[摘 要]本文着重介绍隧道光面爆破施工。
[关键词]新奥法、光面爆破、隧道
新奥法施工,其中主要施工工艺就是要坚持光面爆破施工。采用光面爆破施工,能减少对围岩的扰动,有利于围岩的稳定,维护施工安全;同时采取光面爆破施工,减少超欠挖,使轮廓线平整,不仅提高了质量,还降低成本。因此在施工中必须坚持光面爆破施工作业。为此,特制定光面爆破施工方案。
一、光面爆破施工的适用条件
光面爆破施工主要适用于全断面开挖的II、III级围岩,光面爆破施工。对Ⅳ级围岩以下软弱岩层中夹有较硬岩层的,可以采用预留光爆层等方式进行施工,本文重点编制II、III级围岩光面爆破方案。
二、施工工艺
隧道采用钻爆法施工,隧道洞身开挖采用光面爆破施工工艺,钻爆法开挖作业工序如下:
测量放样布眼台车及风水管路就位钻眼
装药堵塞联结起爆网络起爆通风
找顶清理危石出渣清底
本方案主要编制光面爆破施工工艺。
1、测量放样布眼
1)、测准开挖面的中线和标高。作好中线、水平控制点布设:为便于检查开挖断面的尺寸及形状,在施工中设置控制点。中线施工控制点在直线地段每10m设一个,曲线地段每5m设一个,中线控制点设在拱顶处,水平施工控制点每10m设一个。
中线、水平基点布设:距开挖断面每50m埋设一个中桩线,每100m设一个临时水准点。
2)、根据开挖断面中线、水平线,采用激光断面仪确定开挖断面轮廓线,在轮廓线内用激光断面仪根据光面爆破设计依次定出周边眼的眼位,并用红油漆正确标出炮眼位置(误差不超过5cm),经检查符合设计要求后方可钻眼。
测量方法用激光断面仪定向、定眼位,经纬仪,水平仪,钢尺相配合进行,控制点间可以用挂线目测法进行。
2、定位开眼
钻孔采用移动式多层工作台与风动凿岩机钻眼,其钻机、钻孔轴线与隧道轴线要基本保持平行,然后按炮眼布置图根据不同类型的眼调整水平角和垂直角度。对于掏槽眼和周边边眼精度要求比其它眼要高,开眼误差控制在5cm以内。
3、钻眼
钻眼采用多台风钻同时打眼,一般为20~22台风钻。必须按照不同孔位分区定人、定位、定孔打眼作业。钻工应熟悉炮眼布置图,能熟练的操作凿岩机械,特别是钻周边眼,一定要由有较丰富经验的老钻工司钻,有专人指挥,确保周边眼有准确的外插角,使两茬炮交界处台阶不大于15cm。同时,根据眼口位置岩石的凹凸程度 调整炮眼深度,保证炮眼在同一平面上。
施工时控制好炮眼的角度、深度、密度,使之符合设计要求,是保证光爆质量的关键之一,为此,应符合下列精度要求:
1) 掏槽眼 眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm。
2) 辅助眼 眼口排距、行距误差均不大与5cm。
3) 周边眼 沿隧道设计断面轮廓线上的间距误差不的大于5cm;眼底不超过开挖断面轮廓线10cm,最大不得超过15cm;眼深误差不宜大于10cm。
4) 内圈眼至周边眼的排距误差不得大于5cm,炮眼深度超过2.5m时,内圈炮眼与周边眼宜采用相同斜率。
5) 当开挖面凸凹较大时,应按实际情况调整炮眼深度,并响应调整药量,力求除掏槽眼外的所有炮眼底在同一垂直面上。
4、清孔及成孔检查
钻眼完成后,应严格成孔检查。按炮眼布置图进行检查并做好记录,有不符合要求的炮眼应重钻,经检查合格后才能装药爆破;装药前,用压风将炮眼内泥浆、石屑吹洗干净。
5、装药
作引药由专职放炮员在安全地点或洞室内完成。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”,要定人、定位、定段别,不得乱装药。所有炮眼均以炮泥堵塞,堵塞长度不小于20cm。
6、联结起爆网路
按设计的联结网络实施。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:导爆索的连接方向和连接点的牢固性;导爆管不能打结和拉细;各炮眼雷管连接根数应相同;引爆雷管用黑胶布包扎在离一蔟导爆管自由端10cm以上,网络联好后,要有专人负责检查。
7、启爆方式
周边眼采用导爆索启爆,即导爆索一端插入周边眼内最里一节药包,另一端与其他导爆索集成束,捆上周边眼雷管段数,再用火雷管启爆,详见附图。除周边眼以外其他炮眼均要按不同的段数用带雷管的引药包启爆。
非点炮人员撤离安全区后才能点导火索引爆。导火索的长度要足以让点炮人撤离至安全地点。爆破后,如有瞎炮,要进行专门处理,并及时按有关标准检查光爆效果,分析原因,调整爆破设计。
三、钻爆设计
