隧洞光面爆破施工指导Word文档格式.doc
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围堰采用麻袋装土方式施工。
㈡施工排水
①在洞脸顶部设排水沟下设集水井，挖一排水沟把水统一引至集水井处用潜水泵抽排，采用4-6寸潜水泵抽水，用橡胶软管接至围堰3m以外。
②隧洞内渗水的抽排方案：
工作面在出口处的向上坡方向开挖隧洞时，在洞室一侧开设排水沟，利用排水沟自流排水，排水沟随工作面的掘进开凿，并经常清理，必要时，设置水沟盖板。
工作面在进水口处的向下坡方向开挖隧洞时，在工作面前方设置集水井或集水箱，将洞室内渗水自流至集水井，再用水泵抽排至洞外。
抽水泵的容量比最大渗水量大30%～50%，并保证有100%的备用量，重要部位设备用电源。
开挖工作面和局部地段的集水，用潜水泵抽排至集水井。
㈢洞口明挖及洞脸支护
洞口明挖自上而下分层开挖，洞口土方明挖采用PC－200挖掘机挖装5t自卸车运输，洞口石方明挖采用松动爆破，钻孔采用YT27型风钻配9m3／min移动式空压机，PC－200挖掘机配5t自卸车运方。
明挖主要施工程序：
坡面清理→锚杆施工→挂钢筋网→喷混凝土施工→下层开挖。
坡面在喷砼之前必须做好表面清理，包括清理所有松散岩块或其他影响砼粘着的污迹、脏物；
清除表面积水及疏排裂隙渗漏水等。
㈣光面爆破技术
隧道光面爆破采取微振动控制爆破技术。
为控制超挖，周边采用光面爆破方法。
隧道光面爆破要求周边眼爆破既能将岩石爆落下来，又能形成规整的轮廓，尽可能保留半孔痕迹，减小爆破对围岩的扰动，减少超挖量。
装药集中度（q）、最小抵抗线（W）直接影响周边岩石的爆落效果；
“规整轮廓”主要与炮眼间距（E）、炮眼密集系数（m=E/W）和最小抵抗线有关（W）；
半孔率主要与不耦合系数（D=d炮眼/d炸药）有关。
因此，影响隧道光面爆破效果的主要参数应是：
炮眼间距（E）、炮眼密集系数（m）、装药集中度（q）、最小抵抗线（W）、不耦合系数（D）。
而它们之间又是相互联系的，只有这些参数整体上处在某一正确的范围内，才能达到理想的光爆效果。
影响光面爆破效果的因素有很多，主要有围岩地质条件、炸药特性、断面形状和大小、钻孔质量等。
其中围岩地质条件和钻孔质量是最主要的影响因素。
实践表明，通常的光面爆破参数取值范围如下：
炮眼间距E=（8~15）d、炮眼密集系数m=0.7~1.0、最小抵抗线W=（10~20）d或者W=E/m、不耦合系数D=1.5~2.0、装药集中度q=0.04~0.4（kg/m）
4.1起爆方式
（l）隧洞开挖按光面爆破要求进行钻爆设计，周边眼使用小直径光爆炸药，炮眼间距45－60cm，采用间隔装药，导爆索起爆，孔口堵塞长度足够。
炮孔痕迹在开挖轮廓面上均匀分布，炮孔痕迹I、Ⅱ类围岩保存率达到90％以上，Ⅲ、Ⅳ类围岩保存率达70％以上，保证开挖面与设计轮廓线一致，径向超挖值和开挖岩面的起伏差均小于200mm，平均100mm。
围岩中不得有明显可见的爆破震动裂隙，不能有欠挖。
（2）掏槽眼、辅助眼采用连续装药，毫秒延期导爆管雷管起爆，φ32＊200、2＃岩石销按炸药，装填系数0.7-0.85。
（3）掏槽方式
考虑围岩的夹制力，每循环进尺控制在2.2米左右，掏槽型式采用直线方式，确保掏槽效果。
4.2钻孔作业
（l）钻孔前准确测画开挖轮廓线，点出掏槽眼和周边眼的位置。
