正洞Va级围岩开挖技术交底.doc
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正洞Va级围岩开挖技术交底.doc
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广大铁路广通4号隧道正洞Va级围岩开挖技术交底
改建铁路广通至大理线扩能改造工程
广通4号隧道斜井工区
正洞Va级围岩开挖技术交底
(D4K9+570~D4K9+590)
编制:
复核:
审核:
日期:
中铁八局集团有限公司广大铁路站前一标项目经理部第二作业队
广大铁路广通4号隧道斜井工区正洞Va级围岩开挖技术交底
广通4号隧道正洞开挖技术交底
(D4K9+570~D4K9+590段)
一、工程概况
广通4号隧道位于广通北~普棚区间,双线隧道,设计为4‰和9.4‰的单面下坡,隧道进口里程D4K6+115,出口里程D4K11+805,全长5690米,最大埋深约250米,为本标段最长隧道,为Ⅱ级风险隧道。
正洞大里程方向D4K9+570~D4K9+590段原设计为Va级围岩主要地质情况为泥岩夹砂岩、泥灰岩(J3t2):
紫红、灰绿、浅灰色,泥质结构,块状构造,泥质胶结,节理较发育,岩质软,易风化,浸水后易软化崩解。
经现场超前水平钻钻探结果为:
围岩为泥岩夹泥灰岩、砂岩,颜色呈灰绿色、褐灰色、泥质、粉砂质结构,块状构造,泥质胶结,节理发育,岩质软,已风化剥落,浸水后易软化崩解,风化厚度不均,风华差异大,全风化带呈土状,部分夹少许角砾。
对隧道工程影响较大,经业主、设计院、监理单位、施工方四方现场勘查、开会讨论最终决定将D4K9+570~D4K9+590段变更为Va级围岩,变更断面加宽0m,施工方法为三台阶法。
二、施工方案
1.本隧道Ⅴ级围岩本着“短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、早衬砌”的原则进行组织施工。
正洞D4K9+570~D4K9+590段开挖采用三台阶法,超前小导管辅助施工,采用分部弱爆破开挖,挖掘机扒碴,装载机装碴,自卸汽车运输出碴。
此段围岩进尺为0.8m。
2.隧道通风采用压入式通风,110KW轴流式SDDY-1000型通风机。
3.洞内排水:
由于隧道为下坡施工,在线路两侧设置临时水沟,水沟宽30cm,深40cm。
三、施工方法
1.洞身开挖施工
隧道Ⅴ级围岩地段采用超前预支护下采用预留核心土台阶法开挖施工,采用分部弱爆破开挖,每循环开挖进尺为0.8m,台阶长度控制在3~5m。
隧道钻眼采用12~16台YT-28支腿式风钻,二号岩石硝胺炸药、非电毫秒雷管爆破,开挖前拱部采取超前小导管预支护,隧道开挖后立即架设钢支撑,并与系统组合锚杆焊接,及时实施喷、网、锚、钢架等联合支护,并尽早施做仰拱、二次衬砌。
附:
Ⅴ级围岩台阶开挖施工步骤图
附:
Ⅴ级围岩开挖示意图
附:
Ⅴ级围岩三台阶施工工艺流程图
施工准备
超前地质预报、测量、量测
开挖质量检查
结束
钻爆设计
布置炮眼
台阶(台车)就位
调整钻爆参数
上部断面钻眼
下部断面钻眼
通风排烟、排险
装药、爆破
初喷混凝土、锚杆、出渣
地质素描
初期支护
超期支护
仰拱、拱墙复合式衬砌
合格
不
合
格
2.开挖爆破设计
根据现场条件,施工要求综合考虑,本里程段Ⅴ级围岩循环进尺控制在0.8m;隧道炮眼一般分:
掏槽眼、掘进眼、周边眼。
炸药一般选用安全效能高、敏感度适中、爆破有害气体少、低猛度、低爆速、高爆力、与岩体的匹配系数高的炸药,根据对炸药相关性能的比选及结合以前山岭隧道施工经验,并通过现场单孔爆破漏斗试验得出岩石破碎效果、炸药与岩石的匹配效果和爆破功大小,确定在无水地段采用2号岩石硝铵炸药,地下水丰富地段采用2号岩石乳化炸药;考虑放火,防静电,导爆网络由塑料导爆管与非电毫秒雷管组成。
