各级围岩爆破施工方法.docx
《各级围岩爆破施工方法.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《各级围岩爆破施工方法.docx（26页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
各级围岩爆破施工方法
一．隧道爆破技术要求
⑴根据围岩特点，合理选定周边眼的间距E、最小抵抗线W和炮眼深度L，辅助炮眼交错均匀布置在内圈眼与掏槽眼之间，周边炮眼、内圈眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上，掏槽炮眼加深10cm。
⑵严格控制周边眼的装药量，尽可能将药量沿眼长均匀分布，同步起爆。
⑶周边眼使用小直径药卷、低猛度和低爆速的乳化炸药。
为了满足瓦斯隧道安全施工要求，有瓦斯突出地段安全等级不低于三级的煤矿许用的含水炸药，必须采用煤矿许用电雷管连续正向装药，严禁反向装药，雷管以外不装药。
严禁使用秒及毫秒级电雷管，使用煤矿许用毫秒延期电雷管时，最后一段延期时间不得大于130毫秒。
⑷爆破参数计算公式：
Q=qV,
Q：
一个爆破循环的总用药量，kg；
q：
爆破每立方米岩石所需炸药的消耗量，主要取决于围岩级别、临空面数目、断面大小。
施工中Ⅲ级围岩全断面开挖q=1；Ⅳ级围岩上导坑开挖q=1，下导坑q=0.7；Ⅴ级围岩开挖q=0.6。
V：
一个循环进尺所爆落的岩石体积（紧方），m3，V=S×L
L：
设计进尺＝炮眼深度×炮眼利用率（取0.9）
S：
开挖断面面积m2
⑸采用毫秒差有序起爆，使光面爆破具有良好的临空面。
⑹爆破网络采用串联，接头拧紧，明线部分包裹绝缘层；常规采用串并联结合复式网络。
⑺采用绝缘母线单回路爆破，母线与洞内电缆线、电线和信号线分别在隧道两侧。
⑻在岩石中，炮眼深度不足0.9米时，装药长度不得大于炮眼深度的1/2，炮眼深度为0.9米以上，装药长度不得大于炮眼深度2/3，煤层中，装药长度小于炮眼深度1/2。
所有炮眼剩余部分用水泡泥和黏土泡泥，水泡泥外剩余泡眼部分应用黏土泡泥封满填实，严禁使用煤粉、块状材料或其它可燃材料做炮泥。
⑼瓦斯隧道采用不低于二级煤矿许用炸药和电毫秒雷管。
以下爆破设计均采用2#岩石乳化炸药进行计算。
二．各级围岩爆破的施工方法
（1）洞身开挖
1.围岩级别及工期
小天都隧道
桩号
围岩级别长度（m）
最大埋深（m）
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
主洞
左线
ZK126+000～ZK129+005（7457）
2567
340
98
900
右线
K126+000～K128+943（7400）
2577
301
65
905
主洞开挖施工35个月（2014年11月1日～2017年9月30日）。
2.III级围全断面岩爆破设计:
III级围岩地段运用光面爆破技术进行全断面法施工。
采用风动凿岩机钻眼，塑料导爆管非电起爆系统毫秒微差有序起爆。
隧道出碴采用自卸汽车运输，挖掘机和侧卸装载机装碴。
全断面掘进每循环进尺3.2m。
全断面开挖掘进作业循环时间见下表。
Ⅲ级围岩循环作业时间表
工序
耗时
循环时间（min）
min
60
120
180
240
300
360
420
480
540
600
660
720
780
840
900
960
打炮眼
180
装药联线
