单线铁路隧道III级围岩全断面光面爆破设计

塞什腾隧道III级围岩全断面光面爆破设计

1 工程概况

由中铁五局机械化公司承建的塞什腾隧道属于单线铁路隧道，位于青海省塞什腾山中段。起迄里程为DK309+058~DK316+314，长7256米。隧道岩层主要以奥陶系上统片理化蚀变安山岩和华力西期花岗岩为主。

隧道围岩级别分为III、IV、V级3种形式。开挖采用钻爆法施工、光面爆破技术。III级围岩采用全断面施工，IV级围岩采用两台阶法施工，V级围岩采用三台阶法施工。

隧道进口海拔高度3257.1m，出口海拔高度3170m，斜井洞口海拔高度为3300m。属于典型高原隧道。隧道最大埋深约为220米。

隧道通过地层为第四系上更新统洪积细角砾土、奥陶系上统片理化蚀变安山岩，震旦系中统片岩，大理夹片岩，华力西期花岗岩及断层角砾岩。细角砾土主要分布在地表，岩质中密。其余岩层埋藏在表层以下，石质均较坚硬。隧道区地质构造活动强烈，地质情况复杂，岩浆活动复杂多变，断层、褶皱构造较为发育，具有长期、多次、反复活动的特点。

2 施工方法

该隧道III级、IV级普通围岩占了74%，支护主要设计参数为钢筋网、锚杆和喷射混凝土，岩体整体性较好，地质情况良好。根据现场实际地质情况，洞身III级、IV级普通围岩采用全断面法光面爆破进行控制。

光面爆破参数应综合考虑隧道地质情况，开挖断面，开挖进尺及合理选择爆破器材等方面进行设计，我项目部在实施钻爆设计时，钻眼采用简易钻眼平台，YT-28风钻打眼。起爆方式为非电雷管孔内微差起爆。钻爆参数为：掏槽眼深度3.0m，周边眼辅助眼及底板眼眼深2.7m，循环进尺2.7m，爆破开挖使用RJ-2型

乳化炸药，爆破网络采用非电毫秒雷管起爆、孔内微差爆破。施工步骤如下：

放样测量—炮孔定位—施钻、清孔—装药—爆破—出渣—复测断面

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1 测量放样：钻眼前，测量人员必须准确绘出开挖断面的中心十字线和○轮廓线。

2 定位钻眼：按爆破设计图，标出所有炮眼的位置，特别要控制好掏槽○

眼和周边眼的位置，误差应分别控制在3cm和2cm以内。

3 施钻、清孔：钻爆台车就位后，采用YT-28风钻进行打眼装，钻眼完毕○

采用高压风将炮眼内泥碴吹干净。

4 装 药：装药需按钻爆设计图确定的装药量自上而下进行装药，周边眼○

采用间隔装药，其它眼采用连续装药方式，雷管必须要对号入座，炮眼堵塞长度不得小于30cm。

5 爆破：起爆网络为复式网络，网络联结好后，要有专业人员负责进行检○

查，采用起爆器进行引爆。瞎炮处理：发现瞎炮时，要认真查找原因，再按相关规定进行处理。

6 出碴：引爆结束后，及时进行通风排尘。采用挖掘机在掌子面进行排险。○

采用装载机配合自卸汽车进行运输。 ○7复测断面：出碴完毕后，复测断面确保径空尺寸。

3 光面爆破参数的确定

在光面爆破施工中，主要的参数包括：炮眼的布置、深度、斜率和数量，爆破器材、装药量和装药结构，起爆方法和爆破顺序，钻眼机具和钻眼要求、主要技术经济指标及必要说明等。合理调整这些参数之间的配合，对减少超欠挖是关键。

根据塞什腾隧道各作业面的爆破实验和洞内的围岩情况，各作业面经过10个循环进尺后，光面爆破参数经过多次调整后定出炮眼最佳设计图“III级、IV级普通围岩光爆炮眼布置图”。 3.1 炮孔直径D的确定

炮孔直径的选择要本着以下几点：第一，要根据现场凿岩工具的使用情况，尽量使用一种型号，以免经常更换钻头；第二，要根据现场炸药的使用情况，尽量不去定制特殊药卷，便于采购，避免二次加工；第三，考虑到洞身围岩为硬质