2.1掏槽眼设计
掏槽眼方式一般分为直眼掏槽和斜眼掏槽两种。
一般情况下,手持凿岩机施工通常采用斜眼掏槽,斜眼掏槽又分单向掏槽、锥形掏槽、楔形掏槽等形式,目前常用楔形掏槽进行施工。
垂直楔形掏槽
楔形掏槽参数与炮眼夹角、间距及掏槽的对数相关,可根据下表查得:
楔形掏槽参数表
围岩级别
掏槽眼对数
掏槽眼间距(m)
炮眼夹角(°)
炮眼底间距(cm)
线装药量(kg/m)
Ⅴ
2~3
0.5~0.7
>50
30
0.25~0.35
2.2掘进眼设计
Ⅴ级围岩的掘进眼间距通常控制在a=0.8~1.2m,岩石爆破移动方向间距不大于1.0m;垂直于岩石爆破移动方向相邻两孔连线的间距不大于1.2m,通常在1.0~1.2m取值。
2.3周边眼设计
周边眼间距经验公式为E=8d~18d(d为孔径),围岩情况好,取大值,相反,取小值,一般情况下,周边孔间距E=0.40~0.65,通常中硬眼及以上岩石取55~60cm,软岩40~50cm。
周边眼最小抵抗线,按炮眼密集度公式m=E/W=0.7~1.0,可得最小抵抗线W=50~75cm。
2.4起爆网路
隧道爆破开挖经常使用导爆管雷管起爆网络,通常周边眼结合使用导爆索网络。
导爆管雷管网路根据掏槽类型,断面大小,振动要求,常使用多段位的非电雷管。
隧道爆破使用的ms1~25段即可。
网路击发可使用击发枪击发导爆管雷管、导爆索击发导爆管、电雷管击发导爆管,起爆顺序为:
掏槽眼—扩槽眼—掘进眼—内圈眼—周边眼。
2.5装药设计
1)装药几何参数
①药卷几何直径:
常择选φ25、φ32两种规格。
②装药密度=0.9~1.2g/cm3
③周边孔选用低爆速炸药,药卷直径为φ25。
2)炸药单耗
Ⅳ、Ⅴ级围岩上半断面:
0.6~0.8kg/m3,下半断面或下部开挖0.4~0.5kg/m3。
可爆性好、软岩地段偏小值方向取值,浅埋隧道、难爆、坚硬岩石地段偏大值方向取值。
3)爆破材料的选择
常使用防水乳化炸药,对坚硬难爆的岩石使用高爆速、高威力的炸药;对软岩使用底爆速、底威力的炸药。
乳化炸药常为中等爆速的炸药,使用比较普遍。
4)装药结构的设计
掏槽眼、周边眼采用导爆索药串装药,其余各孔采用等直径药卷进行连续装药。
V级围岩台阶开挖法炮眼布置图
V级围岩台阶开挖法爆破装药参数表
上台阶①步
序号
雷管段别
炮孔
名称
炮孔深度(m)
炮孔数量(个)
单孔装药量(kg)
小计
装药量(kg)
1
3
辅助眼
1.5
10
0.15
1.5
2
5
掘进眼
1.5
50
0.15
3
3
7
周边眼
1.5
49
0.15
7.35
4
9
底板眼
1.5
20
0.15
3
合计
99
14.85
中下台阶②③④⑤步
1
3
掘进眼
1.5
18×4
0.15
2.7×4
2
5
周边眼
1.5
9×4
0.15
1.35×4
3
7
底板眼
1.5
5×4
0.15
0.75×4
合计
32×4
4.8×4
核心土
⑥
步
1
5
底板眼
1.5
8×3
0.15
1.2×3
2
3
掘进眼
1.5
28×3
0.15
4.2×3
合计
36×3
5.4×3
仰拱⑦步
1
5
掘进眼
1.5
5
0.15
0.75
2
7
内圈眼
1.5
6
0.15
0.9
3
9
周边眼
1.5
12
0.15
1.8
合计
23
3.45
附注:
周边眼与底板眼沿径向外斜3°,辅助眼与掘进眼垂直工作面。
单位面积钻孔数2个/m2,炸药单耗0.39Kg/m3;预计循环进尺2m。
3.隧道出渣与运输
隧道出渣及运输按照无轨运输模式进行组织,采用侧翻装载机装渣,大吨位自卸汽车运输。
上台阶采用挖掘机扒渣至中、下台阶。
