3合福铁路客运专线子谦山隧道爆破专项施工方案.docx
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3合福铁路客运专线子谦山隧道爆破专项施工方案
目录
1编制依据2
1.1《客运专线铁路隧道工程施工指南》(TZ214-2005)2
1.2《客运专线铁路隧道工程施工质量验收标准》铁建设[2005]160号2
1.3《新建铁路合福铁路客运专线施工图设计文件》2
2适用范围2
3一般规定2
4工程概况2
4.1工程简介2
4.2工程地质及水文地质特征3
4.2.1工程地质特征3
4.2.3水文地质特征3
4.2.4不良地质3
5开挖方法4
6爆破要求4
7爆破器材选用5
8爆破参数的选择5
9装药方法、装药结构及炮孔堵塞.6
9.1装药方法6
9.2装药结构6
9.3炮孔堵塞:
6
10爆破安全距离计算6
11施工工艺及技术要求7
11.1工法流程7
11.2施工方法7
11.2.1炮眼布置原则7
11.2.2放样布眼8
11.2.3定位开眼9
11.2.4钻眼9
11.2.5清孔9
11.2.6装药9
11.2.7联结起爆网路及方式10
11.2.8瞎炮的处理10
12检测标准10
12.1超欠挖10
12.2半眼痕保存率10
12.3对围岩的破坏程度10
13安全技术与防护措施.10
子谦山隧道爆破专项施工方案
1编制依据
1.1《客运专线铁路隧道工程施工指南》(TZ214-2005)
1.2《客运专线铁路隧道工程施工质量验收标准》铁建设[2005]160号
1.3《新建铁路合福铁路客运专线施工图设计文件》
1.4《爆破安全规程》
2适用范围
适用于新建铁路合福铁路客运专线子谦山隧道爆破作业。
3一般规定
爆破施工中需要使用炸药、雷管等火工品进行爆破作业,所以要加强对火工品的储存、运输、使用管理及爆破作业的安全管理,所有的措施都必须以国家现行的各项法律、法规为依据。
4工程概况
4.1工程简介
子谦山隧道工程全长3820m,隧道进出口施工里程为:
DK156+869~DK160+689。
隧道位于直线上,隧道纵坡设置为“人字坡”,从隧道进口(DK156+869)~DK160+200为单面上坡,坡度为10.1‰,坡长为3331m,从DK160+200~隧道出口(DK160+689)为单面下坡,坡度为10.5‰,坡长为489m。
洞身最大埋深约312.5m,最小埋深约5m,主要围岩为Ⅱ级48m、Ⅲ级1215m、Ⅳ级1785m、Ⅴ级772m;本隧道从DK159+891~DK160+509段设置圆曲线型竖曲线,竖曲线半径为30000m。
4.2工程地质及水文地质特征
4.2.1工程地质特征
4.2.1.1本隧道进口段表层为Qel+dl粉质黏土,硬塑,下部围岩为T1h灰岩,灰色~灰白色,中后层构造,岩质坚硬,节理裂隙发育~较发育,岩体破碎~较破碎。
灰岩岩溶发育,局部有石英二长闪长岩侵入体。
4.2.2.2本隧道出口段表层为第四系残坡积粉质黏土,硬塑,其下为S2f粉砂岩、S3m细砂岩、K2x泥质粉砂岩,三者呈不整合接触关系。
全风化呈砂土状,强风化呈块状,弱风化岩质较软,岩体较破碎,节理裂隙发育。
4.2.2工程地质及围岩分级情况
起点里程
终点里程
长度(m)
地质情况
围岩级别
DK156+869
DK156+898
29
粉质黏土
Ⅴ
DK156+898
DK156+960
62
T1h灰岩
Ⅴ
DK156+960
DK157+000
40m
弱风化灰岩
Ⅳ
DK157+000
DK157+170
170
灰岩
Ⅲ
DK160+425
DK160+580
155
石英砂岩灰岩
Ⅴ
DK160+580
DK160+660
89
石英砂岩
Ⅴ
DK160+660
DK160+689
29
粉质黏土
Ⅴ
4.2.3水文地质特征
4.2.3.1本隧道进口段地下水为基岩裂隙水及岩溶水,预测最大涌水量为689.26m3/d,属中等富水区,施工中加强超前地质预报工作,并加强支护和隧底岩溶处理及防排水措施,以预防涌水突泥等工程事故的发生;同时做好相应的应急预案。