35
移动钻孔台车
20
爆破通风
30
全断面法施工工序流程图
Ⅲ级围岩采用全断面开挖，风动凿岩机钻孔，光面爆破。
施工中应严格掌握周边眼的方向，减小超欠挖。
钻爆本着尽量减少残眼率，提高单位用药量，周边采用光爆，Ⅲ级围岩采用大面积锥形掏槽，在实施中根据实际情况再行调整爆破参数。
●炮眼数量N的确定，根据开挖断面积、岩石强度、炮眼直径、循环进尺、炸药品种，炮眼装填系数等因素确定，计算公式为：
N=qs/γτ式中：
N—炮眼数量，不包括未装药的空眼数
q—单位体积岩石炸药消耗量，一般取q=0.7kg/m3
S—开挖断面积
τ—装药系数取0.4～0.5之间
γ—每米药卷的炸药重量（kg/m）φ32炸药为0.78kg/m。
●掏槽眼设计：
III级采用大面积深孔锥形掏槽，设计循环进尺Ⅲ级3.2m，具体尺寸见图。
●周边眼参数设计
周边眼钻眼直径d=42mm，眼深Ⅲ级4m；
（1）、周边眼间距E，为取得良好的光爆效果，取E=45～50cm；
⑵、光爆层厚度W：
所谓光爆层就是周边眼与最外层辅助眼之间的一圈岩石层。
其厚度就是周边眼的最小抵抗线W。
其大小对光面爆破效果有较大影响。
取W=65～75cm；
⑶、周边眼线装药密度q=0.18～0.25kg/m
⑷、不耦合系数：
r=D/d=42/25=1.68
⑸、装药结构
①周边眼采用间隔装药（两侧底眼除外，每侧一个），φ32药卷（后期采用φ25药卷），眼底装2/3药卷，炮眼口预留30cm作为炮泥封堵区，其他3.5m区段采用7节1/3药卷，间距50cm均匀布置。
②周边眼的底眼（每侧一个）、其它炮眼均按连续装药结构装药。
⑹联线方式
周边眼联线至关重要：
①将一根导爆索（支线）插入一根2/3药卷，然后反向将药卷连同导爆索放入眼底，炮眼口外预留30cm，剪断。
每个周边眼（除两侧底眼外）均按此施作。
②然后分别从两侧底眼开始用一根导爆索（主线）将支线的露头连接起来，露头与主线搭接10cm，缠绕胶带3层，每个导爆索（支线）的露头方向朝向上部（拱顶方向）。
③两根主线连至拱顶后，用2发非电毫秒雷管引出，接至电雷管。
其它炮眼均按《全断面爆破联线图》所示分区汇总后，再通过非电毫秒雷管连至电雷管。
注意：
①保证外露30cm长度；②各支线与主线要连接紧凑，且不能出现支线绕圈、迂回等现象，以免不能成功传爆。
⑺、Ⅲ级全断面炮眼布置、装药参数表及主要经济技术指标
Ⅲ级围岩炮眼布置图
Ⅲ级围岩装药参数表
炮眼名称
眼深
炮眼个数
每孔药量Kg
药量
周边眼
4m
46
0.6
27.6
二圈眼
4m
20
1.6
32
辅助眼
4m
21
1.6
33.6
掏槽眼
5/5/5/3/3m
12/12/18/4/2
2/2.2/2.6/0.8/1
102.4
底眼
4m
10/2
2/2.2
24.4
合计
147
220
Ⅲ级围岩循环进尺3.2m主要经济技术指标
项目
炮眼总数N（个）
开挖断面积S（m2）
炸药总量Q（Kg）
钻眼总长度L（m）
延米爆破量（m3/m）
单位面积炮孔数（个/m2）
全断面
147
88
220
588
0.48
1.7
劳动力配置表如下
工种名称
修钻工
钻爆工
电工
合计
开挖
2
32
2
36
3.Ⅳ级围岩台阶法爆破设计
Ⅳ级围岩采用上下台阶法施工，Ⅴ级围岩采用留核心土法施工。
爆破开挖后立即施工初喷砼，封闭围岩外露面，初喷厚度不得小于3cm，并紧跟掌子面，初喷后立即安装钢拱架、钢筋网、锚杆等，紧接着砼喷至设计的初支厚度。