（2）钻孔采用YT-27型风动凿岩机，钻孔深度2.5m，每个工作面配2台风钻同时作业，司钻手按设计划定的区域和炮眼顺序钻孔。
（3）施工方法
钻孔严格按照钻爆设计图，采用激光导向仪配合全站仪，精确测量中线水平，高程用水准仪测量，用钢尺结合激光导向仪、全站仪及水准仪布孔施工。
4.3爆破
按照钻爆设计图准备好爆破材料，装药前先用高压风清孔，检查钻孔是否堵塞或坍孔，然后接划定的区域装药连线，各负其责。
装药顺序先上后下，先两侧后中间。
导爆管连线采用“一把抓”法，配两个起爆雷管，装药结束经安全检查后起爆，各步骤按《塑料导爆管非电起爆操作原则》进行。
4.4钻爆设计
4.4.1炮眼数目
炮眼数目的多少直接影响每一循环凿岩工作量、爆破效果、循环进尺、洞成型的好坏。
暂按下式计算炮眼数目，在施工中，根据具体情况再作调整，以达到最佳爆破效果。
炮眼数目N，按下式计算：
N＝q×
s/rη
式中：
q——炸药单耗量，取q=1.85kg／m3
S——开挖面积，S=5.05m2
r——每米长度炸药的重量，2号岩石销铵炸药r=0.78kg／m
η——炮眼装药系数，取η=0.7
经计算，N=17，光面爆破需多增加周边眼13只及中空孔一只，共计31只。
4.4.2每个炮眼的装药量
（1）掏槽眼
Q1=η×
L×
r
式中：
η——炮眼装药系数，取η＝0.8
L——眼深，L=2.5m
r——每米长度炸药量，r＝0.78kg／m
经计算Q1=1.56取Q1=1.5kg
（2）辅助眼
Q2=η×
r=0.7*2.4*0.78=1.30kg取Q2=1.35kg
4.4.3光面爆破参数
针对各类岩石初次选用如下爆破参数，在施工中可按照选定的参数总结每次爆破效果，测量半孔率和轮廓不平整度，不断调整光爆参数：
项目
爆破参数
周边眼间距E（cm）
拱顶45.8、边墙60
周边眼抵抗线W（cm）
40-60
装药集中度（kg/m3）
0.2
堵塞长度（cm）
40
装药结构（周边眼）
间隔装药
周边孔间距E=（15～8）d=（15～8）*43mm＝645～430mm
密集系数m=E／W=0.65～1.0
最小抵抗线W＝600～400。
4.4.4装药起爆
光面爆破宜采用细药卷，起爆时注意以下事项：
（l）周边孔应该同时起爆才能保证光面爆破效果；
（2）对起爆顺序为先掏槽孔，再辅助孔，辅助孔起爆后再起爆底孔，周边孔最后起爆；
（3）周边孔的底孔应该装一个φ32毫米药卷，以克服岩体挟制作用；
（4）为了减少超挖和降低工程造价，开挖过程中，加强断面量测，并及时处理欠挖部位，修整开挖断面，获得良好的经济效果。
4.4.5炮眼布置
设计的炮眼爆破参数见表4-1。
表4-1隧洞开挖爆破参数表
炮眼
炸药
名称
数量（个）
眼深（m）
垂直夹角（度）
类型
装药结构
每孔装
药（节/
孔）
每孔装药量（kg）
总装药量（kg）
掏槽眼
5
2.5
2#硝铵
偶合连续
12
1.8
9
4
2.4
空孔
辅助眼
6
10
1.5
底眼
3
4.5
周边眼
13
光爆小药卷
间断不偶合
0.9
11.7
合计
31
34.2
4.4.6爆破
钻孔开挖完毕，采用高压风枪进行清孔，然后按照钻爆设计确定的装药参数进行药卷填充，连接爆破器材，人员、设备撤离清场，重新检查后进行引爆。
4.4.7光面爆破施工细则
确定隧道施工方案时，要综合考虑隧道的地质条件、钻孔设备、爆破器材、支护方法和技术水平等因素来决定。
