2钻爆设计.docx
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2钻爆设计
目录
1爆破作业特点2
2钻爆设计2
3器材选型2
4掏槽眼形式3
5光爆参数选择3
6起爆顺序12
7钻爆作业12
8光面爆破施工工艺流程14
9超欠挖控制14
10光面爆破、预裂爆破技术措施15
11爆破施工控制要点15
某公路隧道Ⅱ标钻爆设计
1爆破作业特点
通过对本工程的理解,本隧道爆破作业具有以下主要特点:
隧道通过4种类别不同的围岩,要求钻爆技术人员能根据围岩的变化情况,及时调整好控爆参数,将爆破对隧道围岩扰动减小到最低,根据地层情况进行钻爆设计与施工。
尽可能采用新技术,加强开挖工序管理,对全隧道进行光面爆破,减少超欠挖量,减少围岩松弛影响范围,确保隧道开挖成形质量。
2钻爆设计
⑴Ⅴ级围岩浅埋地段,采用环形开挖预留核心土法人工开挖,不放炮,人工配合风镐开挖。
⑵Ⅴ级围岩深埋地段,采用微台阶法分部人工开挖,不放炮,人工配合风镐开挖。
⑶Ⅳ级围岩地段,采用上下台阶法开挖。
采用YT28型风钻打眼,光面爆破。
每循环进尺按2m设计。
⑷Ⅱ、Ⅲ级围岩地段,采用全断面开挖。
采用YT28型风钻打眼,光面爆破。
每循环进尺分别按2.5m、3.0m设计。
3器材选型
根据隧道所穿越围岩的类别以及岩石强度性能等,选用威力适中、匹配性好的2#岩石乳胶炸药,引爆器材则选用国产Ⅱ系列15段非电毫秒微差雷管。
4掏槽眼形式
Ⅳ、Ⅴ级围岩尽量采用机械开挖或弱爆破,上台阶掏槽眼形式采用楔形斜眼掏槽;Ⅱ、Ⅲ级围岩掏槽眼形式采用直眼掏槽。
不同的围岩类别、不同的开挖方法,掏槽眼的深度也不一样。
5光爆参数选择
⑴Ⅱ级围岩
①对于Ⅱ级围岩,采用全断面开挖爆破,全断面开挖地段每循环炸药用量。
Q=q×s×L
q——爆破1m3岩石用药量
s——断面积(m2)
L——眼深(m)
取值:
q=1.8kg/m3;s=83m2;L=3.0m。
其中:
掏槽眼药量增加30%,辅助眼取(0.55-0.6)q;
②炮眼数目
N=0.0012×(qs/ad2)
q-单位用药量(kg/m3)
S-开挖断面积(m2)
a-炸药装填系数取0.65
d-药管直径取0.04m
计算布眼数量为172个。
实际布眼数量为173个。
③周边眼参数选择
采用简易经验公式:
g=(E+W)×L×a×(Rb)1/2
g-单孔装药量(Kg)
E-孔距(m)
w-抵抗线(m)
a-系数
L-孔深(m)
Rb-岩石抗压强度(MPa)
取值:
E=0.6mW=0.7mRb=60~80MPa
单孔装药量g=(0.6+0.7)×3×0.0375×(70)1/2=1.22Kg
集中度g/L=0.41Kg/m
密集系数E/W=0.86
在具体实施中,可先在现场试验,根据试验资料在施工中同样先作预设计,实施后及时总结分析,反复调整参数,使爆破效果达到最佳状态为止。
钻爆作业必须按照爆破设计进行钻眼、装药、接线和引爆。
钻眼前应绘出开挖断面中线、水平和断面轮廓,并根据爆破设计标出炮眼位置,经检查符合设计要求后方可钻眼。
全断面采用直眼四中空型式掏槽,空眼4个,眼径为75mm,采用非电毫秒雷管、导爆管起爆,图中数字为雷管段数,炮眼布置图见图5.3,钻爆参数见表5.1。
表5.1Ⅱ级围岩钻爆参数表
段别
炮眼名称
眼深cm
眼数
每孔药卷数量
每孔药量kg
药量kg
备注
中孔眼
315
4
φ75
1
掏槽眼
315
1
3.6
3.6
φ药卷
3
掏槽眼
315
4
3.6
14.4
5
掏槽眼
315
4
3.6
14.4
6
掏槽眼
315
4
3.6
14.4
7
掏槽眼
315
4
3.6
14.4
8
辅助眼
