重慶市南川金佛山水利工程

總干渠及南極干渠隧洞光面爆破施工方案重慶市水利電力建設有限公司重慶市南川金佛山水利工程總干渠及南極干渠渠道工程項目部二。一七年一月TOC\o"1-5"\h\z一、 工程概況 2二、 概述 2\o"CurrentDocument"三、 光面爆破參數(shù)選擇，炮孔裝藥量計算及鉆孔設計 3\o"CurrentDocument"四、 不利因素及采取的措施 12\o"CurrentDocument"五、 爆破安全措施 13工程概況工程概況冉家灣隧洞、牛角尖隧洞、堡山隧洞、塔坡隧洞等4座隧洞屬重慶市南川金佛山水利工程總干渠及南極干渠的一部分，除冉家灣隧洞位于總干渠段外，其余3座均位于南極干渠段，隧洞總長8623.9m,其中冉家灣隧洞1524m、牛角尖隧洞2060m、堡山隧洞399m、塔坡隧洞4640.9m（未計施工支洞386m）。4座隧洞均采取光面爆破，洞身爆破開挖總量約56300立方米。—、概述工程區(qū)處于四川盆地東南緣與云貴高原的過渡地帶，區(qū)內(nèi)群峰起伏、溝壑縱橫，地質屬川東南陷褶束。隧洞沿線所穿越的地形地貌主要為高山區(qū)喀斯特地質地貌，植被發(fā)育茂盛，灌木叢林密集，根據(jù)設計文件及相關資料顯示，隧洞洞室埋深較深，埋深多在36?286m之間。隧洞開挖中可能遇喀斯特巖溶地層，巖層走向、傾向，傾角不規(guī)則，巖石微裂紋比較多，并伴有流線狀地下水從層分界線滲出，光面操破施工中爆生裂縫可能沿巖體原生裂隙發(fā)展。（一） 冉家灣隧洞隧洞軸線與巖層走向交角由大變小，到隧洞出口段近似平行。隧洞通過地段山體雄厚，洞頂埋深一般20.0?286.0m。隧洞穿越地層依次為01t、01h、01m、O2+3四組地層，巖性為灰?guī)r、白云巖、頁巖等，隧洞通過區(qū)無大的斷層切割，地表裂隙不發(fā)育，巖層產(chǎn)狀298?335Z15?61°。（二） 牛角尖隧洞隧洞軸線與巖層走向交角由大變小，到隧洞出口段近似平行。隧洞通過地段山體雄厚，洞頂埋深一般20.0?286.0m。隧洞穿越地層依次為01t、01h、01m、02+3四組地層，巖性為灰?guī)r、白云巖、頁巖等，隧洞通過區(qū)無大的斷層切割，地表裂隙不發(fā)育，巖層產(chǎn)狀298?335Z15?61°。洞身段洞室埋深較大，成洞條件好，不同地層巖性圍巖類別有較大差別。其中南極2+991.94?3+437.58段巖性為奧陶系下統(tǒng)桐梓組（011）灰?guī)r、白云巖夾頁巖，圍巖類別以II類為主，進口20m為III類；南極3+437.58?3+681.40段為奧陶系下統(tǒng)紅花園組（01h）灰?guī)r，圍巖類別為II類；南極3+681.40?4+946.94段為奧陶系下統(tǒng)湄潭組（01m）頁巖夾粉砂巖、灰?guī)r，圍巖類別以W類為主，部分III類；南極4+946.94?4+996.94段為奧陶系中上統(tǒng)（02+3）灰?guī)r、瘤狀灰?guī)r夾薄層頁巖，圍巖類別以II類為主，出口20米段受風化卸荷影響為III類圍巖。堡山隧洞隧洞軸線與巖層走向呈小角度相交，隧洞通過地段山體較雄厚，洞頂埋深一般20.0?130.0m。