爆破采用钻眼爆破法,按微震动控制爆破设计,塑料导爆管非电起爆,周边眼间隔装药,间距55~70cm。隧道开挖施工中根据爆破设计,结合现场地质情况进行爆破试验并不断修正设计参数,以达到最佳爆破效果。成立爆破作业小组,实行定人、定位、定标准的岗位责任制,精心实施,其具体技术措施如下:
①全断面开挖地段每循环炸药用量(以硝铵炸药为基础,若用乳化炸药则换算减量)。
Q=q×S×L
式中:Q――爆破III级围岩用药量(kg);
S――开挖断面积(m2);
L――眼深3.5m。
q取III级围岩0.8kg/ m3,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)
式中: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0.032m。
经计算炮眼总数为120个,实际为了提高光面爆破效果,对周边眼和辅助加密后总数将超过150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
式中: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)
单孔装药量g=(0.45+0.65)×3.5×0.0375×(70) 1/2=1.15kg
实际周边眼单孔装药量只要0.45~0.6kg就够了。
集中度g/L=0.129kg/m
密集系数E/W=0.69
在具体实施中,先在现场做试验,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。
四、光面爆破质量要求
1、光面爆破Ⅱ级围岩周边眼眼距两侧壁不大于55cm;顶部不大于50cm。Ⅲ级围岩两侧壁不大于50cm;顶部不大于45cm。
2、爆破后周边眼的眼痕率Ⅱ级围岩不小于90%;Ⅲ级围岩不小于80%。
3、两茬炮之间错台不超过15cm。
4、爆破后隧道轮廓线园顺,无明显超、欠挖现象出现。
5、爆破后掌子面与隧道轴线垂直、平整。
最后,遵守国家和地方有关环境保护、控制环境污染的规定,采取必要的措施防止施工中的燃料、油、沥青、污水、废料和垃圾等有害物质对河流、湖泊、池塘和水库的污染,防治扬尘、汽油等物质对环境空气的污染,防治噪声对环境的污染,把施工对环境、空气和居民生活的影响减少到法规允许的范围内。
[关键词]新奥法、光面爆破、隧道
新奥法施工,其中主要施工工艺就是要坚持光面爆破施工。采用光面爆破施工,能减少对围岩的扰动,有利于围岩的稳定,维护施工安全;同时采取光面爆破施工,减少超欠挖,使轮廓线平整,不仅提高了质量,还降低成本。因此在施工中必须坚持光面爆破施工作业。为此,特制定光面爆破施工方案。
一、光面爆破施工的适用条件
光面爆破施工主要适用于全断面开挖的II、III级围岩,光面爆破施工。对Ⅳ级围岩以下软弱岩层中夹有较硬岩层的,可以采用预留光爆层等方式进行施工,本文重点编制II、III级围岩光面爆破方案。
二、施工工艺
隧道采用钻爆法施工,隧道洞身开挖采用光面爆破施工工艺,钻爆法开挖作业工序如下:
测量放样布眼台车及风水管路就位钻眼
装药堵塞联结起爆网络起爆通风
找顶清理危石出渣清底
本方案主要编制光面爆破施工工艺。
1、测量放样布眼
1)、测准开挖面的中线和标高。作好中线、水平控制点布设:为便于检查开挖断面的尺寸及形状,在施工中设置控制点。中线施工控制点在直线地段每10m设一个,曲线地段每5m设一个,中线控制点设在拱顶处,水平施工控制点每10m设一个。
中线、水平基点布设:距开挖断面每50m埋设一个中桩线,每100m设一个临时水准点。
2)、根据开挖断面中线、水平线,采用激光断面仪确定开挖断面轮廓线,在轮廓线内用激光断面仪根据光面爆破设计依次定出周边眼的眼位,并用红油漆正确标出炮眼位置(误差不超过5cm),经检查符合设计要求后方可钻眼。
测量方法用激光断面仪定向、定眼位,经纬仪,水平仪,钢尺相配合进行,控制点间可以用挂线目测法进行。
2、定位开眼
钻孔采用移动式多层工作台与风动凿岩机钻眼,其钻机、钻孔轴线与隧道轴线要基本保持平行,然后按炮眼布置图根据不同类型的眼调整水平角和垂直角度。对于掏槽眼和周边边眼精度要求比其它眼要高,开眼误差控制在5cm以内。
3、钻眼
钻眼采用多台风钻同时打眼,一般为20~22台风钻。必须按照不同孔位分区定人、定位、定孔打眼作业。钻工应熟悉炮眼布置图,能熟练的操作凿岩机械,特别是钻周边眼,一定要由有较丰富经验的老钻工司钻,有专人指挥,确保周边眼有准确的外插角,使两茬炮交界处台阶不大于15cm。同时,根据眼口位置岩石的凹凸程度 调整炮眼深度,保证炮眼在同一平面上。