4.2.3.2本隧道出口段地下水为孔隙潜水及基岩裂隙水,较发育,施工中加强超前地质预报工作,并加强支护及排水措施。
4.2.4不良地质
4.2.4.1DK157+510为断层破碎带,地下水为基岩裂隙水及岩溶水,稍发育,预测单位长度最大涌水量为11.56(m3/天/米),为强富水段,加强超前预报、支护及防排水措施。
4.2.4.2DK157+745为断层破碎带,地下水为基岩裂隙水及岩溶水,稍发育,预测单位长度最大涌水量为17.51(m3/天/米),为强富水段,加强超前预报、支护及防排水措施。
4.2.4.3DK158+210为断层破碎带,地下水为基岩裂隙水及岩溶水,稍发育,预测单位长度最大涌水量为25.60(m3/天/米),为强富水段,加强超前预报、支护及防排水措施。
5开挖方法
子谦山隧道进口段Ⅴ级围岩段采用六步CD法开挖,出口段Ⅴ级围岩段采用四步CD法开挖,开挖进尺控制在1榀拱架(0.6m)以内,进洞后Ⅴ级围岩段采用三台阶临时仰拱法开挖,开挖进尺控制在1榀拱架(0.6m)以内,弱爆破技术,中型挖掘机装渣,中型载重自卸汽车运输至弃渣场;Ⅳ级围岩段采用三台阶临时仰拱法、三台阶法开挖,分步控制爆破及减震爆破技术,开挖进尺控制在1榀拱架(1.0m)以内,中型挖掘机装渣,中型载重自卸汽车运输至弃渣场;Ⅲ级围岩段采用三台阶法、台阶法开挖,开挖进尺控制在1榀拱架(1.2m)以内;Ⅱ级围岩段采用全断面法开挖,;上台阶采用小型挖掘机扒渣至下台阶,再由装载机配合中型载重自卸车运输至弃渣场。
6爆破要求
6.1根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线,辅助炮眼交错均匀布置,周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上,掏槽炮眼加深20cm。
6.2严格控制周边眼的装药量,采用间隔装药,使药量沿炮眼全长均匀分布,导爆索起爆。
6.3洞口边坡石方开挖采用松动控制爆破,自上而下分层、分段进行,并用砂袋及钢丝网覆盖。
6.4子谦山隧道DK157+510段、DK157+745段、DK158+210段为断层破碎带,地下水为基岩裂隙水及岩溶水,稍发育,为强富水段,爆破施工时对爆破强弱度要求较高。
隧道在爆破开挖时,允许控制在0.2cm/s以内。
7爆破器材选用
根据施工中常用爆破器材,选用以下火工品作为子谦山隧道施工的爆破器材。
爆破器材选择表1
爆破器材名称
规格
用途
电雷管
起爆
1-15段非电毫秒雷管
掘进和传爆
乳化炸药
爆速3800-4000m/s直径φ32mm
掘进
导爆索
6600m/s
起爆、预裂
8爆破参数的选择
本设计先初步拟定周边眼的爆破参数,根据实际围岩情况进行试验,优化初步确定的周边眼的爆破参数。
表2初拟周边眼爆破参数表
序号
围岩
级别
抵抗线W(cm)
孔距
E(cm)
E/W
装药量
(kg/m)
堵塞长度(cm)
备注
1
Ⅴ
45~60
35~50
0.5~0.8
0.07~0.12
30
2
Ⅳ
60~80
45~65
0.7~1.0
0.20~0.30
30
爆破参数的选择:
8.1孔深确定:
Ⅳ、Ⅴ级围岩取1-0.6m
8.2周边光爆孔或预裂孔孔网确定:
根据a/w=0.7-1.0原则确定,一般a=45-60cm,取50cm;w=50-80cm,取60cm。
8.3周边眼线装药密度确定:
q线在硬岩段一般取200-350g/m;本段围岩属Ⅳ-Ⅴ级,q线=250g/m。
8.4掘进孔孔网参数确定:
掘进孔孔网根据单孔装药量负担面积确定:
a.w=S=Q单/q.l。
Q单一单孔装药量q一单耗l一孔深a一孔距w一抵抗线S一炮孔负担面积
8.5单耗确定:
单耗根据类似经验确定,Ⅳ、Ⅴ级围岩周边眼取0.25kg/m、断面开挖取0.5-1.94kg/m3。
洞口石方开挖采用松动控制爆破取0.35~0.45kg/m3。
8.6掏槽孔确定:
①楔形掏槽采用六孔掏槽。
②直眼掏槽采用五孔掏槽。
其中间孔为空孔,一般不装药,为确保掏槽抛碴,可在底部少量装药,最后起爆抛槽渣。
9装药方法、装药结构及炮孔堵塞.