Ⅳ级围岩段开挖按设计进行超前支护，台阶法施工，拱部采用光面爆破，边墙采用预裂爆破。
具体施工顺序见《Ⅳ级围岩施工工序图》。
Ⅳ级围岩施工工序图
（1）掏槽眼采用斜眼楔形掏槽，眼深2.5～3米，倾斜角度45～60度，眼底间距b取20厘米，眼口水平距离B取5米，相邻两排眼间距30厘米，眼孔间距详细见图。
（2）周边眼间距E：
一般情况下E＝（12～15）d，其中炮眼直径D＝40毫米，周边眼间距35～50厘米；同时根据最小抵抗线W（光面层厚度）取值在13～22d范围内，且遵循W≥E的原则，周边眼相对距离E/W＝0.5～0.8，一般取W值45～60厘米，本设计W=60厘米，施工中可根据实际情况调整。
以下为炸药理论计算数量，施工中炸药不小于该数量：
①上台阶炸药总量计算过程如下：
掏槽眼炸药量计算：
单孔装药量：
周边眼单孔装药量计算：
②下台阶炸药总量计算过程
q为单位炸药消耗量，规范一般在0.6～1.2kg/m3；
V为爆破岩石体积。
⑶装药结构：
采用连续装药结构，药卷直径32毫米，不耦合系数为1.25，采用煤矿许用炸药周边眼单孔装药结构为：
眼底1根药卷，中间1根，孔口以里20厘米处0.5根，均为φ32毫米－200g2#岩石乳化炸药药卷。
Ⅳ级围岩装上台阶药参数表
炮眼
炮眼深度（cm）
炮眼数量（个）
单孔装药量（kg）
装药总量（kg）
备注
类型
掏槽眼
150
12
2.2
26.4
2号乳化炸药，药卷直径32毫米，单根药卷长度20厘米，重200克
辅助眼
100
80
1.1
88
周边眼
100
67
0.2
13.4
底眼
100
16
1.0
16
合计
175
143.7
每排炮2米
Ⅳ级围岩装下台阶药参数表
炮眼
炮眼深度（cm）
炮眼数量（个）
单孔装药量（kg）
装药总量（kg）
备注
类型
辅助眼
100
68
1.1
74.8
周边眼
100
10
0.2
2
底眼
100
10
1.0
10
合计
100
86.8
每排炮2米
劳动力配置表如下
工种名称
修钻工
钻爆工
电工
合计
开挖
2
32
2
36
开挖采用光面结合预裂爆破开挖，尽量减少对地层的扰动，爆破要密打眼，少装药。
4.Ⅴ级围岩台阶法爆破设计
Ⅴ级围岩段采用上下台阶法施工，挖掘机配合。
开挖循环进尺结合钢拱架间距确定，一般为0.5～1.0m。
为了确保施工安全，在施工中严守“管超前、严注浆、短进尺，强支护，勤量测、早成环”的原则。
在施工中进行超前地质预报及监控量测等技术对围岩提前做出判断，拟定相应的施工方案。
具体施工步骤见《Ⅴ级围岩段施工工序图》。
Ⅴ级围岩段施工工序图
关键工序技术要求
由于Ⅴ级围岩段岩性软弱，破碎程度严重，稳定性差，主要采用机械配合人工开挖或弱爆破，爆破要密打眼，少装药。
⑴掏槽眼：
采用斜眼楔形掏槽，眼深1.4～1.9米，倾斜角度40～60度，眼底间距b取20厘米，眼孔间距详细见图。
⑵周边眼间距E：
一般情况下E＝（12～15）d，其中炮眼直径D＝40毫米，周边眼间距35～50厘米；同时根据最小抵抗线W（光面层厚度）取值在13～22d范围内，且遵循W≥E的原则，周边眼密集系数K＝E/W＝0.7～1.0，一般取W值40～60厘米，本设计取60厘米，施工中可根据实际情况调整。
以下为炸药理论计算数量，施工中炸药不小于该数量：
①上台阶炸药总量计算过程如下：
掏槽眼炸药量计算：
单孔装药量：
周边眼单孔装药量计算：
②下台阶炸药总量计算过程如下：