隧洞穿越地層巖性為志留系下統(tǒng)小河壩組(Six)粉砂巖夾泥質條帶灰?guī)r，隧洞通過區(qū)無大的斷層切割，地表裂隙不發(fā)育，巖層產(chǎn)狀284Z75。。塔坡隧洞隧洞軸線與巖層走向呈小角度相交，隧洞通過地段山體雄厚，洞頂埋深一般20.0?328.0m。隧洞穿越地層依次為志留系下統(tǒng)龍馬溪組(S1L)和小河壩組(Six),巖性為頁巖、泥質灰?guī)r、粉砂巖等，隧洞通過區(qū)無大的斷層切割，地表裂隙不發(fā)育，巖層產(chǎn)狀330?334Z26?33°。洞身段洞室埋深較大，成洞條件好，不同地層巖性圍巖類別有較大差別。其中南極11+960.15?12+940.58段巖性為志留系下統(tǒng)龍馬溪組(S1L)頁巖，圍巖類別以W類為主，進口20m為V類；南極12+940.58?13+805.15段為志留系下統(tǒng)小河壩組(S1x)粉砂巖夾泥質條帶灰?guī)r，圍巖類別以III類為主，泥灰?guī)r為II類，隧洞出口25m為W類。三、光面爆破參數(shù)選擇，炮孔裝藥量計算及鉆孔設計1、 本工程4座隧洞均采用全斷面法一次性開挖，采用YT-28風鉆鉆孔進行全斷面開挖，爆破后洞內(nèi)采用耙渣機及三輪車裝載機配合裝渣、出渣，每個洞口外高壓風站配備一臺10-20立方米空壓機，高壓水池修建在洞外高于工作面30米高度范圍以保障作業(yè)面水壓力，如后期欠壓，采取安裝加壓泵加壓，滿足生產(chǎn)要求。2、 由于隧洞圍巖類別不同，開挖時根據(jù)設計圖紙確定開挖進尺，根據(jù)相關規(guī)定采用短進尺、弱爆破、強支護、緊封閉、勤測量辦法進行施工。3、 炮眼直徑采用42mm鉆頭鉆孔，藥卷采用直徑32mm的乳化炸藥。4、 炮眼布置冉家灣隧洞in類圍巖炮孔布置圖IV類圍巖炮孔布置圖隧洞III、W類圍巖開挖炮眼布置圖隧洞V類、進出口圍巖開挖炮眼布置圖牛角尖灣隧洞LDOCNIl類圍巖鬼孔布置圖ni類圍巖炮孔布置圖隧洞II、III類圍巖開挖炮眼布置圖IV類圍巖炮孔布置圖V類圍巖姐孔布置圖隧洞w、v類圍巖開挖炮眼布置圖3300隧洞進岀口圍巖炮孔布置圖隧洞進出口圍巖開挖炮眼布置圖堡山隧洞q6O6 ◎m類圍巖炮孔布置圖q6O6 ◎m類圍巖炮孔布置圖IV類圍巖龜扎布置圖隧洞III、W類圍巖開挖炮眼布置圖隧洞進出口圍巖炮孔布置圖O6隧洞進出口圍巖炮孔布置圖O69隧洞進出口圍巖開挖炮眼布置圖塔坡隧洞11類圍巖炮孔布宣圖皿類圍巖炮孔布置圖隧洞II、III類圍巖開挖炮眼布置圖隧洞w、v類圍巖開挖炮眼布置圖隧洞進出口圍巖鬼孔布置圖隧洞進出口圍巖開挖炮眼布置圖5、隧洞爆破施工(1)爆破施工原則根據(jù)不同的出巖狀況、振動控制條件、爆破成孔試驗擬定爆破參數(shù)并依據(jù)實際施工需要進行調(diào)整。爆破盡量選用低爆速炸藥，用非電基秒雷管分段起爆。當同一部位、同一種并挖眼用藥量超過最大允許用藥量時，則必須采用分段爆破的方法來減少對周邊圍巖的振動影響。(2)爆破施工需遵循的內(nèi)容炸藥及雷管根據(jù)光面爆破試驗及理論，炸藥爆速對爆破成點振動速度有直接的影響，爆速越高，爆破產(chǎn)生的震動越大，為減少對圍巖的擾動,結合地質條件特點，選用爆速低的炸藥，采用少25mm和少32mn的乳化炸藥兩種藥卷。