导洞的爆破方案
一、导洞的爆破孔类型
掏槽孔:开挖面形成突破口,开辟新临空面。
辅助孔:又称扩大孔,用于扩大爆破范围。
周边孔:用于控制开挖轮廓,分为顶孔、帮孔和底孔。
二、掏槽型式
斜孔掏槽、直孔掏槽。
(1)斜孔掏槽见图5-4。
(2)直孔掏槽见图5-5。
三、炮孔参数的确定
1.炮孔方向和角度
垂直掏槽:90°;斜孔掏槽:55°~70°。
2.炮孔数目
经验公式:
N=(2.0~2.7)(f·S)1/2。
N=S0/a+c ·S。
式中:S为洞室断面积,m2;f为岩石坚硬系数,f=σ压/100;S0为断面周长,m;a为周边孔距,硬岩取 0.5、中硬 0.6、软 0.7;c 为掏槽孔和扩大孔系数,硬岩c=2.0、中硬c=1.5、软c=1.4。
地下建筑工程施工
图5-4 斜孔掏槽形式图
图5-5 直孔掏槽形式图
3.炮孔深度和长度(图5-6)
确定孔深(进尺)的经验公式:
L孔深=(0.5~0.8)B
式中:B为导洞宽或高的较小尺寸;l孔长=L/sinα。
图5-6 炮孔深度和长度
4.炮孔布置参数
1)炮孔布置的一般原则
掏槽孔:为了有利于断面扩大,其位置一般在断面的中央偏下部。斜向掏槽孔应尽量与明显结构面垂直。
扩大孔和周边孔:孔底都应在同一垂直断面上,扩大孔(孔底)应均匀布在掏槽孔与周边孔之间的垂直断面上,孔底距大致相等,断面转角处须布转角孔。
2)合理确定炮孔参数
垂直孔:设第一个孔与空孔的距离为a,空孔直径为ϕ,则 1.5ϕ<a≤2ϕ,爆破后形成破裂区;a<1.5ϕ时,爆破后两孔连通成孔腔;a>2ϕ,爆破后仅产生少量破裂缝。
倾斜掏槽炮孔参数(图5-7):
图5-7 斜孔掏槽炮孔参数
5.确定装药量
影响因素主要有:岩质、掏型、断面大小、进尺、直径等。
目前一般按以下方法确定。
1)由爆破一次总用量计算炮孔装药量
(1)确定单位炸药消耗量:
① 查表5-3;
表5-3 平洞开挖时单位炸药消耗量/(kg/m3)(炸药为 2#岩石炸药)
②经验公式:
一般k=1.0~1.4,硝铵炸药k=1.25。
(2)确定导洞爆破一次总药量:
Q=q×L×s(kg)
(3)单个炮孔装药量:
扩大和周边孔总数Nk:
Nk=N-Nt
每个扩大和周边孔的平均装药量:qk=Q/[Nk+(1.2~1.3)Nt]
系数(1.2~1.3)为保证掏槽效果,掏槽孔中装药量比扩大孔多装药20%~30%。
qt=(1.2~1.3)qk(kg)
2)装药系数τ
掏槽:0.8~0.5;
辅助孔:0.7~0.4;
周边:0.7~0.4。
3)掏槽孔装药量的确定方法
如前所述,导洞爆破的关键是掏槽。关于掏槽孔的装药量,国内外都进行了大量的实验研究,因此掏槽孔的装药量除按上述方法确定外,还可以参照以下方法核算:
(1)斜向掏槽孔的装药量:斜向掏槽可视为在开挖面上标准抛掷的漏斗爆破,因此抛掷成漏斗的装药量为:
Qt=q0L3
式中:L为孔深,m;q0为标准抛掷爆破炸药的单耗,kg/m3,如表5-4 所示。
表5-4 标准抛掷爆破炸药单耗
每个掏槽孔装药量:
qt=Qt/Nt(kg)
(2)直孔掏槽的装药量:炮孔爆炸后,与空孔形成连通破碎区时的装药量和空孔直径,炮孔直径及两孔中心的距离有关。
若炮孔直径d=33mm,则:
qL=1.5×10-3(a/ϕ)1.5(a-0.5ϕ)(kg/m)
式中:ϕ为空孔直径,mm;a为空孔至炮孔中心距,mm。
6.确定起爆顺序
为了组织和利用好临空面问题,以保证获得预期的爆破效果,开挖导洞基本的起爆顺序是:掏槽孔—扩大孔—帮孔—顶孔—底孔。
综上所述,导洞爆破方案的设计步骤和程序可概括如图5-8 所示。
图5-8 导洞爆破方案的设计步骤和程序
爆破施工设计方案的基本内容:
1。 工程概况。
2。 爆破施工方案。
3。 爆破参数制定。
4。 装药及起爆。
5。 爆破安全评估。
6。 爆破安全技术措施。
7。 民用爆破物品用量。
8。 主要人员。
9。 其它事项
(详细内容如下)
说明书-应包括:
1。 工程概况,环境与技术要求。
2。 爆破区地形、地貌、地质条件、被爆体结构、材料及爆破工程量计算。
3。 设计方案选择。*
4。 爆破参数选择与装药量计算。*
5。 药室及导硐布置、钻孔设计。
6。 装药、填塞和起爆网路设计。*
7。 爆破安全距离计算。*
8。 安全技术与防护措施。
9。 施工机具、仪表及器材表。
10。爆破施工组织。
11。主要技术经济指标。
图纸-应包括
1。爆破环境平面图。
2。爆破区地形、地质图或被爆体结构图。
3。药包布置平面和剖面图
4。药室和导硐平面图、剖面图。
5。装药和填塞结构图。
6。起爆网路敷设图。
7。爆破安全范围及岗哨布置图。