300
6
3.3
19.8
9、10、11、12
辅助眼
300
54
3
162
15
辅助眼
300
12
3
36
13
内圈眼
300
23
2.7
62.1
16
底板眼
300
16
3
48
14
周边眼
300
41
1.22
50.02
φ20药卷
开挖面积(m2)
83
炮眼个数
173
比炮眼数(个/m2)
2.08
总装药量(kg)
439.12
比耗药量(kg/m3)
1.76
图5.3Ⅱ级围岩炮眼布置图
⑵Ⅲ级围岩
①对于Ⅲ级围岩,采用全断面开挖爆破,全断面开挖地段每循环炸药用量。
Q=q×s×L
q——爆破1m3岩石用药量
s——断面积(m2)
L——眼深(m)
取值:
q=1.8kg/m3;s=87.5m2;L=2.5m。
其中:
掏槽眼药量增加30%,辅助眼取(0.55-0.6)q;
②炮眼数目
N=0.0012×(qs/ad2)
q-单位用药量(kg/m3)
S-开挖断面积(m2)
a-炸药装填系数取0.61
d-药管直径取0.04m
计算布眼数量为194个。
实际布眼数量为194个。
③周边眼参数选择
采用简易经验公式:
g=(E+W)×L×a×(Rb)1/2
g-单孔装药量(Kg)
E-孔距(m)
w-抵抗线(m)
a-系数
L-孔深(m)
Rb-岩石抗压强度(MPa)
取值:
E=0.5mW=0.65mRb=60~80MPa
单孔装药量g=(0.5+0.65)×2.5×0.0375×(50)1/2=0.76Kg
集中度g/L=0.3Kg/m
密集系数E/W=0.77
在具体实施中,可先在现场试验,根据试验资料在施工中同样先作预设计,实施后及时总结分析,反复调整参数,使爆破效果达到最佳状态为止。
钻爆作业必须按照爆破设计进行钻眼、装药、接线和引爆。
钻眼前应绘出开挖断面中线、水平和断面轮廓,并根据爆破设计标出炮眼位置,经检查符合设计要求后方可钻眼。
全断面采用直眼四中空型式掏槽,空眼4个,眼径为75mm,采用非电毫秒雷管、导爆管起爆,图中数字为雷管段数,炮眼布置图见图5.4,钻爆参数见表5.2。
表5.2Ⅲ级围岩钻爆参数表
段别
炮眼名称
眼深cm
眼数
每孔药卷数量
每孔药量kg
药量kg
备注
中孔眼
265
4
φ75
1
掏槽眼
265
1
3
3
φ药卷
3
掏槽眼
265
4
3
12
5
掏槽眼
265
4
3
12
6
掏槽眼
265
4
3
12
7
掏槽眼
265
4
3
12
8
辅助眼
250
6
2.75
16.5
9、10、11、12
辅助眼
250
59
2.5
147.5
15
辅助眼
250
12
2.5
30
13
内圈眼
250
29
2.25
62.25
16
底板眼
250
18
2.5
45
14
周边眼
250
49
0.76
37.24
φ20药卷
开挖面积(m2)
87.5
炮眼个数
194
比炮眼数(个/m2)
2.22
总装药量(kg)
387.99
比耗药量(kg/m3)
1.77
图5.4Ⅲ级围岩炮眼布置图
⑶Ⅳ级围岩
①对于Ⅳ级围岩,采用台阶法开挖爆破,台阶法开挖地段每循环炸药用量。
Q=q×s×L
q——爆破1m3岩石用药量
s——断面积(m2)
L——眼深(m)
取值:
q=1.85kg/m3;s=104.2m2;L=2.0m。
其中:
掏槽眼药量增加30%,辅助眼取(0.55-0.6)q;
②炮眼数目
N=0.0012×(qs/ad2)
q-单位用药量(kg/m3)
S-开挖断面积(m2)
a-炸药装填系数取0.6
d-药管直径取0.04m
计算布眼数量为241个。
实际布眼数量为241个。
③周边眼参数选择
采用简易经验公式:
g=(E+W)×L×a×(Rb)1/2