q为单位炸药消耗量，规范一般在0.6～1.2kg/m3；
V为爆破岩石体积。
⑶装药结构：
采用连续装药结构，药卷直径32毫米，不耦合系数为1.25，采用煤矿许用炸药；常规施工中，采用不连续反向间隔装药，不耦合系数为1.25，周边眼单孔装药结构：
眼底1根药卷，孔口以里20厘米处0.5根，均为φ32毫米－200g2号岩石乳化炸药药卷。
⑷洞身开挖施工顺序：
上台阶开挖→下台阶开挖→仰拱开挖。
Ⅴ级围岩上台阶开挖装药数量表
炮眼
炮眼深度（cm）
炮眼数量（个）
单孔装药量（kg）
装药总量（kg）
备注
类型
掏槽眼
150
12
0.38
4.51
2号乳化炸药，药卷直径32毫米，单根药卷长度20厘米，重200克
辅助眼
100
85
0.6
51
周边眼
100
26
0.3
7.8
底眼
100
17
0.6
10.2
合计
140
73.56
每排炮1米
Ⅴ级围岩下台阶开挖装药数量表
炮眼
炮眼深度（cm）
炮眼数量（个）
单孔装药量（kg）
装药总量（kg）
备注
类型
掏槽眼
150
6
0.38
2.28
2号乳化炸药，药卷直径32毫米，单根药卷长度20厘米，重200克
辅助眼
100
67
0.6
40.2
周边眼
100
12
0.3
3.6
底眼
100
19
0.6
11.4
合计
140
57.48
每排炮1米
三．隧道爆破施工工艺流程
①施工工序：
测量放样布点→钻眼→清孔→装药→连接起爆网络→引爆→出碴→找顶→下一开挖循环。
隧道爆破施工工艺流程图
②放样布点：
在每茬炮钻眼前均应根据设计断面准确放出隧道中心线及轮廓线，均匀标出炮眼位置。
③钻眼：
采用人工手持风钻钻眼，眼孔直径40毫米。
钻眼时控制钻进方向及深度，避免过大偏差，周边眼外插角1～2度。
根据掌子面的凹凸程度调整钻进深度，尽量保证眼底在统一垂直面内。
掏槽眼较其它眼深10～15厘米。
④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。
⑤装药：
装药前进行分工，做好各司其职，分片分组、自上而下进行，雷管要对号入座，避免混淆。
所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度30厘米。
⑥连接起爆网络：
采用“一把抓”形式的集中连接方法。
把若干根导爆管捆绑在一个电雷管上，利用导爆管和非电毫秒雷管分流传爆的特性实现孔外延期。
周边眼采用导爆索加毫秒雷管混合起爆，每4～5个周边眼采用导爆索并联后引出端头后再与相应段别的毫秒雷管连接，之后再进行集束连接。
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相同，引爆雷管应用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端10厘米以上处。
网路联好后，要有专人负责检查，确定无误并可靠防护后引爆。
⑦引爆：
采用电雷管引爆。
起爆前所有人员、机械等必须全部撤离至作业面安全距离200米以外隐蔽处，进行避炮。
四．爆破安全距离计算
爆破物品的储存与使用，安全距离在满足《爆破安全规程》和《隧道施工安全规范》有关要求的同时应进行检算，以防止冲击波和地震引起个别飞石危及人员、设备和建筑。
R=（K/V）l/a*Q1/3
R:
爆破震动安全距离，m；
Q：
炸药用药量，延时爆破为最大一段药量；
V:
