1、隧洞爆破安全技术方案湖南省莽山水库灌区骨干工程 左干渠笠头村隧洞（ZG0+000ZG3+162）爆破技术方案目 录51一、编制依据1) 莽山水库灌区工程左干渠施工设计图纸、设计说明及工程地质资料；2) 爆破安全规程(GB6722-2014)；3) 水利水电工程施工测量规范（SL52-2015）；4) 水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范（SL47-94）；5) 水工建筑物地下开挖工程施工规范SL378-2007；6) 水利水电工程施工安全防护设施技术规范（SL714-2015）；7) 水利水电工程施工通用安全技术规程（SL398-2007）；8) 水利水电工程施工安全管理导则（SL721-2
2、015）；9) 其它与工程有关事项严格按现行国家或行业标准、规范、规定等执行。二、工程概述1、工程概况左干渠笠头村隧洞位于后岭水库反调节坝旁，桩号ZG0+000ZG3+162.00，前接笠头村调节闸(闸室采用C25W4F50砼现浇)、渐变段，后经渐变段接南冲坑渡槽，洞身长度3152m，为无压输水隧洞。隧洞开挖、衬砌断面为圆拱直墙城门洞型。隧洞采取新奥法（钻爆法）开挖，分A、B、C、D四种断面。开挖后采用“锚杆+挂网+喷C20砼”初期支护，隧洞二次衬砌支护因围岩等级不同分为A、B、C、D四型断面，A、B、D型断面采用C25W6钢筋砼衬砌，C型断面采用C20W6素砼衬砌。隧洞进口采用A型断面衬砌，
3、A、C、D型断面采用B型断面连接，中段采用C型断面衬砌，隧洞岀囗段釆用D型断面衬砌,衬砌后隧洞净宽2.8m，净高3.2m, 设计流量5.3m3/s，加大流量6.4m3/s。本段笠头村隧洞施工主要工程量见表2-1：表（2-1） 笠头村隧洞主要施工项目工程量（初估）项目名称石方洞挖模板制安挂网钢筋锚 杆钢筋制安砼喷护C25W6砼衬砌单 位m3m2t根tm2m3工程量37607.120133.033.12429131.54514902.128536.5项目名称超前小导管工字钢钢支 撑 超 挖C20超填混凝土伸缩缝止水带排水孔单 位mtm3m3m2m个工程量579.63.3691622.41595.0
4、715.03151.82471项目名称土石方明挖C15砼衬砌水泥砂浆伸缩缝会车道单 位m3m3m3个工程量2093.474.41.86715因此段笠头村隧洞围岩稳定性较差，地质结构复杂，施工过程中以实际发生工程量为准。2、水文气象笠头村隧洞施工进洞口位于水库反调节坝淹没区的左岸，根据灌区内暴雨洪水特性，每年4月9月为洪水期，主汛期4月7月，历年洪水最大水位均在隧洞进口开挖面至底板高程312.5m以内。出洞口位于半干旱山地，暂不考虑洞外施工导流问题，只需对隧洞内的围岩渗水和突水引流即可。3、工程地质笠头村隧洞工程主要工程地质问题：（1）进出口浅埋段多为类围岩，成洞条件较差，可能存在洞顶围岩掉块，
5、甚至塌顶的工程隐患，建议隧洞初期支护紧跟开挖面进行，类围岩侧墙和顶拱以及类、类围岩的顶拱均采用挂网喷砼支护，视围岩情况设随机锚杆支护、顶撑，对地下水进行引、排、堵处理；隧洞出口段为全风化花岗岩及V类围岩，采用42超前小导管支护进洞。（2）对于顺向坡的进口或出口隧洞，洞口开挖时，可能因爆破震动，引发山坡表部岩土产生小体积滑塌变形，应严格控制爆破空位、深度及爆破药量，不允许出现欠挖，初期支护不占压永久衬砌结构面，并对边坡岩体进行锚喷支护处理。（3）隧洞穿越强岩溶地段时，存在岩溶塌陷、突水和渗漏问题，岩溶渗漏是隧洞最为突出工程地质问题。应采用引、排、堵结合顶撑处理。（4）穿越白垩系泥岩、泥质粉砂岩、
6、砂岩的隧洞，大多岩层倾角平缓，岩石强度低，围岩风化破碎，且具有风化崩解现象，总体成洞条件较差，尤其是进、出口浅埋段成洞条件更差。主要工程地质问题：进出口边坡岩土小体积滑塌变形问题；沿层面、节理面产生围岩掉块的稳定问题；隧洞施工过程中，容易造成塌方、掉块、爆炸、有害气体、粉尘等危害，施工方应采取相应保护措施，确保施工安全。笠头村隧洞主要工程地质特性表如下（表2-2 ，参照设计地质勘查报告）。表（2-2） 笠头村隧洞工程地质特性表渠道名称隧洞名称桩 号长度(m)工程地质条件 围岩类型及物理力学指标建议值主要工程地质问题起止位 置上覆岩体厚度(m)推测洞顶地下水水头(m)围岩分类坚固系数fk单位弹性
7、抗力系数K0(MPa/cm)左干渠笠头村隧洞0-005.43+162.03167.4进出口山坡坡角1530，基岩裸露。围岩岩性为C1ym灰岩、白云质灰岩、白云岩等，岩层产状N25WNE50，岩层走向与洞线大角度相交。成洞条件较好。0+035.90+965.0；1+001.01+274.0；1+355.03+121.0。20.080.0030.0（）1012（1215）78（1012）进口山坡陡峻、反向坡，稳定；出口顺向坡，相对平缓，洞口开挖时，可能存在山坡岩体产生小体积的顺层滑移变形；围岩岩溶中等发育，可能存在开挖爆破震动引发岩溶塌陷、渗漏突水问题。0+000.00+035.9；0+965.0
