇特殊情况，经施工负责人准许后，可在下次放炮或休息时处理；瞎炮位置应设明显标志，其周围5m范围内禁止行人通过。3.5.2炮眼中的爆破线路、导火索、导爆索等检查完好后可将引线或电线重新接通，再行起爆。3.5.3应在取出堵塞物后重装起爆药包。3.5.4不得在残眼中继续打眼。3.5.5可在距瞎炮不小于0.6m处大一平行炮眼进行诱爆。四、隧道超欠挖围岩级别开挖部位1级围岩II～IV级围岩V～VI级围岩拱部线性超挖(cmm)151510最大超挖(cmm)152515边墙线性开挖(ccm)10仰拱、隧底线性超挖(cmm)10最大超挖(cmm)25开挖轮廓圆顺，开挖面平整。爆破进尺达到设计要求，爆出的石块块度满足装碴要求。炮眼痕迹保存率[（残留有痕迹的炮眼数）/（周边眼总数）×100%]，硬岩≥80%，中硬岩≥60%，并在开挖轮廓面上均匀分布。两次爆破的衔接台阶尺寸不大于15cm。当在浅埋、软岩、邻近建筑物等特殊情况地段爆破时，应采用仪器检测围岩爆破扰动范围和振速，并采取措施减少爆破对围岩的扰动程度。2、超欠挖的测定方法测定方法及采用用的测定仪仪器方法简述直接量测开挖断断面积的方方法利用激光束进行行测定用激光指向仪或或激光经纬纬仪射在掌掌子面上的的光束测定定特定部位位的超欠挖挖的线性值值。用激光隧道限界界测量仪由免棱镜测距全全站仪和手手提电脑组组成，对掌掌子面（或或任一断面面）测量，直直接打印出出设计断面面与实际断断面，并标标出设定点点的超欠挖挖值。用二次衬砌轮廓廓刚架作基基准测定用模板台车模板板面作基准准当隧道模板台车车移动时，用用直尺量取取需测定点点至模板面面的最小距距离，并考考虑喷射混混凝土的厚厚度，以确确定超欠挖挖值。3、采用螺旋钻眼炮眼深度在3.5m以内，两茬炮衔接处的台阶不得大于15cm；采用台车打眼，接茬处的台阶高度应按机型而定，但不得大于20cm。4、少欠少超当围岩完整、石质坚硬，允许岩石个别突出部分侵入衬砌（每1m2不大于0.1m2、高度不大于5cm）。拱脚和墙脚以上1m范围内严禁欠挖。周边孔开孔位置对超欠挖的影响隧道开挖θ值围岩级别开挖部位ⅠⅡ～ⅣⅤ、Ⅵ拱部2.86°～44.76°°3.81°～55.71°°2.86°～33.81°°边墙、仰拱、隧隧底≤2.86°≤2.86°≤2.86°注：本表适用于于炮眼深度度不大于33.5m的隧道道。炮眼深深度大于33.5m时，可可根据实际际情况另行行规定；本本表开口位位置e按5cm考虑虑不同爆破方式的超欠、挖效果比较爆破方式超挖值（cm）欠挖值（cm）炮孔保存率（%%）备注全断面一次爆破破（含台阶法）10.8～144.53～1360～80作业方法和地质质条件大致致相同预留光面层12.882～7755、周边炮眼痕迹保存率痕迹保存率是衡量平整度的指标，围岩周边炮眼痕迹保存率：围岩性质硬岩中硬岩软岩炮眼痕迹保存率率≥80％≥60％≥50％注：炮眼痕迹保存率＝（残留有痕迹的炮眼数/周边眼总数）×100％6、拱、墙背回填①拱、墙背后的局部坍塌或塌落，必须回填密实，必要时回填注浆。②拱部范围与墙脚以上1m范围内的超挖，应用与衬砌同级混凝土回填。③隧底超挖部分应用与隧底结构同级的混凝土回填。④其余部位的超挖、坍塌或塌落，可视围岩稳定情况、空隙大小，采用混凝土、片石混凝土回填。⑤所有超挖部分不得用浆砌片石进行回填。五、钻爆设计与施工5.1爆破参数：炮眼直径d：选用42mm的钻孔直径。炮眼深度L：Ⅴ级围岩炮眼深度约1.0m，Ⅳ级围岩炮眼深度约3.0m，Ⅲ级围岩炮眼深度约3.5m。抵抗线W：当炮眼直径在35～42mm的范围内时，抵抗线W与炮眼深度有如下关系W=（8～15）d或W=(0.3～0.65)L。