光面爆破施工技术
1、敖包沟隧道爆破施工
(1)施工方法:采用人工风钻打眼,人工装药,非电毫秒雷管引爆。 (2)机具设备:风钻选用常规YT-28型手持风钻,φ22的钻杆,38mm钻头,成孔直径为40mm;
(3)火工品:采用2#岩石乳化炸药,规格为φ32mm×200mm。因地方火工品供应问题,无小药卷炸药用于周边眼,使用同一规格炸药。起爆材料采用1~20段的非电毫秒雷管;周边眼采用间隔装药,导爆索传爆。使用火雷管作为整个网络的起爆体。
(4)炮眼深度的确定:敖包沟隧道的设计开挖断面为76m2,实际开挖断面76m2。岩性为微风化安山玢岩,整体性好,干抗压强度一般达到120~140Mpa,设计为IV类围岩。经过多次爆破试验,确定合理炮眼深度为3.5~4.0米,有效循环进尺3.3~3.5米,炮眼利用率平均达到90%以上。
(5)掏槽眼的确定:为了保证良好的掏槽的效果及兼顾隧道弃渣作为路基填料利用要求较小的块度。通过对直眼掏槽和斜眼掏槽进行比选,最后确定为复合式掏槽眼。即在原斜眼掏槽形式的基础,在中间增加一排空眼,适增加掏槽眼的数量,和用药量,大大减小了核心部分的石渣块度。
(6)光爆参数确定:1)周边眼间距(E)直接决定开挖轮廊面平整度的主要因素,一般情况下E=(10-15)d,根据石板岭隧道地质情况,围岩较硬,周边眼间距采用45cm~60cm;对于节理发育地段,间距适当减小。2)周边眼抵抗线(W):即光爆层厚度,是周边眼距辅助周边眼的间距,一般为W=(13-22)d,选取65~80cm。3)周边眼密集系数K:K=E/W确定在0.7~0.9之间。4)线装药密度(q):根据围岩硬度确定在0.25~0.35之间。5)周边眼间隔装药:因受杭州地区火工品供应条件限制,无小直径药卷用于周边眼。所以必须采用导爆索
间隔串联炸药卷,非电毫秒雷管并联,火雷管引爆。炮眼孔用炮泥堵塞,堵塞长度不小于50cm。6)辅助眼的布置:辅助周边眼是根据周边眼的光爆层厚度W与周边眼平行布置的,其它辅助眼是在辅助周边眼与扩槽眼之间均匀布置。眼间距E一般为70~100cm。炮眼密集系数K=0.6~0.8之间。7)起爆顺序:光面爆破时,从掏槽眼开始,顺次从隧道断面中心向外起爆,最后起爆周边眼。根据炮眼布置,每次爆破从掏心眼到周边眼采用不少于7个段位的非电毫秒雷管引爆,相临段位起爆时间相差2毫秒。
(7)试爆及参数调整。由于光面爆破对孔位和装药量的要求相当严格,所以敖包沟隧道在光面爆破前,组织相关技术人员进行爆破成缝试验,从而确定周边眼的装药量、装药结构、堵塞长度和炮眼的间距;根据开挖断面的面积、岩石强度、掘进深度、炮眼深度、炸药品种等因素计算断面炮眼数量;在整个光面爆破的施工过程中,组织相关人员对围岩类别及光爆破效果进行现场监控,总结每次爆破效果,测量炮孔残留率、围岩破坏程度及轮廓修正、优化,从而调整孔位、孔距、孔深以及用药量。
由于周边眼的孔位以及钻杆的位置直接影响到隧道的纵坡及开挖的超欠挖的大小,同时对隧道光爆效果起决定作用。所以对周边眼的孔位、孔距、孔深都要有相当严格的控制。针对光爆参数控制,实行施工技术人员跟班制,切实掌握围岩性质,保证光爆质量。 敖包沟隧道在对光爆参数调整按以下原则进行:1)出现两孔间岩面外凸,残留炮眼完整率较好,装药部位无明显凹凸,由于周边孔检举过大或最小抵抗线过小引起的,应减小周边空间距;2)出现两孔间岩面内凹,残留炮眼完整率较好,装药部位无明显凹凸,由于周边孔检举过大小或最小抵抗线过大引起的,应增大周边空间距;3)出现两孔间岩面外凸,残留炮眼完整率较差,装药部位有明显凹凸,由于装药量过大引起的,应减小装药量;4)坚硬较完整的围岩,周边孔间距可适当放大、减少最小抵抗线;软弱较破碎的围岩,周边孔间距可适当减小、加大最小抵抗线、减少钻孔深度。
(8)提高工人操作水平。在所有光爆参数确定后,影响光爆效果的主要因素就是人的因素:1)施工人员尤其是风钻工的操作水平和质量意识直接影响炮孔的质量,对光面爆破质量影响最大。2)风钻工尤其是进行周边孔施工的风钻工不宜经常更换,否则光面爆破质量极易出现波动。3)由于隧道的纵坡是由周边孔的钻杆角度确定的,所以对风钻工的技术水平有较高的要求。4)要采取一定的经济措施来调动工人的积极性,自觉的按测量孔位打眼,并在施工中不断提高操作水平。 2、经济指标
敖包沟隧道IV类围岩全断面每爆破循环平均钻眼139个,实际开挖断面76m2,单位面积钻孔1.78个/m2,平均每循环炸药消耗量为240kg,单位体积炸药消耗量0.95kg/m3,单位体积非电毫秒雷管消耗量0.6发/m3。
实际每循环平均进尺3.3米,平均炮利用率在90%以上,爆破后周边轮廓平整,岩石完整稳固,基本无浮石。拱部超欠挖基本控制在5cm以内,两茬炮眼衔接的台阶控制在15cm,残眼率达到85%以上。爆破的石碴块度合适,基本装碴和路基料的要求。
通过敖包沟隧道光面爆破开挖的良好控制,使得超欠挖得以控制,降低了喷射砼回弹量、二衬砼的回填量,并提高防水卷材施工质量,对工程质量和成本控制起到了关键的作用。同时在铁路局、质检站多次检查中得到较好的评价,提高了企业影响力。
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