应该特别强调的是，隧道开挖施工方案和爆破方法之间有着十分密切的关系。
隧道光面爆破施工应遵循以下原则：
①钻孔孔位依据测量定出的开挖轮廓线确定。
周边孔在断面轮廓线上开孔，沿轮廓线等间隔布置炮眼，需要调整孔位时偏差不大于2cm，各炮孔孔底落在规定的平面上，凹凸不平整的平整度小于10cm；
与周边孔相邻一排辅助炮孔的孔口距离不小于40cm，打眼方向水平、平行于掘进方向。
②钻孔前必须严格按照钻爆设计标示出孔位和编号；
如果孔位与上次的残孔重合，必须适当移位，绝对不准在残孔内钻孔。
③必须保证钻孔质量。
钻进中要防止漏钻和多钻，控制好孔位、孔深和角度，是保证光面爆破效果的基础。
④炮孔钻完后要及时清孔并用木楔封堵，防止杂物进入。
炮孔经检查合格后，方可装药爆破。
⑤为减少装药时间，事先由炮工将药卷间隔串联在导爆索上，并用胶带绑扎在一根有一定强度的竹片上，装药时炮工将绑有药卷的竹片放入每个周边孔内，应使竹片紧靠围岩外侧，而药卷则紧靠开挖岩石的内侧，这样既有利于保护岩壁，又可以增强对开挖岩石的爆炸力。
炮孔内放入药卷后，应将导爆索引出孔外，然后炮泥封堵炮孔。
⑥为使周边孔装药达到一定的不偶合系数，周边眼采用直径φ25mm的小药卷进行装药。
⑦为保证周边眼光面爆破效果，周边孔最后一段起爆。
同时起爆的炮孔用导爆索串联在一起或用同段位的导爆管雷管簇联在一起，最后通过电雷管进行激发。
⑧连线必须认真细致，仔细清点数量并复核，对联结块上的上下级导爆管必须捆扎牢固，严防产生漏爆拒爆现象。
⑨爆破后的残留炮孔痕迹在开挖轮廓线上是否均匀分布；
半孔残痕率在完整岩石处保持在95%以上，较完整和完整性稍差的岩石处保持在80%以上，较破碎和破碎岩石处半孔率不小于50%。
⑩每次爆破以后，要先进行通风，通风15分钟后检查人员方可进入隧道做相应的检查工作；
要及时察看围岩周边光面爆破效果，核对与爆破设计是否相符，如有变化要及时调整爆破参数，使其达到最佳效果。
城门型隧洞炮眼布置示意图
4.8其他出渣方式、安全措施、质量控制措施等参照施工组织设计。
㈤土洞施工技术
5.1开挖总体方案
隧洞进口浅埋土质隧洞开挖遵循“短进尺、弱爆破、强支护、勤观测、早封闭”的原则进行施工，在开挖结束后24h内及时完成锚喷支护，是否尽早进行永久砼衬砌，经三方确定后实施。
根据目前隧洞口土石夹层地质情况，拟采用人工风镐开挖修规成型，循环进尺1.0-1.5m。
洞碴采用人工装车，2T自卸农用车运至弃渣场。
5.2要素分析：
（1）施工中由于夹石粘土较为密实，人工开挖进尺缓慢，若采用弱爆破在开挖面中心形成1.0-1.5m2空洞，施工进度明显加快。
（2）为确保有工作施工空间和施工作业人员安全，严格控制循环进尺。
隧洞为浅埋土质隧洞，围岩稳定性差，在自稳和地下水等的作用下，极易发生坍塌现象，临时支护型式决定隧洞开挖的成败，故采用“强支护、早封闭”的方针。
支护型式：
洞身采用钢支撑锚喷砼复合支护。
5.1临时支护施工工艺
洞身采用钢支撑锚喷砼复合支护，保证设计净断面,所有临时支护均在净断面外（参照设计土洞永久支护断面图补充01号）。
5.1.1超前锚杆
超前锚杆布置在拱部开挖轮廓线10cm以外，采用早强锚固剂药卷全黏式Ф25螺纹钢锚杆，L=4m/根，孔径：
42mm，沿拱顶部位布置2道，外插角5%-10%，环间距为50-80cm，环间交错布置。
施工中注意引排地下水。
5.1.2钢支撑
钢拱架：
