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一、某隧道开挖爆破工程概况
某隧道地处贵州高原向湘西丘陵及四川盆地过度的东北边缘斜坡,海拔约650米,除隧道出口外,地表植被较发育,区域内气候宜人,夏无酷暑,冬无严寒,四季不甚分明,气候温暖、热量丰富、雨量充沛、水热同季。
根据艾坝隧道设计要求、工程水文地质条件、围岩性质,对不同类别围岩分别采用以下以下三种浅眼爆破开挖方法。
(1)、全断面开挖(车行洞和人形洞),采用楔形掏槽导爆管毫秒雷管微差光面爆破法。
(2)、三台阶七步开挖法采用微振松动爆破法。(YK22+280-400,YK23+270-482,ZK22+280-380,ZK23+250-485)
(3)、两台阶法(YK22+400-YK23+270,ZK22+380-ZK23+250),采用光面、预裂爆破。
二、钻孔爆破参数确定
2、1凿岩机具的选取
根据选取的爆破方案,隧道爆破机具采取YT28型气腿式凿岩机,Φ42mm直径的钻头钻孔。钻头为“一”字型硬质合金钢,钻杆规格为中空六棱型,钻杆长度分别1.5 m、2m、2.5m、3.5m几种规格。
2、2爆破器材的选取
根据爆破规模及岩石特性,选用乳化炸药为主炸药、非电导爆雷管起爆,所需爆破器材见下表:
表1 爆破器材需求列表
2、3主要爆破参数的确定
A、孔径:42mm;
B、炮眼深度:每循环钻孔深度不超过3m;
C、炸药单耗K值的确定。
参照有关工程实例,炸药单耗K值取1.6~2.0kg/m,施工时已根据实际爆破效果调整为1.6kg/m。
D、单孔装药量
各单孔装药量根据各炮孔作用不同采取合理的装药结构及装药量。各炮孔装药量见表:
三、光面爆破施工工艺
3、1车行洞全断面开挖钻爆设计
开挖断面积为S=39.161m2,布置总高6.6m,总宽6.6m,炸药单耗1.68kg/m³
3、2炮眼布置及爆破作业流程
3.2.1掏槽眼的布置
开挖采取全断面爆破开挖,掏槽形式为水平楔型掏槽;采用8个孔径为42mm孔,水平楔形掏槽,如图所示。
掏槽炮眼示意图
3.2.2辅助眼的布置
由于辅助眼的作用是为了进一步扩大槽口,为周边眼创造有利的爆破条件。辅助眼根据上稀下密,中部均匀的原则布置。
3.2.3周边眼的布置
周边眼的布置一般沿设计轮廓均匀布置,为了控制超欠挖以及便于下次钻眼作业时好落钻孔眼,应将炮眼方向以3%~5%的斜率外插,对于中硬岩石及硬岩,眼底应落在设计轮廓线以外10 cm~15 cm地方。
3.2.4 清孔、装药
装药前用小直径高压风管将炮眼内石屑吹净,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”不得混装。所有炮孔均用炮泥堵塞,堵塞长度周边眼不小于30cm,其他眼不小于35cm。周边眼采用小直径药卷配导爆索,以增加不耦合系数和爆破时的缓冲作用。
3.2.5装药结构及堵塞
掏槽眼,辅助眼、周边眼采用孔底连续装结构,并采用炮泥全长堵塞,加强孔口堵塞。如图所示
装药结构图(掏槽眼、辅助眼、周边眼)
3.2.6 起爆顺序
各炮孔起爆顺序为:掏槽眼 -辅助眼-周边眼。辅助眼由里向外逐层起爆。
3.2.7起爆网络的联接
为使岩石能够充分的破碎并使由其产生的负效应降到最忌,网路采取微差爆破技术,采用1~15段的导爆管雷管进行网络并联连接。限制最大单段起爆药量,以降低爆破震动,减小冲击波的影响。
采用孔内毫秒延期电-非电起爆网路,将孔外导爆管簇连为2簇,每簇倒装2发瞬发电雷管,电雷管用绝缘胶布包扎在离每根导爆管自由端15cm处,聚能穴背向传爆方向,电雷管采用串联方法连接,连线导通好后在具备安全的条件下,由专人负责检查后再实施起爆。
起爆网络的联接采用:电雷管——导爆管雷管——非电起爆网络。如图所示。
起爆网路连接图
为了保证后起爆的网络不被先起爆的炸断,设计采用孔内微差的起爆网络。各炮孔内采用非电毫秒雷管微差起爆,不但控制同段的最大药量,又能有效的控制每段雷管间的起爆时间,控制爆破震动。在掏槽眼、辅助眼及周边眼中,每相邻段别雷管间隔时差为不小于50ms,这样可以降低爆破震动危害。
四、爆破安全保障措施