据此Ⅴ级围岩取W=50cm，Ⅳ级围岩取W=55cm，Ⅲ级围岩取60cm。炮眼间距a：同一排两炮眼之间的距离与抵抗线之间的关系式为：W=（1.1～1.8）E。根据以往的施工经验取W=1.25E，Ⅴ级围岩取E=55cm。Ⅳ级围岩取E=65cm。Ⅲ级围岩取75cm。5.2槽眼形式：掏槽眼采用复式楔形掏槽，为满足钻孔台车钻眼凿掏槽眼方便，达到要求的精度，将掏槽眼设置在偏中线两侧。炮眼详见下图。5.3光面爆破参数的确定方案采用工程类比法，参考国内相似地质条件隧道光面爆破施工的资料及铁路隧道施工规范进行设计。在施工时根据实际情况进行适当的调整。选定的爆破参数见下表。光面爆破参数表围岩类别周边眼间距E((cm)周边眼抵抗线WW(cm))相对距离E/WW装药集中度(kkg/m))Ⅴ级围岩40500.800.09Ⅳ级围岩45550.820.12Ⅲ级围岩50600.830.145.4单眼装药量的计算装药参数在上面已确定,其它炮眼的装药量均可按下列公式计算:q=k.a.w.L.λ(kg)式中:q———单眼装药量(kg);k———炸药单耗(kg/m3);a———炮眼间距(m);w———炮眼爆破方向的抵抗线(m);L———炮眼深度(m);

λ———炮眼部位系数(参照表1选取)。5.5炮眼堵塞堵塞作用是使炸药在受约束条件下能充分爆炸以提高能量利用率,因此堵塞长度不小于20cm,堵塞材料采用炮泥(砂∶粘土∶水=3∶1∶1)。要求堵塞密实,不能有空隙或间断。5.6爆破器材的选择炸药:采用二号岩石乳化炸药,周边炮眼采用Φ25mm小药卷,其它炮眼采用Φ32mm标准药卷。雷管:孔外采用电雷管起爆,连接件及孔内均采用非电毫秒雷管(1-15段)。为避免爆破时冲击波的叠加,选择非电毫秒雷管时应选用段间隔为75ms以上的各段雷管(1、3、5、7、9、11、13、15共8种段别的非电毫秒雷管)。导火索及导爆索:周边炮眼间隔装药,采用导爆索传爆。掏槽眼和底板眼采用反向起爆,周边眼采用间隔不偶合装药形式。为保证每个周边眼内炸药同时起爆,需使用导爆索连结各药卷。5.7装药结构装药结构见《装药结构示意图》。施工中钻爆参数将根据实际情况进行调整。Ⅲ级围岩全断面爆破设计爆破设计参数表表炮眼名称炮眼深度炮眼个数毫秒雷管段数装药类型药卷数量单孔药量总药量掏槽眼1.6121φ32*220mmm51122.63123φ32*220mmm91.821.64125φ32*220mmm132.631.2辅助眼3.837φ32*220mmm102.063.849φ32*220mmm102.08内圈眼3.52611φ32*220mmm91.846.8周边眼3.53913φ32*220mm/230.623.4底板眼3.5815φ32*220mmm132.620.8总计116169.8开挖面积48.21m22炮眼密度2.41个/mm2单位用药量1.1kg/mm3实际进尺3.0-3.22米附注：1、本图图尺寸均以以厘米计22、本图适适用于隧道道全断面开开挖33、采用2#岩石乳化化炸药（φ32*2220mm）44、周边眼眼除采用半半节药卷间间隔装药，其其余炮眼均均采用连续续装药55、周边眼眼采用导爆爆索进行连连接，每3个导爆索索采用一个个毫秒延期期雷管进行行连接。