8、1+001.0；1+274.01+355.0；3+121.03+139.0。029.556343+139.03+157.0。021.0V3.5412三、钻爆施工工艺及技术要点隧洞开挖采用钻爆法（其工艺流程见图3-2），以新奥法理论指导施工（隧洞新奥法施工工艺流程见图3-3）。、类围岩采用全断面开挖，光面爆破。采用直线型掏槽，按设计开挖轮廓线布置周边炮眼，间距为4555cm，辅助眼间距为6080cm。工作面同时开动4台YT-28型气腿式风钻钻眼作业。采用2#岩石乳化炸药，周边眼采用中25光爆小药卷，非电毫秒导爆雷管起爆。图3-2 钻爆法开挖施工工艺流程框图钻炮眼装药爆破通风洒水 出碴锚杆、挂网
9、喷砼进入下道工序机具就位断面测量画开挖轮廓线布炮眼施工准备监控量测、安全检查安全判定清危排险图3-3 隧洞新奥法施工工艺流程框图工程地质查勘围岩分层及岩体计算参数的取值开挖程序与方法等施工准备实施性施工组织设计锚喷支护减少围岩变形监控测量洞内观察，围岩位移测量，指导施工与设计开 挖初期支护是否符合管理基准防水隔离层二次衬砌结 束光面爆破减少扰动3.1 起爆方式（l）隧洞开挖按光面爆破要求进行钻爆设计，周边眼使用小直径光爆炸药，炮眼间距4555cm，采用间隔装药，导爆索起爆，孔口堵塞长度足够。炮孔痕迹在开挖轮廓面上均匀分布，炮孔痕迹I、类围岩保存率达到90以上，、类围岩保存率达 70以上，保证开
10、挖面与设计轮廓线一致，径向超挖值和开挖岩面的起伏差均小于200mm，平均100mm。围岩中不得有明显可见的爆破震动裂隙，不能有欠挖。（2）掏槽眼、辅助眼采用连续装药，毫秒延期导爆管雷管起爆，32200、2岩石销按炸药，装填系数0.70.85。（3）掏槽方式考虑围岩的夹制力，每循环进尺控制在2.2m左右，掏槽型式采用直线方式，确保掏槽效果。3.2 钻孔作业（l）钻孔前准确测画开挖轮廓线，点出掏槽眼和周边眼的位置。（2）钻孔采用YT-28型风动凿岩机，钻孔深度2.5m，每个工作面配24台风钻同时作业，司钻手按设计划定的区域和炮眼顺序钻孔。3.3 爆破按照钻爆设计图准备好爆破材料，装药前先用高压风清
11、孔，检查钻孔是否堵塞或坍孔，然后接划定的区域装药连线，各负其责。装药顺序先上后下，光两侧后中间。导爆管连线采用“一把抓”法，配两个起爆雷管，装药结束经安全检查后起爆，各步骤按塑料导爆管非电起爆操作原则进行。 3.4 钻爆设计3.4.1、炮眼数目炮眼数目的多少直接影响每一循环凿岩工作量、爆破效果、循环进尺、隧洞成型的好坏。暂按下式计算炮眼数目，在施工中，根据具体情况再作调整，以达到最佳爆破效果。炮眼数目N，按下式计算： 式中：Q炸药单耗量，取Q=1.2kg/m3 S开挖面积，S（A、D断面）=14.7m2、S（B断面）=11.9m2 S（C断面）=10.0m2 r每米长度炸药的重量，2#岩石乳化
12、炸药r=1.0kgm 炮眼装药系数，取=0.85经计算，N（A、D断面）=25，光面爆破需多增加周边眼及中空眼，共计55个；N（B断面）=20，光面爆破需多增加周边眼及中空眼，共计50个；N（C断面）=18，光面爆破需多增加周边眼及中空眼，共计43个。3.4.2、每个炮眼的装药量（1）掏槽眼： Q1=Lr式中：炮眼装药系数，取=0.85 L眼深，L=2.4m r每米长度炸药量，r=1.0kgm经计算Q1=0.852.41.0=2.04kg 取Q1=2.1kg（2）辅助眼经计算Q2=Lr=0.852.21.0=1.87kg 取Q2=1.90kg3.4.3、光面爆破参数针对各类岩石初次选用如下爆破
13、参数，在施工中可按照选定的参数总结每次爆破效果，测量半孔率和轮廓不平整度，不断调整光爆参数周边孔间距a=（812） d=（812）43mm344516mm密集系数m=a/W=0.810.92最小抵抗线W600800。岩石坚固系数f不偶合系数k装药量q(g/m)炮孔间距a(cm)最小低抗线W(m)2422.4501250.40.30.40.3461.61.81002000.450.350.450.356101.41.61502500.50.40.550.453.4.3 装药起爆光面爆破宜采用细药卷，起爆时注意以下事项：（l）周边孔应该同时起爆才能保证光面爆破效果；（2）对起爆顺序为先掏槽孔，再辅助孔，辅助孔起爆后再起爆底孔，周边孔最后起爆；（3）周边孔的底孔应该装一个32毫米药卷，以克服岩体挟制作用；（4）为了减少超挖和降低工程造价，开挖过程中，加强断面量测，并及时处理欠挖部位，修整开挖断面，获得良好的经济效果；为克服夹制作用，炮孔底部采取加强装药，为线装药密度的2倍。炮孔堵塞长度约为0.5m，堵塞材料采用黄泥条，将计算出的单孔装药量按间隔均匀分布于孔内，（即采用导爆索将炸药分节间隔串联并绑扎在毛竹片上，然后与毛竹片一起进入光爆孔内，详见图3-4）。图3-4 装药结