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岩，不耦合系数选用1.3。本隧道的凿岩设备采用YT-28型气腿式凿岩机，炸药选用乳化炸药，药卷直径为32mm,综合以上考虑，炮孔直径以42mm为宜，即D=42mm。

3.2 周边眼参数的确定

周边眼间距宜为40cm，周边眼孔径42mm，周边眼深度控制在2.7m，周边眼外插角控制在2°左右，周边眼距离设计轮廓线宜控制在2~3cm，周边眼装药采用间隔装药，采用红线导爆索进行转爆，导爆索长度以为3.3m/孔，周边眼装药宜控制在0.6~0.8kg，采用11段非电雷管，正向装药。 3.3 临近周边眼辅助眼参数确定

距离周边眼距离宜控制在45cm~50cm，间距宜为50~60cm，孔径42mm，深度一般控制在2.7m，采用直型钻孔，装药采用连续装药，采用导爆管连线，装药宜控制在1.2~1.4kg，采用9段非电雷管，反向装药。 3.4 其他辅助眼参数确定

根据现场经验及台架要求布置，孔径42mm，深度一般控制在2.7m，采用直型钻孔，装药采用连续装药，采用导爆管连线，装药宜控制在1.4~1.6kg，采用5~7段非电雷管，反向装药。 3.5 掏槽眼参数确定

在隧道开挖断面中部偏下位置，钻一定数量炮眼，并且超量装药，破碎并抛掷岩石，形成一个新自由面的技术，为后续的炮眼爆破创造条件。以隧道中线为准，掏槽眼宜距离中线对称布置。现场一般布置有2次掏槽眼，掏槽眼横向间距宜为0.8~1.0m，竖向间距宜为0.8~1.0m，一般是竖向3排布置。共计有8个掏槽眼。6个一级掏槽眼装药较少，采用楔形掏槽，其余装药采用连续装药，采用导爆管连线，装药宜控制在1.8~2.0kg，采用1段非电雷管，反向装药。掏槽眼底部不允许出现穿孔现场，与隧道方向角度为20°~23°。底部掏槽眼距离底板眼一般为0.8~1.0m。钻孔长度宜为2.9~3.0m。

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掏槽眼布置图 3.6 底板眼参数确定

在隧道开挖断面底部位置，钻一定数量炮眼，并且合适装药，破碎并抛掷岩石。底板眼间距宜为60~80cm。采用直型钻孔，装药采用连续装药，采用导爆管连线，装药宜控制在1.6~2.0kg，采用11段非电雷管，反向装药。钻孔长度为2.7m。 3.7 装药结构

本隧道在装药过程中，选择周边眼采用空气间隔装药，其他炮眼采用连续装药。

炮泥 药卷（φ32mm） I 雷管 I- I 炮眼药卷 I 药卷 空气间隔装药结构图 炮泥 32mm） 药卷（φ 雷管 连续装药结构图

3.8 光爆设计图

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409999999999999999999999999775775151775775533355777577777577750997979796097999797575799999999999805705551003331001501001599980157579996099991009999650/665III级、IV级普通围岩光爆炮眼布置图815/832

3.9 光面爆破各孔用药量分配表

III级、Ⅳ级普通围岩全断面法开挖炮眼与用药量分配表

Ⅲ、Ⅳ一般围岩爆破设计参数表 非电毫秒雷管 炮眼名称 一级掏槽眼 二级掏槽眼 内圈眼 二层辅助眼 一层辅助眼 周边眼 底板眼 合计 开挖面积 炮眼密度 炸药消耗量 段 1 3 5 7 9 11 11 45 2.7 1.14 个 6 4 6 19 29 51 9 m2 个/m2 kg/m3 眼深 m 2.2 3.0 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7 钻孔延米 循环进尺 孔数 个 6 4 6 19 29 51 9 122 孔装药量 kg 0.6 2.0 1.8 1.6 1.4 0.6 1.6 327.6 2.7m 段装药量 kg 3.6 8.0 10.8 30.4 40.6 30.6 14.4 138.4 装药结构 连续 连续 连续 连续 连续 间隔 连续

