铁路隧道工程钻爆施工方法及工艺

铁路隧道工程钻爆施工方法及工艺隧道开挖必须尽可能减轻对围岩的振动，充分发挥围岩的自承能力。钻爆作业是保证开挖断面轮廓平整准确、减少超欠挖、降低爆破振动、维护围岩自承能力的关键。采用线形微震爆破新技术和光面爆破技术进行爆破作业，根据围岩情况，及时修正爆破参数，以达到最佳爆破效果，形成整齐准确的开挖断面。钻爆设计线形微震爆破新技术能使炸药产生的能量尽量多的转换为破碎岩石，减少传给开挖范围以外岩石的能量。从而使开挖范围外的岩石引起的震动和损害最小，这样就可有效地保护围岩。线形微震爆技术的特点是：炮孔布置除周边眼和掏槽孔外都是线形，炮孔布置简单，炮孔参数准确；可提高炸药爆炸能量利用率，同样情况下用炸药量少，对围岩的扰动小，最适合采用“新奥法”施工；炮孔都是平行的，便于钻孔可提高钻孔效率，易于采用光面爆破，控制开挖轮廓；可以控制爆破块度，提高装运效率；此外，还可减轻对周围地层的震动。⑴爆破设计原则①炮孔布置要便于机械钻孔；②尽量提高炸药能量利用率，以减少炸药用量；③减少对围岩的破坏，采用光面爆破，控制好开挖轮廓；④控制好起爆顺序，提高爆破效果；⑤在保证安全的前提下，尽可能提高掘进速度，缩短工期。⑵爆破器材选用①采用塑料导爆管非电毫秒雷管起爆系统，毫秒雷管采用特定的26段等差（50ms）毫秒雷管，引爆采用火雷管。②炸药采用2#岩石铵锑炸药和乳化炸药（有水地段使用该种炸药），选用φ25、φ32、φ35三种规格，其中φ25为周边眼使用的光爆药卷，φ35为掏槽眼使用药卷。⑶掏槽形式本标段隧道Ⅱ、Ⅳ级围岩爆破采用中空直眼掏槽。⑷装药结构及堵塞方式掘进眼、内圈眼、底板眼采用连续装药结构方式，周边眼采用φ25的药卷间隔装药方式。所有装药炮眼均采用炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm。⑸爆破设计优化每次爆破后检查爆破效果，分析原因及时修正爆破参数，提高爆破效果，改善技术经济指标。根据岩层节理裂隙发育程度、岩性软硬情况，修正眼距，用药量，特别是周边眼；根据爆破后石渣的块度修正参数。石渣块度小，说明辅助眼布置偏密；块度大说明炮眼偏少，用药量过大。根据爆破振速监测，调整单段起爆炸药量及雷管段数；根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度，眼底基本上落在同一断面上。钻爆作业钻爆是保证开挖断面轮廓平整准确，减少超欠挖，降低振动、维护围岩自承能力的关键。因此，施工时按照爆破设计进行钻眼、装药、连线和引爆。如开挖条件出现变化需要变更设计时，由主管技术人员确定，其它人员不可随意改变。⑴测量测量是控制开挖轮廓准确度的关键。每一循环都由测量技术人员在掌子面标出开挖轮廓和炮孔位置，并在洞内拱顶及两侧起拱线处安装三台激光指向仪，以减少测量时间及确保开挖轮廓线精度。⑵钻孔钻孔用TY28手持钻机，并按以下要求钻孔：①按照炮眼布置图正确对孔和钻进；②掏槽眼比其它眼深20cm，对孔误差不大于3cm，并保持平行；③掘进眼对孔误差不大于5cm；④周边眼位置在设计断面轮廓线上，其环向误差不大于5cm，眼底不超出开挖面轮廓线10cm，孔深误差小于10cm；⑤开挖面凹凸较大时，应按实际情况，调整炮眼深度，力求所有炮眼（除掏槽眼外）眼底在同一垂直面上；⑥钻眼完毕，按炮眼布置图进行检查，有不符合要求的炮眼重钻，经检查合格后，才能装药起爆。⑶装药装药前先用高压风将孔中岩粉吹净，并用炮棍检查孔内是否有堵塞物，装药分片分组，严格按爆破参数表及炮孔布置图规定的单孔装药量，雷管段别“对号入座”。爆破网路连接、检查及起爆，按照爆破设计要求执行。⑷堵塞堵塞炮孔可以提高炸药能量利用率，从而减少炸药用量，降低爆破振动效应。装药后要求炮孔堵塞好，光面爆破孔孔口堵塞长度不小于20cm，掏槽孔不装药部分全堵满，其余掘进孔堵塞长度大于抵抗线的80%。炮泥使用2/3砂和1/3黄土制作并使用水炮泥。装药和堵塞工作按有关安全规程执行，以确保安全。结起爆网路为了保证起爆准确可靠，采用塑料导爆管传爆雷管复式网路，即每处传爆雷管都用2发。连线时导爆管不打结不拉细；联结的每簇雷管个数基本相同且不超过20个。传爆雷管用黑胶布缠好。网路联好后由专人检查验收，无误后方可起爆。爆破网路连接见图2-2.3-11。图2-2.3-11爆破网路连接图⑹瞎炮的处理当起爆后遇有哑炮时，由专人负责处理，首先对导爆管进行检查，若能再起爆时，则重新引爆。若不能引爆，则首先掏出炮泥，然后用高压风和水冲出炸药，拿出雷管。光面爆破⑴光面爆破施工工艺流程隧道周边采用光面爆破，以确保开挖轮廓平整圆顺，其光面爆破施工工艺流程见图2-2.3-12。光面爆破设计光面爆破设计测量放线台车或台架就位钻孔钻孔质量验收装药与堵塞连接起爆网路起爆通风危石处理清理钻孔装药结构计算爆破材料准备网路检查设置警戒光面效果与质量检查图2-2.3-12光面爆破施工工艺流程图面爆破参数为减轻爆破对围岩的扰动，周边眼采用φ25小直径光爆药卷，其爆破参数见表2-2.3-6。装药结构见图2-2.3-13。表2-2.3-6光面爆破参数表参数岩石种类饱和单轴抗压极限强度Rb(MPa)装药不偶和系数D周边眼间距E(cm)周边眼最小抵抗线W(cm)相对距E/W周边眼装药集中度q(Kg/m)硬岩>601.25～1.555～7070～850.8～1.00.30～0.35中硬岩30～601.5～2.0045～6060～750.8～1.00.20～0.30软岩≤302.00～2.5030～5040～600.5～0.80.07～0.15⑶装药结构周边光面爆破孔采用导爆索、竹片把φ25药卷绑扎成炸药串装入孔中，孔口用炮泥堵塞长度不小于20cm。实践证明这种装药结构比单用φ2