為更好地實現(xiàn)微差爆破，施工中應使用國產(chǎn)的II型系列非電毫秒雷管。非電微差起爆網(wǎng)絡爆破震動與同段齊爆的炸藥用量有極其密切的關系，采用非電微差起爆技術，不但可以有效控制單段雷管的起爆藥量，又能有效地控制每段雷管的起爆時間，使爆破震動波不形成疊加，既能保證巖石破碎達到理想的效果,又能消除爆破震動的有害效應。在掏槽眼、掘進眼、底板眼或周圍邊眼中，起爆藥量較大的段別的雷管，間隔時差設計為200ms,即跳段設置。這樣可以使爆破速度降低30%,達到更好的爆破效果。孔徑及孔深進尺本工程以中深孔松動爆破作為爆破參數(shù)設計依據(jù)，爆破作業(yè)指數(shù)nV0.75，孔徑36-40mm，孔深1.8m-3.3m。掏槽形式掏槽眼爆破是爆破中關鍵問題，它的布置直接關系到爆破的效果，采用楔形掏槽。Q)布孔間距隧洞II、III類圍巖開挖周邊孔孔距為40cm,掏槽孔孔距為50cm，隧洞W、

V類圍巖開挖周邊孔孔距為35cm，掏槽孔孔距為55cm。(地質情況若發(fā)生變

化，根據(jù)現(xiàn)場實際情況布孔間距可適當進行調(diào)整)Q)裝藥結構設計為更好地達到光面爆破效果，周邊眼采用間隔裝藥結構，藥卷用小直徑藥卷，其余炮眼采用直徑少32cm標準藥卷連續(xù)裝藥。Q)每循環(huán)用藥量、炮眼數(shù)目及光面爆破參數(shù)采用以往光面爆破施工經(jīng)驗及成果，以下為全斷面爆破參數(shù)，施工按不同斷面參照執(zhí)行：裝藥用量Q=qXsXL式中：q—爆破lm3巖石炸藥用量(kg/m3)，本隧洞以II類圍巖為主，巖性為灰?guī)r、白云巖夾頁巖，光面爆破施工時通過以上情況巖石級別按IX級設計，隧洞石方開挖中每m3耗藥量為1.75kg。q=1.75kg/m3S—斷面積(m2)L—眼深(m)II、III類：Q=1.75X3.4X2.2=13.09kg,取14kg。W、V類：Q=1.75X5.8X2.2=22.33kg,取23kg。炮眼數(shù)量N二a、a—由于巖石可爆程度確定的系數(shù)，a、a分別?。?9、2.4。1212周邊眼參數(shù)q二WXLpXaXqX(0.6?1.2)p式中：q—周邊孔平均裝藥量(kg)pW—周邊孔最小抵抗線(m)取0.7a—周邊孔孔距(m)取0.35Lp—周邊孔孔深(m)2.2q一單位耗藥量kg/m3,0.6?1.0kg,取0,8周邊孔平均裝藥量：q=0.7X2.2X0.35X0.8X0.8=0.34,根據(jù)光爆實p驗取0.35kg。裝藥集中度：q/L=0.16kg/mp掏槽眼參數(shù)掏槽孔的炸藥量按下式計算：掏槽眼按80%有效裝藥長度計算q=2.5X80%/0.2X0.2=2kg取2kg