9.1装药方法
采用人工用木制炮棍装药,起爆体均在火工品加工房进行加工,起爆体必须专人加工,分段存放。
9.2装药结构
周边眼采用分段或预裂爆破,装药结构为间隔装药;掏槽孔和掘进孔、底板孔采用连续装药结构。
9.3炮孔堵塞:
炮孔采用人工堵塞,堵塞材料为粘性土卷(需提前加工),用木制炮棍压紧。
堵塞长度一般不小于25~30厘米;严禁不堵孔爆破。
10爆破安全距离计算
由于爆破过程中部分炸药能量转化为地震波,同时产生一定飞石、冲击波、爆破毒气和噪声,影响建筑物、机械设备及生命财产的安全,务必对其安全情况进行校验,采取严格的防范措施加以保护确定爆破安全。
10.1爆破振动计算:
10.1.1子谦山隧道控制最大段装药量为,Qmax=0.7kg。
V=k(Q1/3/R)a取k=50a=1.3R=65M时。
V=50×(0.71/3/65)1.5=0.18cm/s<0.2cm/s。
10.1.2爆破冲击波超压的影响:
子谦山隧道进口施工方向为0.0101上坡,子谦山隧道出口施工方向为0.0105上坡,隧道洞室爆破均在地下,因此超压冲击
波对洞口周围建筑不会造成影响。
10.1.3爆破安全距离:
隧道爆破时,个别飞石对人员安全距离设定为150m,巷道内对设备安全距离设定为100m(指非机动设备)。
10.1.4起爆顺序和延期时间:
⑴起爆顺序:
隧道内:
掏槽眼→掘进眼→内圈眼→周边眼。
⑵延期时间:
一般掏槽孔段间延时差为50m/s-75m/s。
11施工工艺及技术要求
11.1工法流程
光面爆破施工工艺流程见图1。
11.2施工方法
11.2.1炮眼布置原则
⑴先布置掏槽眼,其次布周边眼,最后布辅助眼。
掏槽眼一般布置在开挖面中央偏下部位。
⑵周边眼严格按照设计位置布置。
断面拐角处必须布炮眼,为满足钻孔需要和减少超欠挖,周边眼考虑0.03~0.05的外插斜率,并使前后排炮眼的衔接台阶高度最小,最大台阶不大于15cm。
⑶辅助眼的布置主要是解决炮眼间距和最小抵抗线的问题,这由施工经验决定,一般抵抗线W为炮眼间距的60%~80%,并在整个断面上均匀排列。
好的光面爆破效果,周边眼间距E与光面层厚度W如下密切关系(见图一所示,K=E/W,K为周边眼的密集系数):
取K=0.8较为适当,光面层厚度W取0.6m,周边
眼间距E取0.45~0.5m。
图1光面爆破工艺流程图
图2光面爆破参数示意图
⑷当炮眼深度超过2.5m时,靠近周边眼的辅助眼与周边眼有相同
的外插角。
⑸当岩层层理明显时,炮眼方向尽量垂直于层理面。
如节理发育时,必须避开节理。
11.2.2放样布眼
钻眼前,测量人员要用红油漆准确绘出开挖面的中线和轮廓线,标出炮眼位置,其误差不得超过5cm。
在直线段,可用3~5台激光准直仪控制开挖方向和开挖轮廓线。
炮眼布置图附后。
11.2.3定位开眼
采用钻孔台车钻眼时,台车与隧道轴线要保持平行。
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和5cm以内。
11.2.4钻眼
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,一定要有丰富经验的老钻工司钻,台车下面有专人指挥,以确保周边眼有准确的外插角(眼深3m时,外插角小于3°;眼深5m时,外插角小于2°),尽可能使两茬炮交界处台阶小于15cm。
同时,根据眼口位置及掌子面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。
钻孔时,必须统一指挥协调行动,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;固定钻孔班,以便熟练技术,掌握规律,提高钻孔的速度。
