光面爆破施工流程.docx
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光面爆破施工流程
光面爆破施工流程
一、工艺原理
炸药爆炸时，对岩体产生了两种效应：
一是药卷爆炸瞬时高温高压气体形成的冲击波效应；二是爆炸气体膨胀做功所起的作用。
光面爆破是周边眼同时起爆，各炮眼的冲击波向其周围作径向传播，相邻炮眼的冲击相遇，则产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连接线的中点上，当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中心连线上形成裂缝，随后，爆炸空气的膨胀进一步扩展，形成平整的爆破面。
光面爆破是通过选择爆破参数和合理的施工方法，达到爆破后壁面平整规则，轮廓线符合设计要求，同时减少对围岩扰动，保持围岩稳定的一种控制爆破技术。
二、工艺流程
1、光面爆破工艺流程
工艺流程见光面爆破工艺流程图。
2、光面爆破工艺
⑴爆破设计
爆破设计的目的在于避免超欠挖和达到预期的循环进尺，并尽可能节省工料消耗。
爆破设计的内容包括炮眼（掏槽眼、辅助眼、周边眼）的布置、数目、深度和角度，爆破器材、装药量和装药结构，起爆方法和爆破顺序，钻眼机具和钻眼要求等。
⑵放样布眼
周边眼应沿隧道开挖轮廓线布置，保证开挖断面符合设计要求。
辅助炮眼交错均匀布置在周边眼与掏槽眼之间，力求爆破出的石块块度适合装碴的需要。
钻眼前，测量人员用红铅油准确地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，并交付隧道队技术负责人。
⑶定位开眼
按炮眼布置正确钻孔，掏槽眼和周边眼的钻孔精度要高，开眼误差控制在3cm和5cm以内。
⑷钻眼
司钻工要熟悉炮眼布置，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工司钻，以确保周边眼准确的外插角，尽可能使两茬炮交界处台阶小于15cm。
同时，应根据眼口的位置、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。
周边眼与辅助眼的眼底在同一垂直面上，掏槽眼应加深10cm。
炮眼的深度和角度应符合设计要求。
掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm；辅助眼眼口排拒、行距误差均不得大于10cm；周边眼眼口位置误差不得大于5cm，眼底不得超出开挖断面轮廓线15cm。
⑸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内石屑刮出和吹净。
⑹装药
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。
采用预裂爆破时，应从药包顶端堵塞，不得只堵塞眼口。
⑺连接起爆网络
起爆网络采用复式网络，确保起爆的可靠性和准确性。
连接起爆网络时需注意：
导爆管不能打结和拉细，各炮眼雷管联接次数应相同；引爆雷管应用黑胶布包扎在离开一簇导爆管自由端10厘米以上处，导爆管连接次数应相同。
网络联好后，要有专人负责检查核实，经检查符合要求时方可进行引爆。
⑻起爆出碴
网络联好后，在准备起爆前，人员撤离危险区，应设保护设施的一定要设置，然后由安全员核实，方可进行起爆。
起爆采用非电毫秒雷管。
起爆后，由原装药人检查炮眼爆破情况，全部爆破后进行出碴。
如发现有瞎炮，应及时处理。
⑼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，则应按下列条款进行处理。
a.应由原装药人当场处理；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内禁止人员通行。
b.炮眼中的导火索、导爆索等检查完好时可将引线重新接通，再行起爆。
c.应在取出堵塞物后重新装起爆药包。
d.不得在残眼中继续打眼。
e.可在距瞎炮不小于0.6m处打一平行炮眼进行诱爆。
f.硝胺类炸药可用水冲淡。
⑽光爆质量检查
爆破后的围岩面应圆顺平整，无欠挖，超挖量在设计和规定的范围内。
周边炮眼痕迹在开挖轮廓面上均匀分布，炮眼残留率硬岩达80%以上、中硬岩达60%以上。
爆破后，围岩面上无粉碎岩石和明显的裂缝，也不应有浮石（岩性不好时应无大浮石）。
炮眼利用率80%～90%。
⑾分析效果，调整炮眼间距和药量
每次爆破后都应与爆破设计进行对照比较，及时修正爆破参数，提高爆破效果，改善技术经济指标。
爆破效果应符合下列要求：