式中：q—掏槽孔的炸藥用量，kg/孔輔助孔的平均炸藥用量按下式計算：q=0.4X2.2=0.88kg,根指光爆試驗取0.8kg。n輔助孔（位于掏槽孔與周邊孔及底板孔之間）的炮孔間距40cm。（3）炮眼布置及爆破參數(shù)（以下為II、III類圍巖斷面型式炮眼布置及爆破參數(shù)，其他圍巖斷面參照布置）。爆破參數(shù)表（一）冉家灣隧洞起爆順序炮孔名稱數(shù)量（個）孔深（m）密 度(kg/m)段別量gk藥<鳥1掏槽孔52.20.91、31.57.52輔助孔92.00.5540.857.653周邊孔212.00.220.36.34底板孔92.00.5350.87.2總計2828.65（二）牛角尖隧洞起爆順序炮孔名稱數(shù)量（個）孔深（m）密 度（kg/m）段別量gk藥<鳥1掏槽孔52.20.91、31.57.52輔助孔52.00.5540.854.253周邊孔152.00.220.34.54底板孔32.00.5350.82.4總計2818.65（三）堡山隧洞起爆順序炮孔名稱數(shù)量（個）孔深（m）密 度（kg/m）段別量gk藥<飭如1掏槽孔52.20.91、31.57.52輔助孔52.00.5540.854.253周邊孔172.00.220.35.14底板孔42.00.5350.83.2總計2120.05（四）塔坡隧洞起爆順序炮孔名稱數(shù)量（個）孔深（m）密 度(kg/m)段別量gk藥<鳥1掏槽孔52.20.91、31.57.52輔助孔72.00.5540.855.953周邊孔182.00.220.35.44底板孔42.00.5350.83.2總計3422.05說明：參照表中所選定參數(shù)實施光面爆破施工，在實際施工中可根據(jù)實際工程地質情況及巖石強度對參數(shù)進行調(diào)整。（4）爆破作業(yè)技術要求鉆爆作業(yè)必須按照本光面爆破方案及爆破規(guī)程進行鉆眼、裝藥、接線和引爆。鉆眼前繪出開挖斷面中線、腰線、水平和斷面輪廓，并根據(jù)爆破設計標出炮眼位置，經(jīng)檢査符合要求后方可鉆眼。鉆眼符合下列要求：掏槽眼:深度、角度按設計施工，眼口排距、行距、眼底誤差不大于5cm。輔助眼：深度、角度按設計施工，眼口排距、行距誤差不大子10cm周邊眼:開眼位置在設計斷面輪廓線上,其誤差不大于5cm；炮眼方向應控制斜率外插角度在3-5度內(nèi)，做到“準、齊、平、直”，眼底不超過開挖斷面輪廓線5cm，最大不超過lOcmm。內(nèi)圈炮眼至周邊眼的排距誤差不大于5cm。鉆眼完畢，按炮眼布置圖進行檢査并作好記錄，有不符合要求的炮眼要重鉆，經(jīng)檢査合格后才可裝藥起爆。裝藥前將炮眼內(nèi)泥漿、石粉吹洗干凈。所有裝藥的炮眼堵塞炮泥，周邊眼堵塞長度不小于20cm。進行爆破時，人員應撤至受爆破影響范圍之外，一般距爆破工作面的距離應不少子200m。爆破期間，除引爆電路外，所有動力及照明電路均應斷開或改移到距爆破點不小手50m的地點。滿足爆破設計規(guī)范要求后才能起爆。光面爆破技術措施使用低爆速、低猛度、低密度、傳爆性能好、爆炸威力大的炸藥。采用不偶合裝藥結構：光面爆破的不偶合系數(shù)最好大于2,但藥卷直徑不應小于炸藥的臨界直徑，以保證穩(wěn)定傳爆。當采用間隔裝藥時，相鄰炮眼所用的藥卷位置應錯開，以充分利用炸藥性能。嚴格掌握與周邊眼相鄰的內(nèi)圈眼的爆破效果，為周邊眼創(chuàng)造臨空面。周邊眼應盡量做到同時起爆。嚴格控制裝藥集中度，必要時可采取間隔裝藥結構。為克服眼底巖石的夾制作用，通常在眼底需要加強裝藥。