由三根14#槽钢法兰联结而成，拱架榀间距50cm，相邻间钢架间采用边Ф20钢筋连接，斜向内侧布置，并焊于钢架内翼缘处，钢架与初喷砼间要求密切接触。
锁脚锚杆采用早强锚固剂药卷全黏式锚杆，L=2.0m/根，每榀钢拱架锁脚锚杆6根。
钢支撑基础：
采用20槽钢垫底，单节长30cm。
钢拱架在初喷混土后施工，初喷混土厚度约5～6cm。
5.1.3锚喷砼
系统锚杆：
采用早强锚固剂药卷全黏式Ф20螺纹钢锚杆，L=2m/根，外露10cm，孔径：
42mm，每排5根，排距100cm，呈梅花型布置,在初喷混土后施工。
喷混凝土：
强度为C25，喷砼厚度为10cm，分2-3次喷射施工，拱架背后塌方脱空部分喷砼回填密实，同时设引排水孔。
四、特殊地层的施工技术
在断层及其他复杂地层，如在破碎松软、渗水、漏水、流砂等不良地质构造中进行隧洞施工，防止围岩坍塌和衬砌沉陷变形是关键问题。
根据地质和水文地质资料，结合我单位施工经验，采取相应措施：
3.1一般措施
（1）在思想上重视它。
提前开展有关情况的调查，根据调查情况，认真分析研究，选择合理的施工方法，制定相应的技术措施，避免在施工中造成困难，影响工程进展。
（2）采用地质超前预报，对前方的地质和水文条件进行预报，根据预报结果和已揭露的岩石情况综合判断，对前方的地质情况做到心中有数。
（3）缩短开挖进尺，严格控制爆破的单段起爆药量，确保爆破震动速度控制在2.0cm／s以内，同时加强爆破振动速度监测，及时调整爆破参数。
（4）爆破后要及时出碴，及时进行支护，减少掌子面暴露时间，并根据围岩量测情况大决定该段是否加强支护。
（5）技术人员必须现场旁站值班，随时观察了解掌子面的情况，及时采取有效措施。
3.2塌方预防及处理
3.2.1塌方预防
防止塌方是保证安全施工和快速掘进的关键，因此施工人员必须从思想上引起足够重视，施工前根据设计提供的地质勘探资料，实施超前地质探报技术，制订切实可行的施工方案。
施工过程中，随时观察和监测有无异常，仔细研究岩体和地下水变化规律，不断修正和完善原设计方案。
（l）勤观测
在施工过程中，随时观察和量测现场工程地质及水文地质变化情况，研究变异规律，据以制订施工对策。
（2）短开挖
岩性不良地段，严格控制进尺，紧跟作业面一次支护快速衬砌，多打孔，少装药，放小炮，保证断面规整，为初期支护创造条件。
（3）强支护
及时支护是消除塌方的重要手段，强支护是预防塌方的主要措施，施工中利用小导管注浆、长管棚、格栅拱等进行强支护。
3.2.2塌方处理
不同类型的塌方，选择不同的处理方案，某些情况还需要几种方案综合处理。
根据本工程的特点，对预计可能发生的几种塌方情况，提出以下的措施：
（1）裂隙扩张造成的小塌方：
此类塌方多发生在轻微风化或裂隙较密集的围岩中，主要是由于开挖和支护方法不当造成，常发生在爆破后的几个小时内，虽然塌方数量不大，但威胁工作面的施工安全，施工中拟用加强锚喷法。
（2）塌方体窄长的小塌方
此类塌方多发生在断层破碎带较窄且两侧岩体比较完整的地段，施工中可采用挑梁法安装钢支撑，然后对塌方处锚喷，挑梁法指将型钢穿过临时架立支撑的顶梁直抵掌子面，形成一排挑梁，在挑梁上架设水垛，填塞洞穴。
（3）中等塌方
塌方量较大，塌方范围在10m左右，多发生在两条相邻、倾向相对的断层带或两种岩层交接带。
在塌方之前，常有掉块现象，其频率及块度随爆破振动烈度、振动频率和地下水活动强度的增加而提高。