4、1爆破作业安全技术要求
⑴、施工前由技术负责人和安全负责人全面检查各项施工准备工作,逐级进 行技术、安全交底和安全教育,使安全管理在思想、组织措施上均得到落实。
⑵、施工现场设备、设施、安全装置、工具、个人劳保用品必须经常检查,确保使用安全。
⑶、施工场地内的一切用电设备必须接地、接零和使用漏电保护器。
⑷、爆破作业人员必须持证上岗,不得无证作业。
⑸、装药时必须严格按照钻爆设计进行操作。
⑹、如发现盲炮必须立即通知现场爆破技术人员,并按有关规定进行处理。
⑺、不得在残眼上进行钻孔作业。
⑻、爆破作业后必须进行通风排烟,使有害气体浓度降至规定范围内,经检测合格后方可进行下一步施工。
⑼、爆破器材的运输和保管必须遵守深圳市公安机关的有关规定,专人负责保管,不得私存、私运。
4、2意外事故预防措施
⑴、 严格检查炸药、雷管、导爆管及起爆器的质量,做到不合格的爆破物品严禁使用。
⑵、 做好爆炸物品的保管,严格履行收发登记手续,爆破物品的领取不得超过当班作业需要量,剩余的及时退库。
⑶、在施工中,严格地按照设计要求控制装药量,并由专人负责认真做好
⑷、导爆管与雷管连接,做好炮孔的堵塞。
⑸、若出现盲炮,应立即通知爆破工程师到现场指导处理,对于起爆线路完好的可重新联线起爆,可采用打平行眼的方法进行引爆。
4、3爆破施工组织及安全管理
(1)、爆破施工安全组织机构
为确保爆破施工安全顺利进行,项目部专门组建组织机构,直接负责本项目爆破工程的具体实施,组织机构见图。各级爆破人员在施工中应严格按照爆破的有关规定认真组织施工。
爆破组织机构图
(2)、日常爆破安全管理
①爆破工序开工前,要进行书面安全教育、技术交底,并讲解安全技术操作方法,预防事故措施和劳动保护要求;交底内容除包括各项安全技术措施外、围岩类别、炮孔种类及数量,装药结构、炮孔堵塞方法、季节性特点的安全生产事项。
②严格遵守《民用爆炸物品安全管理条例》的规定,按照《爆破安全规程》进行爆破施工。
③严格按公安机关批准的作业时间内进行爆破作业。
④爆炸物品的存储、运输、使用严格按照深圳市公安局关于对爆炸物品的有关规定执行,爆炸物品管理员负责对爆破物品的专门管理,施工队由专人领取,领取使用应进行登记,未用完的及时退库,现场不存放、不遗留爆炸物品。
⑤爆破警戒必须统一指挥,配备足够的联络工具。
⑥保证检查制度的落实,采取定期与不定期检查相结合。
⑦对检查中发现的安全问题、安全隐患,要进行登记,限期整改。在隐患没有消除前,必须采取可靠的防护措施。如有危及人身安全的险情,立即停止施工,处理合格后方可施工。
(3)、爆破施工安全注意事项
本着“安全第一、预防为主”的原则,认真贯彻执行《中华人民共和国安全生产法》,严格执行《爆破安全规程》,严格遵守深圳市公安局颁布的爆破作业“七不准”和“五保证”进行爆破作业的同时,针对本工程施工的情况,制定以下安全操作细则及其注意事项。
①在施工前摸清被爆介质的情况,掌握有关资料优化爆破参数,精心施工。
②所有钻爆作业人员必须穿戴劳保用品,持证上岗。
③严格按照设计要求进行钻爆作业。
④所有爆破孔必须按照设计要求并在现场爆破工程师指导下进行装药、堵塞。
⑤按设计要求做好隧道爆破的警戒和防护工作。
⑥在装药堵塞和防护过程中、严禁拉、踩压传爆线。要求必须谨慎小心,防止损坏起爆线路。
⑦所有火工品的搬运存放必须遵守《民爆器材管理规定》,轻拿轻放,分放分拿。
⑧在装药前,设立警戒区并插红旗显示。
⑨爆破后15分钟,待炮烟吹出合符标准后,现场爆破员入场查看有无盲炮。确认无盲炮后,其它人员方可入内,如有盲炮,必须上报,并按规定处理。
五、施工经验小结
此光面爆破效果较好,平均超挖13cm,最大超挖22cm,无欠挖。炮眼痕迹保存在85%以上。
⑴、准确画出开挖轮廓线对开挖面的超欠挖控制控制存在着直接的影响。
⑵、掏槽眼要尽量保证在水平面上,越平开挖爆破效果越好。
⑶、周边眼间距控制和装药量控制为光面爆破质量控制的重点,同时对后续工序(初期支护、挂设防水板和二次衬砌混凝土)施工及其施工质量、安全管理与控制也有相当重要的影响。
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