8。防护工程设计图。
施工-应包括
1。 工程概况及施工方法、设备、机具概述。
2。 施工准备。
3。 钻孔工程或硐室、导硐开挖工程的设计及施工组织。
4。 装药及填塞组织。
5。 起爆网路敷设及起爆站。
6。 安全警戒与撤离区域及信号标志。
7。 主要设施与设备的安全防护。
8。 预防事故的措施
9。 爆破指挥部的组织。
10。爆破器材购买、运输、贮存、加工、使用的安全制度。
11。工程进度表。
*--两种方案以上。孔网参数变化、孔径变化的炸药量的计算。雨季起爆网路的设计。飞石及震动的计算。
根据地形、地质、开挖断面及施工机械设备等情况,采用能保证边坡稳定的方法施工。对于次坚石、坚石地段采用中小型爆破技术开挖,挖掘机、装载机配自卸车清运。
⑴爆破方法:手风钻钻孔,依地形情况孔深为1.5~2.5m,浅孔梯段爆除,靠近设计边坡轮廓线采取光面爆破开挖。
⑵爆破法开挖石方按以下程序进行:施爆区管线调查 炮位设计与设计审批 配备专业施爆人员 用机械或人工清除施爆区覆盖层和强风化岩石 钻孔爆破器材检查与试验 炮孔检查与废渣处理 装药并安装引爆器材 布置安全岗和施爆区安全员 炮孔堵塞 撤离施爆区和飞石、强地震波影响区内的人、畜 起爆 清除瞎炮 解除警戒 测定爆破效果。
⑶石方用爆破法开挖的路段,对空中电缆、地下管线、边界外建筑物结构类型在进行详细调查的基础上制定爆破方案,报监理工程师批准后实施。
⑷进行爆破作业时,必须由经过专业技术培训并取得爆破证书的专业人员施爆。
⑸石方爆破一般采用预裂、光面、深孔爆破等技术,有效地控制开挖断面,严禁过量爆破。
⑹严控爆破器材审批、领用、管理手续。爆破器材由项目部炸药库统一管理,因特殊情况,当日没用完的爆破器材,必须入库储存。
⑺认真制定爆破危险区,设置明显标志、警戒线、显示爆破时间的警戒信号,确定专人负责,防止人、畜、建筑物和其他公共设施受到危害和损失。
⑻由于爆破引起图纸规定断面以外松动的岩石,必须清除。
⑼石方路堑的路床顶面标高,应符合设计要求,如过高铺以人工凿平,过低以开挖的石屑或碎石填平并碾压密实稳固。
如果是施工组织设计,就比较简单了。
定位放线——勘探的地质情况——选定爆破方式——详述爆破过程——支护——开挖运输——洞内施工的安全、质量、进度控制
其余废话就象往常写施工组织设计一样往上加,其中最主要的就是一个炮孔安排和装药量
为确保光面爆破施工实现程序化、标准化作业,施工时特制定了以下光爆作业程序及作业标准,光面爆破施工工艺流程详见图4-5-8。
1、放样布眼
钻眼前,技术人员用具有隧道断面测量功能的徕卡全站仪打出炮眼位置,测量人员用红油漆准确标出炮眼位置,其误差要求不超过5cm(距开挖面每50米埋设一个中线桩,每100米设一个临时水准点)。
2、定位开眼
采用钻孔台车辅以风动凿岩机钻孔,其轴线与隧道轴线要保持平行。就位后按炮眼布置图正对钻孔。对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它炮眼要高,开孔偏差控制在5cm以内。
3、钻孔
按照不同孔位,由钻工定点定位。钻工要熟悉炮孔作业布置图,要能熟练地操作凿岩机械,特别是钻周边眼,一定要由丰富经验的钻工负责钻孔,并有专人指挥,确保周边眼有准确的外插角,使两茬炮交界处偏差不大于15cm。同时,根据孔口位置岩石的凹凸程度调整炮眼深度,保证炮眼底在同一平面上。
4、清孔
装药前,用炮钩和高压风将炮眼内石屑、水及其它杂质全部清理净。
5、装药
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30cm。
6、起爆网络的联结与起爆
起爆网络采取孔内延期微差、孔外簇联的起爆方式,各孔外数字即
雷管的段别号,各引爆雷管之间采取并联的方式,以保证起爆网络的可靠性和准确性。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;引爆雷管用黑胶布紧紧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,确认无误后,方准起爆。
起爆顺序:光面爆破时,从掏槽眼开始,一层一层向外进行,最后是周边眼、底板眼。
为确保安全,起爆采取非电法起爆即针孔式起爆器起爆,引爆点捆绑两发同段的非电雷管,导爆管引线至少保证在200m以上,必要时起爆点可采取临时防护措施。
施工员不会是直接负责人,爆破单位的爆破技术人员和爆破员、安全员才是第一负责人。但是负责警戒的人员也有相关责任。
一般来讲,控制好药量,布孔位置适当,装药合格,填塞正确,警戒范围足够,就不会发生安全事故。