光面爆破施工方案

新建铁路太原至中卫 (银川 )线 ZQ-II 标

关键工序、特殊过程施工方案

【光面爆破】

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中交太中银铁路工程第八项目经理部

二 OO 六年十二月

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一、工程说明

太中银铁路 ZQ-II 标八项目管段内共有 7 座隧道，2 座为黄土隧道，其余均为石质 隧道，通过地层主要为砂岩夹泥岩地层，岩层产状水平，节理裂隙发育。地下水主要为基 岩裂隙水及第四系孔隙潜水，部分地段地下水为承压水。由于本段围岩所具有的特点决 定了隧道开挖成拱性差，开挖支护难度大，进而影响施工进度、施工质量及施工安全，因 此对隧道的光面爆破提出了更高的要求。

本段内围岩级别有Ⅱ、Ⅱ、Ⅱ、Ⅱ级，针对不同的围岩级别采用不同的开挖方法，主要 有全断面法、台阶法、中隔壁法，本施工方案针对不同的开挖方法、不同的地质情况确定 合理的钻爆方案，选择合理的爆破参数和施工工艺，提高光爆效果和效率。 二、隧道光面爆破施工工艺

1、光面爆破施工工艺流程

见图 1“光面爆破施工工艺流程图”。 2、光面爆破工艺要求 ⑴钻爆设计 ①设计原则：

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，掏槽眼加深 10～20cm。

严格控制周边眼装药量，间隔装药，使药量沿炮眼全长均匀分布。

选用低密度低爆速、低猛度的炸药；本工程采用岩石销铵炸药和乳化炸药，非电毫 秒雷管起爆。采用微差爆破，周边眼采用导爆索起爆，以减小起爆时差。

②钻爆设计要求

爆破作业由爆破工程师根据地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机 具、爆破器材等进行爆破设计。

合理选择爆破参数，根据围岩情况合理选择中空直眼或斜眼掏槽。爆破后要求炮眼 痕迹保存率：硬岩≥80％，中硬岩≥60％，并在开挖轮廓面上均匀分布，两次爆破衔接台阶 不大于 15cm。

每次爆破后通过爆破效果检查，分析原因，及时修正爆破参数，提高爆破效果，改善 技术经济指标。

洞口附近爆破施工严格控制单段装药量，降低震速，确保周边民房及其他构筑物的安全。

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地质调查

初步爆破方案

光爆参数选择

掏槽眼设计

初步光爆设计

光面爆破施工方案

放样布眼

定位开眼 钻 眼

清 孔 装 药

联起爆网络

修改爆破设计

起 爆

通 风

没达标

光爆效果检查

达标 继续实施

图 1 光面爆破施工工艺流程图

⑵掏槽方式

采用中空直眼或斜眼掏槽。直眼掏槽操作较简单，钻孔方向易掌握；当石质较硬、断 面较大时，采用斜眼掏槽，以便减少钻眼数量。

⑶放样布眼

钻眼前，测量人员要用红铅油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 3cm。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。

每次测量放线的同时，对上次爆破断面进行检查，利用《隧道开挖断面量测系统》对 测量数据进行处理，及时调整爆破参数，以达最佳爆破效果。

⑷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。

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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。

⑸钻眼

钻工要熟悉炮眼布置图，要能熟练地操纵凿岩机械，严格按钻爆设计实施。定人定 位，周边眼、掏槽眼由经验丰富的司钻工司钻。一定要有丰富经验的老钻工司钻，台车下 面有专人指挥，准确定位钻杆，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，应根据 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。

同类炮眼钻孔深度达到钻爆设计要求，眼底保持在一个铅垂面上。 ⑹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。

⑺装药结构及堵塞方式

装药采用分片分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管“对号入座”。所 有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于 20cm。

周边眼装药结构是实现光面爆破的重要条件，严格控制周边眼装药量，采取分段非 连续装药结构。施工时采用不耦合装药结构，不耦合装药系数控制在 1.4～2.0 范围内。

根据岩石强度选用不同猛度、爆速的炸药，有水地段及周边眼选用乳化炸药，其余均 用 2 号岩石硝铵炸药。周边眼用 φ25×200 小药卷，不耦合装药，其余炮眼用 φ40×500 药卷。 采用塑料导爆管非电起爆。对于煤层、瓦斯地段采用煤矿安全炸药和毫秒电雷管。

装药作业采取定人、定位、定段别，做到装药按顺序进行；装药前，所有炮眼全部用 高压风吹洗；严格按爆破设计的装药结构和药量施作；严格按设计的联接网络实施，控制 导爆索的连接方向和连接点的牢固性。

所有装药炮眼用炮泥堵塞，周边眼堵塞长度不小于 25cm。 ⑻联结起爆网路

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应相同；引爆雷管应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，专人负责检查。

⑼通风防尘

爆破后，立即进行通风排尘，必要时利用水幕降尘法消除烟尘。 ⑽光面爆破控制标准

根据技术规范，采用严格的光面爆破控制标准。控制标准详见表 1“光面爆破控制标

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准表”。

⑾微震爆破施工参数控制

①不良地质地段采用微震控制光面爆破。微震爆破作业段最大一段允许装药量： Qmax＝R3×（Vkp／K）3／a

式中：Qmax 为最大一段爆破药量(kg)；

Vkp 为安全速度(cm/s),取 Vkp＝2cm/s； R 为爆破安全距离(m)； K 为地形、地质影响系数； a 为衰减系数。

K、a 值是针对隧道的具体情况，在多次试爆基础上进行 K、a 值回归分析后确定。根 据爆破物距爆心的安全距离要求，并由此推出的每段的最大装药量。

表 1 光面爆破控制标准表 项 目Ⅱ级 拱部平均线性超挖量（cm） 10 边墙平均线性超挖量（cm） 10 性超挖量 仰拱、隧底平均线 10 （cm） 拱部最大超挖量（cm） 15 仰拱、隧底最大超挖量（ cm） 25 两炮衔接台阶最大尺寸（cm） 15 炮眼痕迹保存率（%） ≥80 局部欠挖量（5 cm） 炮眼利用率（%） 90 序号 1 2 Ⅱ－Ⅱ级 15 10 Ⅱ、Ⅱ级 10 10 3 4 5 6 7 8 9 10 25 25 15 ≥60 5 95 10 15 25 15 5 100 ②微震控制爆破参数参考表见下表 2“上半断面微震爆破参数表”、表 3 “下半断面

微震爆破参数表”。具体实施时，结合试验确定。

表 2 上半断面微震爆破参数表

抵抗线 眼深 辅助眼间排 线装药密度 W（cm） （m） 距（cm） （kg/m） 40－50 1.5 80－90 0.15－0.25 表 3 下半断面微震爆破参数表

周边眼间 距 E（cm） 30－40 最大段控制药 量（kg） ≯4.5 周边眼间距 孔排距（m） 眼深 线装药密度 最大段控制药量（kg） 中交集团太中银铁路工程第八项目经理部 4