66、炮泥堵堵塞长度不不小于200cmⅣ围岩台阶法爆破破设计爆破设计参数表表(上断面)炮眼名称炮眼深度炮眼个数毫秒雷管段数装药类型药卷数量单孔药量总药量单段药量掏槽眼1.181φ32*220mmm30.64.84.82.083φ32*220mmm71.411.211.23.065φ32*220mmm112.213.213.2扩槽眼2.827φ32*220mmm81.63.23.2辅助眼2.8109φ32*220mmm61.21212内圈眼2.51711φ32*220mmm61.220.420.4边眼2.52913φ32*220mm/230.617.417.4底板眼2.5915φ32*220mmm91.816.216.2总计8998.4开挖面积30.7m2炮眼密度2.9个/m22单位用药量1.28kg//m3预计进尺2.5m爆破设计参数表表(下断面)炮眼名称炮眼深度炮眼个数毫秒雷管段数装药类型药卷数量单孔药量总药量单段药量掘进眼2.571φ32*220mmm91.812.612.6掘进眼2.563φ32*220mmm91.810.810.8掘进眼2.575φ32*220mmm91.812.612.6周边眼2.5147φ32*220mm/230.68.48.4底板眼2.599φ32*220mmm91.816.216.2总计4360.6开挖面积23.6m2炮眼密度1.82个/m2单位用药量1.03kg/m3预计进尺2.5m附注：1、本图图尺寸均以以厘米计22、本图适适用于隧道道上下断面面开挖（控控制振速110cm//s）33、采用2#岩石乳化化炸药（φ32*2220mm）44、周边眼眼除采用半半节药卷间间隔装药，其其余炮眼均均采用连续续装药55、炮泥堵堵塞长度不不小于200cmⅤ级围岩台阶法爆爆破设计爆破设计参数表表(上断面)炮眼名称炮眼深度炮眼个数毫秒雷管段数装药类型药卷数量单孔药量总药量单段药量掏槽眼0.7161φ32*220mmm20.42.42.41.263φ32*220mmm40.84.84.8扩槽眼1.135φ32*220mmm30.61.81.83.2辅助眼1.187φ32*220mmm20.43.2辅助眼1.1119φ32*220mmm20.44.44.4内圈眼12111φ32*220mmm20.48.48.4周边眼13513φ32*220mm/21.50.310.510.5底板眼1915φ32*220mmm40.87.27.2总计9942.7开挖面积31.9m2炮眼密度3.1个/m22单位用药量1.34kg//m3预计进尺1m附注：1、本图图尺寸均以以厘米计22、本图适适用于隧道道上下断面面开挖（控控制振速110cm//s）33、采用2#岩石乳化化炸药（φ32*2220mm）44、周边眼眼除采用半半节药卷间间隔装药，其其余炮眼均均采用连续续装药55、炮泥堵堵塞长度不不小于200cm爆破设计参数表表(下断面左左侧)炮眼名称炮眼深度炮眼个数毫秒雷管段数装药类型药卷数量单孔药量总药量单段药量掘进眼141φ32*220mmm30.62.41.8掘进眼133φ32*220mmm30.61.81.8掘进眼145φ32*220mmm30.62.41.8周边眼1117φ32*220mm/21.50.33.30.45底板眼139φ32*220mmm30.61.81.8总计2511.7爆破设计参数表表(下断面右右侧)炮眼名称炮眼深度炮眼个数毫秒雷管段数装药类型药卷数量单孔药量总药量单段药量掘进眼131φ32*220mmm30.61.81.8掘进眼133φ32*220mmm30.61.81.8掘进眼135φ32*220mmm30.61.81.8周边眼1117φ32*220mm/21.50.33.33.3底板眼129φ32*220mmm30.61.21.2总计229.9Ⅲ级围岩横洞、斜斜井全断面面爆破设计计爆破设计参数表表炮眼名称炮眼深度炮眼个数毫秒雷管段数装药类型药卷数量单孔药量总药量掏槽眼1.661φ32*220mmm5162.6363φ32*220mmm91.810.8465φ32*220mmm132.615.6辅助眼3.837φ32*220mmm102.063.839φ32*220