炸药爆破速度3.5cm/s
K，a：
与爆破地形、地质等条件有关的系数和衰减指数，可按下表确定：
序号
岩性
K
a
1
坚硬岩石
50—150
1.3—1.5
2
次坚岩石
150—250
1.5—1.8
3
软岩
250—350
1.8—2.0
爆破空气冲击波的影响安全距离
⑴露天爆破时，一次爆破的药量不得大于20kg，则空气冲击波对在岩体内避炮作业人员的安全距离R按下式计算：
R=25*Q1/3
R：
空气冲击波对于人员的最小安全距离，m；
Q：
一次爆破的装药量；毫秒延期爆破采用一次爆破总炸药量计算。
⑵药包爆破作用指数n<3时，空气冲击波的最小安全距离：
对于人员：
R=10*Q1/2
对于建筑物：
R=K*Q1/2
R：
空气冲击波的最小安全距离，m；
Q：
一次爆破的装药量，kg；
K：
系数，n为2时，取2—5；n为3时，取5—10；药包埋入地表附近取10—40；n为爆破半径与最小抵抗线的比值。
⑶个别飞石的安全距离
R飞=20K*n*2W
R飞：
一个飞石的安全距离，m；
n：
最大一个药包的爆破作用指数；
w：
最大一个药包的最小抵抗线,m；
k：
安全系数，一般取1~1.5。
为防止飞石产生，在爆破施工中，根据爆破田间变化来合理确定爆破参数，保证炮眼的堵塞质量，必要时做好安全覆盖防护，无论计算结果如何，安全距离必须满足安全规程的安全距离要求。
根据以上公式及要求，本标段隧道工程安全距离检算为：
洞内光面爆破作业点最大装药量为50.4kg（按单段起爆最大炸药量），则爆破震动安全距离为：
55m；飞石距离为：
137.2m；冲击波影响距离为：
89.4m，小于警戒线200m。
洞外施工爆破最大装药量按照20kg计（按单段起爆最大炸药量），则爆破震动安全距离：
44m；飞石距离为：
54.5m；冲击波影响距离为：
67.9m，小于警戒线200m。
五．爆破器材
（1）炸药：
一般地段使用乳化炸药，富水地段采用乳胶防水炸药；药卷直径采用φ32mm。
（2）雷管：
爆破网络采用微差、非电毫秒雷管起爆，非电毫秒雷管插入药卷内，除周边眼正向装以外其余反向装入眼孔内，导爆管引线连接采用一把抓型式，见下图。
连接线雷管采用低毫秒段，同组连接线采用同种毫秒段导爆管进行连接。
一把抓连接方式示意图
（3）周边炮孔内连接：
采用导爆索连接。
六．装药结构
周边炮眼采用φ32mm的药卷，进行间隔装药，用导爆索间隔的把药卷加工成药串，并用电工胶布将药串绑在竹片上以方便装药。
掏槽眼采用φ32mm药卷集中装药，底部30%长度加强装药，进行连续装药。
其它眼采用φ32mm药卷集中装药，见《结构装药图》。
结构装药图
七．钻爆作业
钻爆作业必须按照钻爆设计图进行。
当开挖条件出现变化时，爆破设计应随围岩条件变化而作相应改变。
钻眼前在开挖面上画出中线、水平和断面轮廓，并根据爆破设计图，用红油漆将炮孔布置在开挖面上；钻孔作业要做到“准、平、直、齐”四要素，并满足以下要求：
掏槽孔开孔定位误差不大于±3cm；其余各孔不大于±5cm。
钻孔方向（不平行）误差：
掏槽孔、周边孔不大于±3cm/m，其余各孔不大于±5cm/m。
各炮孔底部应尽量在同一平面内，孔底误差不大于10cm。
钻眼完毕，按炮眼布置图进行检查并做好记录，有不符合要求的炮眼重钻，经检查合格后装药爆破。
装药前将炮眼内泥浆、石粉吹洗干净，按设计药量装药，当开挖面凹凸不平时，其各孔装药量随炮孔深浅变化作相应的调整。