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4 工序循环时间分析

1、开挖钻孔122个，因断面较小只能采用9台风钻同时施工，每台风钻施工13个孔，每孔施工需要时间12分钟（钻孔、清孔时间）约180分钟。 2、装药约30分钟、移动台车约15分钟、爆破约5分钟、总循环约50分钟，通风排烟时间约20分钟。共计70分钟。

3、每岔炮进尺2.7m，总碴量为121.5m3，按照1.5的松散系数，实际出碴总量为183m3，每车出碴量为10m3，需要出碴18车，加上超挖掉块等因素实际施工时出碴20车左右。平均一车出碴10分钟，总计出碴时间为200分钟。循环时间按210分钟。

4、径向打锚杆、挂网及初喷砼每个循环控制在250分钟。

以上1、2、3、4项为一个总循环时共计：180+80+210+250=720分钟。每天2.0个循环，每月按28天进行计算，月进度指示为150m。

5 控制光面爆破效果的关键

① 测量人员必须严格按照爆破设计参数进行画弧和定周边眼，同时在掌子面上定出隧道中线，在临近的初支面上标出中点位置。

② 在满足技术经济的条件下，应优先选用操作简单且精度高，有良好性能的钻机，测量仪器，断面检测仪器以及爆破器材等。

③ 实行分区、定位、定质、定量、定人的岗位责任制,开孔做到“准、直、平、齐”。

④ 在打钻过程中，所有炮眼应纵向平行施钻，不能出现“八”字形炮孔。保证好炮孔的质量。

⑤ 必须严格控制钻孔精度，重点控制周边眼的外插角。 ⑥ 必须严格控制装药量，并保证正确的起爆顺序。

⑦ 在装药过程中，周边眼的装药采用间隔装药，按照3m的炮孔计算，每节炸药之间的距离宜控制在50cm左右。所有周边眼必须采用红线起爆。

⑧ 炮眼必须采取有效堵塞，可选用部分水泥与砂子做成炮泥进行堵塞。堵塞长度不小于20cm。

⑨ 现场必须做到及时检测断面情况和及时反馈信息，及时对爆破参数进行

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调整和实施。

⑩ 现场技术人员必须从测量画弧到出渣结束进行全程跟踪记录，且对现场爆破效果进行详细分析。

6 施工安全注意事项

① 施工时坚持\"短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测\"的原则。 ② 严格控制钻孔角度、钻孔深度、钻进方向。 ③ 控制好炮眼装药量、起爆顺序、连线网络。

④ 洞身开挖中，应在每次开挖后及时观察、描述开挖面地层层理、节理、裂隙结构状况、岩体的软硬程度，核对地质设计情况，判断围岩的稳定性。

⑤ 现场必须确保爆破参数与实际相符情况下，方可起爆。同时，及时对现场爆破效果进行分析，反馈到技术管理人员，及时调整爆破参数。

○6 架子队根据本队工班当班生产作业情况，由爆破员在“火工品使用申请单”上填写火工品需要数量，专职安全员复核，由主管领导审核签字，炸药库管员根据领用单上主管领导审批的数量发放。

7 必须对领用的爆炸物品负责。不得转借、转运、私拿、私藏、转卖、乱○

存、滥放爆炸物品，防止丢失，被盗。

8 对退库火工品，○管库人员应核对雷管的全部编号，炸药要核对规格型号、

厂牌商标，确认是本库所发出才准许接收入库。

7 光面爆破效果

在现场施工中，进行了多次爆破试验，最终得出了以上的爆破参数。爆破后周边眼痕迹保存率达90%以上，断面最大超挖值控制在15cm以内，平均超挖5cm，无欠挖现象，光面控制爆破达到预期效果，得到了业主和监理的好评。

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光面爆破效果图

修改意见

1.因为是爆破方案，图表不能单列，请以WORD形式穿插在文字的相应位置 2.在爆破方案形成时，实际还没有现场实施，固不应有现场效果照片 3.药量计算表中请标明装药长度和堵塞长度 4.请注意不耦合系数在爆破过程中的影响