g-单孔装药量(Kg)
E-孔距(m)
w-抵抗线(m)
a-系数
L-孔深(m)
Rb-岩石抗压强度(MPa)
取值:
E=0.45mW=0.6mRb=40MPa
单孔装药量g=(0.45+0.6)×2.0×0.0375×(30)1/2=0.58Kg
集中度g/L=0.22Kg/m
密集系数E/W=0.75
在具体实施中,可先在现场试验,根据试验资料在施工中同样先作预设计,实施后及时总结分析,反复调整参数,使爆破效果达到最佳状态为止。
钻爆作业必须按照爆破设计进行钻眼、装药、接线和引爆。
钻眼前应绘出开挖断面中线、水平和断面轮廓,并根据爆破设计标出炮眼位置,经检查符合设计要求后方可钻眼。
全断面采用直眼四中空型式掏槽,空眼4个,眼径为75mm,采用非电毫秒雷管、导爆管起爆,图中数字为雷管段数,炮眼布置图见图5.5,钻爆参数见表5.3。
表5.3Ⅳ级围岩钻爆参数表
段别
炮眼名称
眼深cm
眼数
每孔药卷数量
每孔药量kg
药量kg
备注
上台阶
1
掏槽眼
215
6
2.4
14.4
φ药卷
3
掏槽眼
215
10
2
20
5
辅助眼
215
12
2
24
7
辅助眼
215
15
2
30
9
辅助眼
215
19
2
38
11
底板眼
200
15
2
30
13
周边眼
200
26
0.58
15.08
φ20药卷
下台阶
1
辅助眼
200
10
2
20
φ40药卷
3
辅助眼
200
16
2
32
φ40药卷
5
辅助眼
200
18
2
36
φ40药卷
7
辅助眼
200
20
2
40
φ40药卷
11
辅助眼
200
18
2
36
φ40药卷
15
辅助眼
200
17
2
34
φ40药卷
17
底板眼
200
19
2
38
φ40药卷
13
周边眼
200
20
0.58
11.6
φ20药卷
开挖面积(m2)
104.2
炮眼个数
241
比炮眼数(个/m2)
2.31
总装药量(kg)
419.08
比耗药量(kg/m3)
2.01
图5.5Ⅳ级围岩炮眼布置图
6起爆顺序
掏槽眼辅助眼掘进眼周边眼底眼
7钻爆作业
采用钻孔台架配YT-28手持式风动凿岩机钻孔,人工装药起爆。
钻爆作业按照爆破设计进行钻眼、装药、接线和引爆。
如围岩出现变化需要变更爆破设计时,由主管工程师确定。
炮孔的装药、堵塞和引爆线路的连接,均由考核合格的爆炮工负责。
⑴测量
测量是控制开挖轮廓精确度的关键。
采用隧道断面激光测量仪进行断面和炮孔划线。
每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。
⑵定位开眼
采用钻孔台车钻眼时,台车与隧道走线保持平行,台车就位后按炮眼布置图正确钻孔。
对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高,开眼误差要控制在3cm以内。
⑶钻孔
钻工要熟悉炮眼布置图,要能熟练地操纵凿岩机械,特别是钻周边眼,一定要丰富经验。
钻孔时严格按照炮孔布置图正确对孔,以确保爆破质量。
周边孔外插角1°~2°,炮孔相互平行,周边孔在断面轮廓线上开孔(在Ⅱ、Ⅲ类围岩地段,周边孔在断面轮廓线内5~10cm处开孔),周边孔对孔误差环向不大于5cm。
掏槽孔对孔误差不大于3cm,其它炮孔开眼误差不大于10cm。
在钻眼过程中,应根据岩孔位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼程度,以保证炮眼底在同一平面上。
⑷装药
钻完孔后,用高压风吹孔,经检查合格后装药。
装药分片分组负责,自上而下严格按爆破设计规定的装药量、雷管段号“对号入座”。