a．超欠挖符合规定要求；b．开挖轮廓圆顺，开挖面平整；c．爆破进尺达到设计要求，爆出的石块块度满足装碴要求；d．炮眼痕迹保存率[（残留有痕迹的炮眼数/周边眼数）×100%]，硬岩≥80%，中硬岩≥60%，并在开挖轮廓面上均匀分布；e．两次爆破的衔接台阶尺寸不大于15cm。
如爆破后石碴过小，说明辅助眼布置偏密或用药量偏大；如果石碴过大不便运碴，说明炮眼布置偏疏或药量偏小等情况均应调整爆破参数。
三、施工设备
空压机、钻孔台架、凿岩机、通风机、发电机等。
数量根据实际情况而定。
四、劳动力组织
劳动力组织
序号
工种
工种内容
1
工班长
负责本工班的组织指挥
2
安全员
全权负责安全工作
3
电工
负责本工班照明、用电等
4
钻孔工
负责钻孔工作
5
爆破工
从制作药包开始至起爆完成
6
修理工
主要对机械进行及时维修
7
辅助工
负责辅助光爆工作
8
工人
五、光面爆破施工
1、施工准备
进行钻爆设计，并成立专组负责。
设组：
技术组、测量组、风枪组、爆破组，施工前，组织学习，方便施工。
2、光面爆破的技术和技巧要求
⑴严密组织
光爆钻孔的技术要求严密组织：
光爆钻孔时，应统一指挥协调行动，认真实行定人、定位、定机、定质、定量的“五定”岗位责任制。
分区按顺序钻孔，避免相互干扰、碰撞、拥挤和窝工。
刷帮压顶钻孔时，最好固定钻孔班，以便熟练技术，掌握规律，提高钻孔的速度和准确性。
⑵钻孔方法及步骤
整个钻孔过程中，可分为准备、定位、开口、拔杆、移位五步。
准备：
开工前准备工作做到“四查”。
即：
查钻机；查风水电及管路连接部位是否牢固；查钻头钻杆等配件是否备全；查消耗较多的器材是否有充分的余量。
定位：
先由测量班在掌子面画出周边眼位置及在隧道掌子面画出中线十字线，作业班将钻孔位置定下来，并将钻孔先后次序分配明确。
开口：
开口时慢慢推进，并特别注意钻杆的方向与隧道中线的夹角是否符合设计外插角。
拔杆：
遇整体性好的石质可中速慢慢拔出，如遇破碎岩石卡钎时，应慢慢来回推进，使之拔出，如拔不出，再靠近钻孔重新打眼，使之拔出。
移位：
钻好一个炮孔进行第二个炮孔钻进时，要做到“准、直、平、齐”。
按周边孔参数要求，孔位要选准；各炮眼相互平行（孔口和孔底距相等）；孔底要落在同一平面上，爆出的断面要整齐，便于下一循环作业。
⑶保证钻孔质量的措施
主要爆破技术参数表
断面类型
开挖断面面积
（m2）
炮眼
直径
（mm）
掘进
进尺
（m）
周边眼间距E（m）
抵抗线
W（cm）
相对
距离
E/W
装药
集中度
q（kg/m）
掏槽结构形式
Ⅲ级
41.21
42
2.8
50
70
0.71
0.21
二级复式楔形
Ⅳ级上台阶
25.04
42
2.2
45
60
0.75
0.12
二级复式楔形
Ⅳ级下台阶
26.17
42
2.2
45
60
0.75
0.12
爆破材料采用1～17段塑料非电毫秒雷管，周边眼采用低爆速、低密度、高爆力、传爆性好的小直径2号岩石硝铵炸药，富水地段采用乳化炸药，采用厂制炮泥堵塞，导爆管复式网路联接，全断面一次起爆。
3、Ⅲ级围岩地段全断面光面爆破
Ⅲ级类围岩采用全断面法掘进，坚硬岩石施工加强掏槽爆破，控制周边光爆孔，确保无超欠挖。
爆破器材选用2#岩石硝铵炸药，塑料导爆管非电起爆系统毫秒微差有序起爆。
⑴爆破设计图
全断面炮孔布置、雷管段别布置、爆破网络布置见下图。
Ⅲ级围岩全断面光面爆破设计图
⑵爆破药量分配
全断面开挖药量分配见下表。
Ⅲ级围岩全断面光面爆破炮眼药量分配表
序号
炮眼分类
炮眼数
雷管
段数
炮眼
深度
炮眼装药量
每孔
药卷数
单孔
装药量
合计
药量
个
段
m
卷/孔
Kg/孔
Kg
1
掏槽眼
4
1
1.25
5
0.75
3.0
2
6
3
3.1
13
1.95
11.7
3
扩槽眼
7
5
3.0
12
1.8
12.6
4
辅助眼
7
7
3.0
12
1.8
12.6
5
内圈眼
23
9
3.0
12
1.8
41.4
6
周边眼
39
11
3.0
6
0.63
24.57
7
底板眼
13
13
3.1
12
1.8
23.4
8
合计
99
129.27
⑶全断面爆破主要技术指标表
全断面光爆主要技术经济指标见下表。
Ⅲ级围岩全断面光面爆破主要经济技术指标表
序号
项目
单位
数量
1
开挖断面积
m2
41.21
2
预计每循环进尺
m
2.8
3
每循环爆破石方
m3
115.39
4
炮眼总数
个
99
5
钻孔总数
m
291.9
6
雷管用量
发
108
7
炸药用量
Kg
129.27
8
比钻眼数
个/m2
2.4
9
比钻眼量
m/m3
2.53
10
比装药量
Kg/m3
1.12
11
单位体积岩体耗雷管量
发/m3
0.94
12
预计炮眼利用率
%
93
4、Ⅳ、Ⅴ级围岩地段正台阶光面爆破施工
Ⅳ、Ⅴ级围岩采用正台阶法掘进。