在塌方后，常有较稳定的顶板，继续塌方的可能性不大，一般用锚喷法、插筋排架法、护顶法、管棚法等处理。
（4）大塌方
该类塌方在100m3以上，塌穴高度在10m以上，当洞顶岩层较薄时，易发生冒顶。
处理措施为：
若塌方堵塞整个隧洞，且对塌方规模和规律还不了解，可采用锚喷法，管棚法等多种处理措施；
当塌方段埋藏较浅或地质条件较为复杂时，从洞内处理难以保障安全，可采用灌浆法和环行导洞法综合处理。
由于地下工程塌方情况十分复杂，塌方处理也无一定模式，具体要视现场情况研究决定。
但根据以往的施工经验，以便做到未雨绸缪，一旦发生塌方，能够及时采取有效措施，以把损失减到最小，现对以上几种塌方形式提出如下处理方法，见表3-1。
表3-1塌方处理的主要方法
序号
处理方法
适用条件
主要施工程序
1
喷锚法
小塌方或边墙塌方处理，亦常作为综合治理方法之一处理大塌方
①搭设作业平台；
②清理岩面；
③安装锚杆；
④挂钢筋网；
⑤喷混凝土；
⑥安装锚索（需采用锚索支护时）
2
对顶
支撑法
塌穴面前沿机顶拱发生小塌方以后，边墙和掌子面均无法找到底梁支点位置时的塌方
①加固塌方两端；
②安装钢顶撑；
③塌穴喷锚；
④出渣（塌穴高度大时，重复①~③程度；
⑤分段衬砌；
⑥塌穴回填及加固
挑梁法
掌子面前沿顶拱发生小塌方以后，边墙和掌子面均无法找到底梁支点位置时的塌方
①将圆木或型钢穿过原支撑或临时架立支撑的顶梁直低掌子面，形成一排挑梁；
②在挑梁上架设木垛，填塞塌穴；
③出渣
插筋
排架法
塌方堵塞全部工作面、塌穴情况不明的大塌方，或冒顶事故的塌方，也是实现护顶法，混凝土纵梁法和环形导洞法等处理方法的重要施工程度之一。
①紧贴掌子面架设钢支撑；
②在顶拱设计开挖线以外按一定角度（3°
~10°
）钻孔；
③安装钢筋支架形成掌子面超前支护；
④在钢筋支架保护下塌方体出渣；
⑥按①~⑤程序继续施工
护顶法
塌方堵塞高度超过掌子面顶部的顶拱塌方
①由地表钻孔或开挖旁通洞进入塌穴上部空腔；
②找平塌穴下部塌渣；
③灌注水泥砂浆护拱或浇筑混凝土护拱；
④出渣并作临时支护；
⑤护顶（或衬砌）；
⑥回填护顶以上塌穴
导洞
灌浆法
埋置深度较大的地下工程塌方
①导洞开挖；
②在导洞内钻孔灌注；
③分段扩大；
④分段衬砌
7
钢管
棚架法
大、中型地下工程大塌方及冒顶事故
①水平钻孔；
②埋设钢管；
③在钻孔内和钢管内灌浆（某些情况下可不灌浆）；
④塌方段分段开挖出渣；
⑤塌方段分段衬砌
8
环形
导洞法
大型地下工程的大塌方或冒顶事故
①由下而上开挖导洞群并回填混凝土，完成边墙顶拱环形支护结构（亦可结合建筑物作为永久衬砌）；
②中央核心塌体出渣；
③抑拱衬砌
五、超欠挖控制
钻爆法开挖是否经济、高效，关键是控制好超欠挖，钻爆施工中将采取如下措施：
①根据不同地质情况，选择合理的钻爆参数，选配多种爆破器材，完善爆破工艺，提高爆破效果。
对于IV、V级围岩，考虑开挖线内的预留量，爆破后机械凿到设计开挖轮廓线。
实践证明此法对于光面爆破十分有效，可起到事半功倍的效果。
②提高画线、钻眼精度，尤其是周边眼的精度，是直接影响超欠挖的主要因素，因此要认真测画中线高程，准确画出开挖轮廓线。
③提高装药质量,杜绝随意性,防止雷管混装。
④断面轮廓检查及信息反馈：
了解开挖后断面各点的超欠挖情况，分析超欠挖原因，及时更改爆破设计，减少误差，配专职测量工检查开挖断面，超挖量（平均线性超挖）应控制规定的范围以内。