爆破网路连接、检查及起爆,按照爆破设计要求和GB6722-86《爆破安全规程》执行。
⑸堵塞
所有装药的炮眼均堵塞炮泥,堵塞长度不小于40cm。
⑹瞎炮处理
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,则应参照《爆破安全规程》有关条款处理。
8光面爆破施工工艺流程
光面爆破施工工艺流程见下图5.6:
图5.5光面爆破工艺流程图
9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:
⑴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Ⅱ、Ⅲ类围岩,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。
⑵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。
⑶提高装药质量,杜绝随意性,防止雷管混装。
⑷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)应控制在10cm(眼深3m)和13cm(眼深5m)以内。
⑸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。
10光面爆破、预裂爆破技术措施
⑴提高测量放样精度,确保测量对周边眼的定位误差在3cm以内。
⑵周边眼钻孔精度的控制。
周边眼装药结构:
周边炮眼采用φ20mm小药卷间隔装药,导爆管、导爆索、竹片用电工胶布与炸药卷绑在一起。
周边眼钻孔误差在2cm以内;钻孔外插角控制在2°以内,采用自制1.5°楔型钻孔导向架进行控制钻孔;同时控制每循环爆破进尺,确保眼底和孔口之间最大偏距不超过10cm。
⑶根据本工程地质资料,进行论证和爆破试验,选择与本工程地质围岩岩性相匹配的炸药品种,提高爆破效果。
⑷通过爆破试验,选择合理的爆破参数
根据围岩岩性,选择确定光面爆破和预裂爆破周边眼间距、抵抗线、不偶合装药结构、起爆顺序、堵塞长度等各施工参数,确定各主爆孔特别是掏槽眼的爆破参数,确保光面爆破、预裂爆破效果。
11爆破施工控制要点
⑴爆破装药前进行设岗警戒,布设岗哨。
⑵采用光面爆破、预裂爆破爆破技术,严格控制周边眼装药量,最大限度地减小爆破对周边围岩的扰动和破坏。
⑶采用微振控制爆破技术,严格控制段装药量和段间延期时差,达到控制爆破振速的目的,最大限度地减小对周边围岩和相邻罐室(掘进)的扰动和破坏。
⑷每个开挖循环都要进行施工测量,控制开挖断面,在掌子面上用红油漆画出洞室开挖轮廓线及标定周边炮眼位置,误差不超过1cm。
并采用激光准直仪来控制开挖方向。
⑸钻眼必须按设计方案进行。
钻眼时掘进眼保持与隧道轴线平行,除底眼外,其它炮眼口比眼底低5cm,以便钻孔时的岩粉自然流出,周边眼外插角控制在0~2°以内,保持最大超挖量不超过7cm。
掏槽眼严禁互相打穿相交,眼底比其它炮眼深20cm。
⑹装药前炮眼用高压风吹干净,检查炮眼数量。
装药时,由爆破员分好毫秒雷管段别,按爆破设计顺序装药,装药作业分组分片进行,定人定位,确保装药作业有序进行,防止雷管段别混乱,影响爆破效果。
⑺起爆采用复式网络、非电起爆系统,联接时,每组控制在12根以内;孔外延期联接雷管尽量使用相同的段别,且尽可能使用低段别的雷管。
提高爆破延期精度。
⑻雷管联接好后爆破员进行检查,检查雷管的连接质量及是否有漏联的雷管,检查无误后发出起爆信号。
⑼开挖过程中应注意观察石质的变化情况及爆破效果,及时调整钻爆设计。
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