爆破器材选用2#岩石硝铵炸药、塑料导爆管非电起爆系统，毫秒微差有序起爆。
⑴爆破设计图
正台阶炮孔布置、雷管段别布置、爆破网络布置见下图。
Ⅳ级围岩上半断面光面爆破设计图
5、装药结构
周边眼装药结构一般采用三种形式：
比较破碎的岩层，采用双传爆线；中等岩层采用竹片、传爆线、间隔绑扎装药结构，底部药量适当加强；完整岩层采用光爆炸药连续装药结构。
装药结构见下图。
孔口炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm。
炮眼装药结构图
六、质量要求
1、质量标准
光面爆破是扰动校小，超挖较少，技术要求难度较大的爆破方法，隧道光爆后，开挖轮廓面的平滑度与眼距E和抵抗线V有密切的关系，根据实验结果表明：
E/V=0.8时，开挖面平滑度与设计轮廓线基本一致，另外，以下六项指标必须符合的标准为：
平均线性超挖量<15cm、最大线性超挖量<20cm、两炮衔接错台最大值<15cm、炮眼痕迹保存率>60%、局部欠挖量≤3cm、炮眼利用率>90%，并以此作为光爆效果的标准。
在钻眼完毕，按炮眼布置图进行检查并做好记录，对不符合要求的炮眼应重钻，经检查合格后方可装药。
2、质量保证措施
建立健全质量保证体系，指挥部成立质量管理小组，施工队设质量管理小组，项目经理部和施工队设质检工程师，班组设质检员，定期召开质量会议，做到人人明白质量要求，个个清楚质量标准，实施领导把关，群众参与，文明施工，广泛开展TQC活动，确立自检、专检、互检三检制度。
影响光爆效果的主要参数：
周边眼距离E、周边眼外插角度、相对间距E/V、周边眼装药集中度和装药方式，以及测量放线的精度等，这些参数不是一成不变的，需根据围岩类别，节理发育程度，掘进方式等多种因素反复多次，经常不断地调整参数，并要求设计、测量、钻孔、装药等全过程严格把关，全体操作人员密切配合，只有这样，才能保证光爆质量。
七、安全措施
1、爆破准备
在进行爆破作业之前，爆破作业人员将取得地方公安部门的批准，遵守公安部门发出的各项规定和限制，并向公安部门申请贮存及使用爆炸品的许可证。
2、炸药等爆破物品的管理
爆破材料贮存在干燥通风的仓库内，温度保持在18～30摄氏度；库内要设有消防设备，不同性质的炸药要分开贮存，雷管与炸药分设库房。
爆破材料应由装炮负责人按一次需要用量提取，随用随取。
放炮后的剩余材料，应经专人检查核对后及时交还入库。
3、钻眼作业
钻眼前，应检查工作环境的安全状态，应待开挖面清除浮石以及瞎炮处理完毕后方可进行钻眼作业；凿岩机的支架，在碴堆上时，应保持碴堆的稳定；用电钻钻眼时，不得用手导引回转的钎子、用电钻处理被夹住的钎子；不得在残眼中钻眼。
4、装药
装药前，非装药人员应撤离装药地点；装药区内禁止烟火；装药完毕，应检查并记录装炮个数、地点；不得使用金属器皿装药；起爆药包应在现场装药时制作。
5、爆破作业
选派有多年爆破经验的工程师，且常驻现场作技术指导。
洞内爆破必须作业统一指挥。
洞内爆破时，所有人员必须撤离，撤离的安全距离应为：
a.独头巷道内不小于200m；b.相邻上下坑道内不小于100m；c.相邻坑道、横通道及横洞间不小于50m。
遇有下列情况时，严禁装药爆破：
a.照明不足；b.开挖面围岩破碎尚未支护；c.出现流沙、流泥未经处理；d.有大量溶洞水及高压水涌出，尚未治理；e.没有警戒好的。
洞内爆破不得使用产生大量有害气体的炸药。
爆破后必须通风排烟，15min后检查人员方可进入开挖面检查。
检查内容包括：
a.有无瞎炮；b.有无残余炸药或雷管；c.顶板及两帮有无松动的围岩；d.支撑有无损坏与变形。
爆破时，爆破工应随身配带手电筒，并设故障照明。
装药与钻眼不得平行作业。
当采用钻孔台车平行钻凿深孔爆破并采取下列措施时，可不受此项限制：
a.制定操作细则，并经批准；b.钻孔与装药顺序应自上而下，钻孔与装药孔至少隔开一排，其距离不小于2.5m；c.钻孔与装药人员必须分区。
两个相向贯通开挖的开挖面之间的距离只剩下15m时，只允许从一个开挖面掘进贯通，另一短应停止工作并撤走人员和机具设备，在安全距离处设置警告标志。
爆破器材加工房应远离洞口50m以外。
若洞口距开挖面大于1000m时，可在洞内适当地点设立加工房，但应符合下列规定：
a.存储药量仅限于当班用量；b.洞身应大于10m，并与隧道中线有600的交角，设有两道外开的门；c.设立明显的标志和专人看守；d.加工房设在坚固的围岩中，并应设置栏杆，严禁无关人员入内。
起爆器的手柄应始终由爆破组长一人保管。
6、处理瞎炮
应由原装药人当场处理；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。
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