中、下部台阶采用侧翻装载机装渣,15t自卸汽车出渣运输。
四、质量控制
1、易出现的质量问题
1)周边眼角度和间距达不到设计要求。
2)由于掌子面不平整等因素,掏槽眼的深度和角度达不到要求。
3)因同一掌子面地质条件不均匀性,钻孔参数和装药参数未根据地质条件实时调整,造成爆破效果差。
4)同段毫秒雷管由于批次和厂家的差异,起爆时间存在偏差,使同段雷管不能同时起爆,影响爆破效果。
5)网络连接不稳定和个别药包拒爆,使部分段位未起爆,需要二次爆破。
6)段别未按设计要求安装,造成起爆顺序混乱。
7)装药前应将炮眼内泥浆、石屑吹洗干净。
2保证措施
控制好隧道的爆破必须做到以下三点:
一、是做好钻爆设计施工方案并优化钻爆参数;
二、是加强现场管理,严格钻爆工艺;
三、是对爆破质量进行现场考核,落实到人。
五、安全措施
1、所有进洞人员必须佩戴安全帽,以防落物伤人;洞内施工人员必须佩带防尘面具。
2、装药与钻孔不能平行作业,装药或加工药卷过程中应严禁烟火,禁止随意揉捏炸药或人为改变药卷直径,禁止用金属物件捅炸药;
3、洞内爆破必须统一指挥,待人员、机具撤离后才能点火,撤离安全距离为200米,并由爆破工执行安全警戒;
4、为防止点炮中途突然发生照明熄灭,爆破工应该随身带手电筒,严禁用明火照明,洞内要有充足的照明,除成洞地段可设220V电源外,其它作业地段照明均应设36V安全灯,动力线用橡胶绝缘电缆,并挂在衬砌或围岩上,高度符合有关规定
5、出碴采用机械化作业,由于洞内噪音大,光线暗,施工人员应随时注意来回车辆。
运碴车辆运行速度不得大于10km/h,在洞口、狭窄的施工场地,应设置缓行标志,必要时应设专人指挥交通;
6、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,不得在残眼中钻眼;
7、爆破后必须通风排烟,15分钟后检查人员方可进入开挖面检查:
①有无瞎炮,②有无残余炸药或雷管,③顶板及两帮有无松动的围岩,④初期支护有无损坏或变形。
如有上述情况,必须经过处理后,方可通知其他施工人员进入;
8、盲炮处理必须由原爆破人员按规定处理:
出现盲炮或怀疑有盲炮时,应立即报告并及时处理,若不能及时处理,应在附近设置明显标志,并采取相应的安全措施;难处理的盲炮应请示爆破工作领导人,派有经验的爆破员处理。
处理盲炮时,无关人员不准在场,应在危险区边界设警戒,危险区内禁止进行其他作业。
禁止拉出或掏出起爆药卷;盲炮处理后,应仔细检查爆堆,将残余的爆破器材收集起来,未判明爆堆有无残留的爆破器材前,应采取预防措施,每次处理盲炮必须由处理者填写登记卡片。
9、隧道开挖爆破后,应由专职人员找顶,防止落石,采用人工找顶时,至少配2名反应快的找顶工,先查清危石位置后方可进行,并时刻注意松动石块落下方向。
危石没有清除完毕,其他人员不得进入工作面。
10、施工爆破人员必须由持有“爆破证”人员担任,爆破后20分钟方准进入工作面,经检查认为安全方可施工。
瞎炮要由有经验的爆破工处理,处理完毕后才允许其他人进入现场。
11、严格爆破器材的审批、领用、加工的管理,做到按当班需用量当班领用,多余量送回炸药库。
12、所有机电设备及施工机械必须由专人保管、专人操作,并在机械旁挂置操作警示牌,严禁违章操作。
施工用电线路必须按技术标准架设,各种电器设备应安装漏电保护器。
13、加强现场监控量测,特别是拱顶下沉、围岩收敛、底板变形、地表下沉等及时量测记录,通过数据分析,进行判断及采取对策。
六、文明施工与环保措施
1)洞内的风水电管线沿边墙敷设,并挂高处理,应急物资分类摆放。
2)
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