⑤建立严格的施工管理：
在解决好超欠挖技术问题的同时，必须有一套严格的施工管理制度来保证技术的实施，为此，从进洞前，制定严格的奖罚制度，用经济杠杆来调动施工人员的积极性，造成人人关心超欠挖，人人为控制超挖去努力。
六、爆破中注意的问题
钻孔作业要做到“七快”，即：
拉风水管快、安钻快、开钻快、换钻杆快、移动钻杆快、交换位置快、排除故障快；
“四勤”，即：
保养钻机勤、维修风水电路勤、检查钻孔质量勤、检查险情勤；
“四不钻”，即：
不钻残孔、不钻石缝、不钻软夹层、不钻破碎层，只有这样才能有效地提高钻孔质量和速度。
七、主要问题处理及施工方法改进
1、光爆效果差，超欠挖严重
原因：
周边眼位置不准确，外差角偏大或不一致，爆破工责任心不强，未按照钻爆设计的装药结构、装药量和雷管的段数进行装药。
处理方法及方法改进：
1）、周边眼定位要准确，炮眼应平直、平行，炮眼间距严格按照钻爆设计要求布置；
2）、.软弱围岩边墙宜采用预裂爆破，拱部宜采用光面爆破，并预留沉落量；
3）、.加强爆破工的责任心。
提高业务水平，施工中严格按照钻爆设计的装药结构、装药量和雷管段数进行装药；
周边眼采用小药量间隔装药，导爆索引爆；
4）、测工应每循环对开挖断面进行准确测量。
测量实行双检制，每开挖10米，对中线、标高和轮廓线进行一次复查；
5）、.控制超欠挖，欠挖应凿除，超挖部分在允许范围内，应按照同级混凝土回填。
八、爆破施工安全
1、爆破人员必须是经过专业培训且有爆破作业合格证的持证上岗人员。
2、采用风钻钻眼时，应检查机身、螺栓、卡套、弹簧和支架是否正常，管子接头是否牢固，有无漏风情况，钻杆有无不直、损伤及钎孔堵塞现象。
若有以上异常情况应排除后方可进行。
3、司钻人员不得把胸部、腹部紧贴风钻手柄，腿部不得抵住卡套弹簧，卡钻时应用扳手拨出，不得敲打，未关风门不得拆除钻杆，要加强风钻保养和维修，不得在工作面进行拆除和维修工作
4、洞内爆破作业必须统一指挥，爆破时，所有人员撤到不受有害气体、震动和飞石损伤的地点。
其安全距离为不小于200m。
5、装药前，应检查爆破工作面附近支护是否牢固，必要时应先进行加固，炮眼内泥浆、石粉应吹洗干净，刚打好的钻孔因温度高不得立即装药，不得使用已经冻结或分解的炸药，若遇大量溶洞水、高压水涌出情况时，要严禁爆破。
6、装药点炮必须由爆破工班长统一指挥，要严格按照爆破设计规定的装药量装药，并按要求堵塞炮眼。
7、爆破后，必须经过通风排烟，15分钟后检查人员方可进入工作面检查，检查内容为：
有无瞎炮及可疑现象；
有无残余炸药或雷管，顶板及两帮有无松动石块，支护有无松动与变形，如发现瞎炮，必须由原装炮人员按规定进行处理，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。
有另外的原因，平行于该眼相距30cm钻眼，装药后引爆拆除该瞎炮，严禁用镐刨或用高压风吹炮，并要仔细收集未爆的药卷。
当检查确认危险因素已经排除后，才可以撤除警戒，允许施工人员进入工作面作业。
8、爆破器材加工应在洞外加工房进行，严禁在洞内设置加工房，需用的爆破器材，有专人从库房取出送到工作面，装炮后剩余的雷管、炸药应及时回收到库房存放。
9、爆破作业人员，严禁穿化纤衣服操作，防止静电火花导致早爆事故发生
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