6、開挖施工循環(huán)時問(D循環(huán)時間見循環(huán)作業(yè)時間下表。每日3循環(huán)，單循環(huán)進尺2.0m；循環(huán)作業(yè)時間480min；則單向月進尺180米,能滿足施工進度計劃要求。循環(huán)時間安排表序號作業(yè)項目需用時間(min)備注1班前準備、交接班202鉆機就位103機械及人工找頂204測量，布眼305鉆眼1206裝約、連線207機械人員撤離、爆破308通風、排煙309找頂、支護50出渣150合計480四、不利因素及采取的措施1、因巖層走向傾向、傾角不規(guī)則，爆生裂縫沿巖體原生裂隙發(fā)展，易造成超挖，作業(yè)時盡量采用短進尺，弱爆破，減少爆破振動波烈度，必要時使用導爆素（傳爆線）來實現(xiàn)空間隔裝藥；增加毫秒微差起爆層次，使爆破的隧洞輪廓線光面爆破具有良好的臨空面。2、本工程4座隧洞不同地層巖性圍巖類別有較大差別，根據(jù)光面爆破試驗經(jīng)驗，在爆破后能得到較好的爆破效果，但在爆破完成后的排險過程中，遇到地質較差區(qū)域，拱頂及邊墻受到滲水影響，可能會松散，容易垮落及局部超挖現(xiàn)象，將會較大地影響光爆效果。為此，施工中應嚴格控制周邊眼裝藥量，藥量沿眼長均勻分布使用導爆索（傳爆線）來實現(xiàn)空間隔裝藥，增加毫秒微差起爆層次，使爆破隧洞輪廊線光面爆破具有良好的臨空面，控制邊孔直徑小于等于50mm，邊孔間距小于400mm，邊孔與隧洞軸線平行，爆破排危后及時噴射混凝土封閉巖面。五、爆破安全措施1、 爆破物資的購買和運輸委托承擔本工程爆破作業(yè)的爆破公司負責所需爆破物資的購買和運輸，在購買和運輸過程中必須做到：（1） 首先向當?shù)毓矙C關申報爆破方案，完善爆破手續(xù)方可到公安機關指定的爆炸物質銷售單位購買；（2） 爆破物質購買前先行提供購買計劃，經(jīng)公安機關審批后按量購買；（3） 運載炸藥的車輛必須符合國家運輸規(guī)則的安全要求，要有經(jīng)公安機關培訓合格的押運員隨車，在公路上運輸爆破器材時，車輛必須限速行使，車速不超過10Km/h,經(jīng)過城鎮(zhèn)，必須事先通知當?shù)毓矙C關，按公安機關指定的路線和時間通行；（4） 運輸爆破器材應包裝牢固、嚴密、性質相抵觸的不能同車運輸，炸藥雷管需分車運輸；（5） 人工運輸爆破器材時，每人每次運送量不超過規(guī)定數(shù)量標準。2、 爆破器材的儲存不修建爆破器材庫，采取即送即用的方式，凡運送到爆破作業(yè)的炸材用專用存儲箱臨時存放，在爆破員、安全員的管理下進行使用。3、 爆破器材的使用（1） 嚴格按批準的爆破設計方案施工。（2） 嚴格執(zhí)行爆破器當天領退制，每天按需要藥量購買，未用完的炸材必須當天退庫，并填寫領用卡，建立日消耗臺帳。裝藥前應對炮孔進行檢查，排除孔內(nèi)積水，裝藥時應使用木質炮棍，嚴格使用鐵器裝藥。禁止在雷雨天進行露天爆破施工，雷雨季節(jié)露天宜采用非電起爆法，可選取導爆管起爆。使用電力起爆，起爆雷管數(shù)量應小于起爆器允許起爆力，雷管數(shù)量較大時，應進行爆破網(wǎng)絡驗算，確保安全起爆。裝藥時嚴禁將雷管腳線拽得過緊，應保證堵塞質量，堵塞用材料宜