施工时控制好炮眼的角度、深度、密度,使之符合设计要求,是保证光爆质量的关键之一,为此,应符合下列精度要求:
1) 掏槽眼 眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm。
2) 辅助眼 眼口排距、行距误差均不大与5cm。
3) 周边眼 沿隧道设计断面轮廓线上的间距误差不的大于5cm;眼底不超过开挖断面轮廓线10cm,最大不得超过15cm;眼深误差不宜大于10cm。
4) 内圈眼至周边眼的排距误差不得大于5cm,炮眼深度超过2.5m时,内圈炮眼与周边眼宜采用相同斜率。
5) 当开挖面凸凹较大时,应按实际情况调整炮眼深度,并响应调整药量,力求除掏槽眼外的所有炮眼底在同一垂直面上。
4、清孔及成孔检查
钻眼完成后,应严格成孔检查。按炮眼布置图进行检查并做好记录,有不符合要求的炮眼应重钻,经检查合格后才能装药爆破;装药前,用压风将炮眼内泥浆、石屑吹洗干净。
5、装药
作引药由专职放炮员在安全地点或洞室内完成。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”,要定人、定位、定段别,不得乱装药。所有炮眼均以炮泥堵塞,堵塞长度不小于20cm。
6、联结起爆网路
按设计的联结网络实施。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:导爆索的连接方向和连接点的牢固性;导爆管不能打结和拉细;各炮眼雷管连接根数应相同;引爆雷管用黑胶布包扎在离一蔟导爆管自由端10cm以上,网络联好后,要有专人负责检查。
7、启爆方式
周边眼采用导爆索启爆,即导爆索一端插入周边眼内最里一节药包,另一端与其他导爆索集成束,捆上周边眼雷管段数,再用火雷管启爆,详见附图。除周边眼以外其他炮眼均要按不同的段数用带雷管的引药包启爆。
非点炮人员撤离安全区后才能点导火索引爆。导火索的长度要足以让点炮人撤离至安全地点。爆破后,如有瞎炮,要进行专门处理,并及时按有关标准检查光爆效果,分析原因,调整爆破设计。
三、钻爆设计
爆破采用钻眼爆破法,按微震动控制爆破设计,塑料导爆管非电起爆,周边眼间隔装药,间距55~70cm。隧道开挖施工中根据爆破设计,结合现场地质情况进行爆破试验并不断修正设计参数,以达到最佳爆破效果。成立爆破作业小组,实行定人、定位、定标准的岗位责任制,精心实施,其具体技术措施如下:
①全断面开挖地段每循环炸药用量(以硝铵炸药为基础,若用乳化炸药则换算减量)。
Q=q×S×L
式中:Q――爆破III级围岩用药量(kg);
S――开挖断面积(m2);
L――眼深3.5m。
q取III级围岩0.8kg/ m3,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)
式中: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0.032m。
经计算炮眼总数为120个,实际为了提高光面爆破效果,对周边眼和辅助加密后总数将超过150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
式中: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)
单孔装药量g=(0.45+0.65)×3.5×0.0375×(70) 1/2=1.15kg
实际周边眼单孔装药量只要0.45~0.6kg就够了。
集中度g/L=0.129kg/m
密集系数E/W=0.69
在具体实施中,先在现场做试验,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。
四、光面爆破质量要求
1、光面爆破Ⅱ级围岩周边眼眼距两侧壁不大于55cm;顶部不大于50cm。Ⅲ级围岩两侧壁不大于50cm;顶部不大于45cm。
2、爆破后周边眼的眼痕率Ⅱ级围岩不小于90%;Ⅲ级围岩不小于80%。
3、两茬炮之间错台不超过15cm。
4、爆破后隧道轮廓线园顺,无明显超、欠挖现象出现。
5、爆破后掌子面与隧道轴线垂直、平整。
最后,遵守国家和地方有关环境保护、控制环境污染的规定,采取必要的措施防止施工中的燃料、油、沥青、污水、废料和垃圾等有害物质对河流、湖泊、池塘和水库的污染,防治扬尘、汽油等物质对环境空气的污染,防治噪声对环境的污染,把施工对环境、空气和居民生活的影响减少到法规允许的范围内。