mmm102.06内圈眼3.52011φ32*220mmm91.836周边眼3.53013φ32*220mm/230.618底板眼3.5815φ32*220mmm132.620.8总计82119.2开挖面积29.99m22炮眼密度2.73个/mm2单位用药量1.2kg/mm3实际进尺3.0-3.22米附注：1、本图图尺寸均以以厘米计22、本图适适用于隧道道全断面开开挖33、采用2#岩石乳化化炸药（φ32*2220mm）44、周边眼眼除采用半半节药卷间间隔装药，其其余炮眼均均采用连续续装药55、周边眼眼采用导爆爆索进行连连接，每3个导爆索索采用一个个毫秒延期期雷管进行行连接。6、炮炮泥堵塞长长度不小于于20cmmⅣ围岩横洞、斜井井台阶法爆爆破设计爆破设计参数表表(上断面)炮眼名称炮眼深度炮眼个数毫秒雷管段数装药类型药卷数量单孔药量总药量单段药量掏槽眼1.141φ32*220mmm30.62.42.42.043φ32*220mmm71.45.65.63.045φ32*220mmm112.28.88.8辅助眼2.597φ32*220mmm61.210.810.8周边眼2.5179φ32*220mm/230.610.210.2底板眼2.5911φ32*220mmm91.816.216.2总计4754开挖面积11.03m22炮眼密度4.26个/mm2单位用药量1.9kg/mm3预计进尺2.5m爆破设计参数表表(下断面)炮眼名称炮眼深度炮眼个数毫秒雷管段数装药类型药卷数量单孔药量总药量单段药量掘进眼2.551φ32*220mmm91.898掘进眼2.563φ32*220mmm91.810.89.6掘进眼2.555φ32*220mmm91.898周边眼2.5167φ32*220mm/230.69.69.6底板眼2.589φ32*220mmm91.814.412.8总计4052.8开挖面积20.2m2炮眼密度1.98个/m2单位用药量1.05kg/m3预计进尺2.5m附注：1、本图图尺寸均以以厘米计22、本图适适用于隧道道上下断面面开挖（控控制振速110cm//s）33、采用2#岩石乳化化炸药（φ32*2220mm）44、周边眼眼除采用半半节药卷间间隔装药，其其余炮眼均均采用连续续装药55、炮泥堵堵塞长度不不小于200cmⅤ级围岩横洞、斜斜井台阶法法爆破设计计爆破设计参数表表(上断面)炮眼名称炮眼深度炮眼个数毫秒雷管段数装药类型药卷数量单孔药量总药量单段药量掏槽眼0.7141φ32*220mmm20.41.61.61.243φ32*220mmm40.83.23.2辅助眼157φ32*220mmm20.422内圈眼11111φ32*220mmm20.44.44.4周边眼12313φ32*220mm/21.50.36.96.9底板眼1915φ32*220mmm40.87.27.2总计5625.3开挖面积14.4m2炮眼密度3.8个/m22单位用药量1.75kg//m3预计进尺1m附注：1、本图图尺寸均以以厘米计22、本图适适用于隧道道上下断面面开挖（控控制振速110cm//s）33、采用2#岩石乳化化炸药（φ32*2220mm）44、周边眼眼除采用半半节药卷间间隔装药，其其余炮眼均均采用连续续装药55、炮泥堵堵塞长度不不小于200cm爆破设计参数表表(下断面左左侧)炮眼名称炮眼深度炮眼个数毫秒雷管段数装药类型药卷数量单孔药量总药量单段药量掘进眼131φ32*220mmm30.61.81.8掘进眼133φ32*220mmm30.61.81.8掘进眼135φ32*220mmm30.61.81.8周边眼197φ32*220mm/21.50.32.72.7底板眼159φ32*220mmm