11.2.5清孔
装药前,必须用由钢筋弯制的炮钩和小于炮眼直径的高压风管输入高压风将炮眼石屑刮出和吹净。
11.2.6装药
在面层单独爆破时,周边眼的线装药密度一般为0.15~0.25kg/m,全断面爆破时,为减少残眼,装药密度适当增加,一般为0.30~0.35kg/m。
光爆孔装药结构见下图3。
图3光爆孔装药结构示意图
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。
装药前将炮眼内泥浆、石粉吹洗干净。
所有装药的炮眼均堵塞炮泥,周边眼的堵塞长度不小于20cm,确保连线无漏连现象。
光面爆破孔采用φ25的药卷连续装药,或用φ32的药卷间隔装药,力争达到周边眼炮痕保留率达到90%以上。
11.2.7联结起爆网路及方式
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;引爆雷管用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端10cm以上处。
网路联好后,要有专人负
责检查。
对于全断面开挖,周边眼则采用光面爆破,以控制超欠挖;对于软弱围岩则周边炮眼采用预裂爆破的方式,以减少爆破对围岩的扰动。
11.2.8瞎炮的处理
发现瞎炮,必须首先查明原因。
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,则参照《铁路隧道爆破安全规程》有关条款处理。
12检测标准
12.1超欠挖
爆破后的围岩面圆顺平整无欠挖,超挖量(平均线性超挖)控制在10cm(眼深3m)以内。
12.2半眼痕保存率
围岩为整体性好的坚硬岩石时,半眼痕保存率大于80%,中硬岩石大于60%。
12.3对围岩的破坏程度
爆破后围岩上无粉碎岩石和明显的裂缝,也不能有浮石(岩性不好时不能有大浮石),炮眼利用率大于85%。
13安全技术与防护措施.
13.1工程现场100m范围内进行实地调查,记录可能影响的构筑物或其它结构状态,记录资料包括文字和图片资料,现场可作观测标志。
13.2必要时可进行地表震动观测,以优化爆破设计。
13.3爆堆检查时间:
爆堆检查时间在爆后30min且炮烟排出后,由熟练爆破员进行检查。
13.4盲炮处理:
由于采用炸药均为乳化炸药,因此发生盲炮后,必须由专职爆破员进行处理。
处理方法为:
13.4.1能够重新引爆的,加大警戒范围,重新加入起爆体引爆;
13.4.2不能重新引爆的炮孔,采用高压风吹出堵塞炮渣,取出起爆雷管,并将炸药取出;
13.4.3严禁采用木棍硬捣起爆药卷。
13.5严禁利用残眼穿孔,以免钻爆残眼中残留炸药。
13.6爆破警戒:
装药警戒范围由爆破工作领导人确定,装药时必须在警戒边界设置明显标志并派出岗哨;执行警戒任务的人员,必须按指令到达指定地点并坚守工作岗位。
13.7信号
预警信号:
该信号发出后爆破警戒范围内开始清场工作;
起爆信号:
起爆信号必须在确认人员、设备等全部撤离爆破警戒区,所有警戒人员到位,具备安全起爆条件时发出。
起爆信号发出后,准许负责起爆的人员起爆;
解除信号:
安全等待时间过后,检查人员进入爆破警戒范围内检查、确认安全后,方可发出解除爆破警戒信号。
在此之前,岗哨不得撤离,不允许非检查人员进入爆破警戒范围。
各类信号均必须使爆破警戒区域及附近人员能清楚地听到或看到。
13.8火工品管理必须有火工品管理人员进行管理,现场火工品使用由爆破员使用,安全员现场监督。
爆破完成后,剩余火工品必须全部退库,做到帐账相符,账物相符。
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