装药过程中，注意雷管的塑料导爆管脚线不得打死结、弯折，不被岩石和其它东西刺破。
各炮孔用炮泥堵塞，周边孔堵塞长度不小于30cm，其余各孔不小于20cm。
爆破效果监测及爆破设计调整每循环爆破后，对残眼长度、爆碴集中度和块度、周边孔痕迹率、岩面平整度、循环间衔接台阶高度、围岩稳定性以及断面轮廓、超欠挖情况等爆破效果参数进行量测与描述，并根据爆破效果进行调整循环进尺、周边孔、内圈孔间距及抵抗线、掘进孔密集度及炸药用量、掏槽孔布置及掏槽孔深度等各种钻爆设计参数，以改善爆破效果。
八．爆破注意事项
⑴掏槽成功与否直接决定爆破效果的好坏，因此在施工过程中，要根据围岩具体情况，确定合理掏槽形式，严格控制掏槽眼的钻进方向及深度。
⑵周边眼间距E、光面层厚度W是光面爆破的关键，要根据围岩的各项指标选择合适的E、W值，并应遵循W≥E的原则。
⑶周边眼装药结构及起爆顺序也是光面爆破是否成功的关键要素之一。
一般情况下，周边眼采用不耦合间隔装药结构，红线并联连接，采用电毫秒雷管，实现微差延期爆破，形成由开挖断面中心逐渐向周边依次分层起爆的顺序。
⑷每循环爆破后，对残眼长度、爆碴集中度和块度、周边孔痕迹率、岩面平整度、循环间衔接台阶高度、围岩稳定性以及断面轮廓、超欠挖情况等爆破效果参数进行量测与描述，并根据爆破效果适当调整循环进尺、周边孔、内圈孔间距及抵抗线、掘进孔密集度及炸药用量、掏槽孔布置及掏槽孔深度等爆破设计参数。
⑸爆破作业管理
在有瓦斯和煤尘环境中进行爆破作业时，应严格执行“一炮三检制”和“三人连锁放炮制”。
“一炮三检制”是在开挖工作面装药前、放炮前和放炮后，爆破员，班组长、瓦检员都必须在现场。
由瓦检员抽查工作面附近20m以内风流中的瓦斯浓度达到1％时，严禁进行爆破作业。
放炮后瓦斯浓度达到1％时，应立即处理并禁止用电钻打眼。
“三人连锁放炮制”就是爆破员、班组长和瓦检员三人必须同时自始至终参加爆破作业的全过程。
放炮前爆破员将警戒牌交给班组长，由班组长派人警戒，下达放炮命令，并检查顶板与支架的情况，全部符合要求后将其携带的放炮命令牌交给瓦检员。
瓦检员经检查瓦斯和煤尘符合安全要求后，将其携带的放炮牌交给爆破员。
爆破员接到放炮牌后，才允许将放炮母线与连接线连接，检查网路正常后发出爆破警戒信号。
放炮后，三牌各归原主。
瓦斯和煤尘浓度、含氧量、点燃火源是产生瓦斯和煤尘爆炸的三个构成要素，施工中采取严密监测措施防止瓦斯等爆炸。
⑹控制瓦斯和煤尘浓度的措施：
加强洞内通风；
⑺控制点燃火源的措施
Ⅰ、使用符合安全技术要求的防爆型爆破器材和爆破辅助器材，避免因电器和机械设备运转产生的火花引爆有爆炸危险的混合物；
Ⅱ、按规程（《爆破安全规程》GB6722-2003）规定：
a.炮孔深度小于0.6m时不得装药、爆破；
b.炮孔深度为0.6m～1m时，封泥长度不应小于炮孔长度的二分之一；炮孔深度超过1m时，封泥长度不应小于0.5m；炮孔深度超过2.5m时，封泥长度不应小于1m；
c.炮孔用水炮泥封堵时，水炮泥外剩余的炮孔部分应用粘土炮泥封实，其长度不小于0.3m；
d.无封泥，封泥不足或不实的炮孔严禁爆破，不准采用煤粉、块状材料或其它可燃材料做炮泥。
e.有煤（岩）和瓦斯突出危险的开挖面，废炮也在爆破前应用炮泥封实。
大直径钻孔的填塞深度，应超过炮孔装药的长度。
f.用专门的炮孔药包喷射消焰剂，药包埋设在孔底。
主要的消焰剂有碘化钾和碘化钠、溴化钠、氯化钠、氯化钾、碳酸氢钾、氯化铵和磷酸铵。
升级会员 