XXXXXXXXXXXX⼯程引⽔洞开挖爆破⽅案批准:是是是校核:是是是编写:是是是
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX⼀、⼯程概述
引⽔洞洞⾝为圆拱直墙型,洞径为3.2m,全长135.2m。⽀洞洞⼝附近开挖明渠段,长度41.6m,断⾯为倒梯形。洞挖施⼯前,对明渠段边坡及洞脸⽴⾯进⾏锚喷⽀护以确保边坡稳定,并沿洞⼝开⼝位置设计边线以外20cm和50cm处打⼊2圈锁⼝锚杆,以保证开⼝处岩⽯稳定及洞⼝成型效果。根据地勘资料显⽰,⽀洞轴线所穿过围岩类型多为Ⅱ-Ⅳ类,成洞条件较好。⽯⽅开挖爆破作业施⼯程序为:施⼯准备→测量放线→布孔→钻孔→装药布孔→爆破开挖→修整→验收。⽯⽅开挖采⽤YT28型⼿风钻钻孔,分层⾼度控制在2~3m。
分层分段爆破采⽤孔间顺序微差“V”型起爆⽹络。沿设计轮廓线采⽤预裂爆破,对于⽔平建基⾯预留保护层。最后采⽤⼀次爆破法挖除保护层,开挖⾄邻近基础⽔平建基⾯时,预留岩体保护层,其保护层的厚度由现场爆破试验确定。根据以往类似⼯程的经验,保护层厚度H≥25D(D是分段爆破炮孔底部的装药直径),本⼯程初拟预留1.0m的保护层。⽔平建基⾯的保护层开挖均采⽤⽔平光⾯爆破法。机械施⼯后的边坡或基础,最后采⽤⼈⼯修整,直⾄满⾜施⼯图纸要求为⽌。施⼯中对出现的软弱岩层和构造破碎带区域采⽤控制爆破,并按照施⼯图纸和技术⼈员的指⽰进⾏安全⽀护。
开挖施⼯前先开挖好永久边坡上部的截⽔沟,以防⽌⾬⽔漫流冲刷边坡。施⼯过程中,在坡脚、施⼯现场周边均开挖好排⽔沟槽和设置排⽔设施,及时排除坡底积⽔,保护边坡稳定。爆破后的⽯渣采⽤1.2m3反铲运出,暂时就近堆放,集中运出。1.爆破参数设计(1)梯段爆破参数设计
在正式开挖过程中,先认真做好爆破试验,根据爆破试验确定合理的爆破参数和起爆⽹络,严格控制单孔药量和⼀次起爆药量。根据类似⼯程成功经验,初拟梯段爆破参数如下:钻孔直径:Φ42mm药卷直径:Φ32mm钻孔间距:1.5m钻孔排距:1.5m梯段⾼度:2.0~3.0m钻孔深度:1.5~2.5m钻孔⾓度:75°~85°超钻深度:0.5m装药结构:底部集中装药堵塞长度:1.0~1.5m单孔药量:0.6~0.9Kg炸药单耗:0.35~0.55Kg/m3
起爆⽹络:孔间顺序微差“V”型起爆⽹络。
(2)预裂爆破参数设计
预裂爆破超前梯段爆破75~100ms。预裂爆破参数亦通过爆破试验确定,根据类似⼯程经验,初拟爆破参数如下:钻孔直径:Φ40mm钻孔间距:0.8钻孔⾓度:按设计边坡药卷直径:Φ32mm不耦合系数:2.0装药结构:间隔装药
线装药密度: 250~300g/m(底部1.0 m范围按1200g/m)堵塞长度:0.6~0.8m
(3)距预裂⾯第⼀排缓冲孔爆破设计
缓冲孔与梯段爆破孔⼀起爆破。缓冲孔爆破参数由爆破试验确定,根据类似⼯程经验,初拟爆破参数如下:钻孔直径:Φ42mm钻孔间距:0.8m
钻孔深度:不超深,由试验确定距预裂⾯距离:0.8~1.5m药卷直径:Φ32mm不耦合系数:2.0堵塞长度:0.8~1.0m2.保护层开挖施⼯⽅法
为保证各建基⾯的完整性,预留0.5m厚的保护层。
根据本⼯程地层岩性的特点,为了确保施⼯质量,对基底建基⾯预留保护层的开挖拟定采⽤⽔平光⾯爆破⽅法;采⽤⼿风钻钻孔,沿⽔平建基⾯设计开挖线布置⼀排⽔平光⾯孔,以上部分⼩梯段垂直爆破采⽤不⼤于42mm孔径,炮孔孔底距建基⾯不⼩于30cm,每循环进尺2.5m。控制最⼤单段起爆药量不超过20kg。为加快⽔平建基⾯开挖进度,多布置⽔平保护层开挖⼯作⾯。先期开挖⽔平建基⾯保护层中部,形成开挖先锋槽,然后开挖先锋槽两侧的保护层。其爆破参数亦通过爆破试验确定,根据类似⼯程经验,初拟爆破参数如下:(1)⽔平光爆孔循环进尺:2m钻孔直径:Φ42mm钻孔间距:0.5m钻孔深度:2.5m药卷直径:Φ32mm堵塞长度:0.5m
正常段线密度:180~220g/m
上部⼩梯段垂直爆破孔采⽤毫秒塑料导爆管逐排起爆;光⾯孔采⽤导爆管连接,并迟于⼩梯段垂直爆破孔25ms起爆。爆破后⽯渣采⽤反铲集渣,然后装15t⾃卸汽车运输出渣。3.3硐室⽯⽅洞挖
引⽔洞及其上下游侧引⽔洞洞⾝围岩为Ⅱ~Ⅳ类,多为混合花岗岩,岩质坚硬,节理中等发育,岩体较完整,多显微风化状态和少量弱风化状态,局部受断层影响,岩体较破碎。其开挖断⾯型式为3.2×3.2m的圆拱直墙式,采⽤光⾯爆破开挖。3.3.1施⼯程序
根据⽬前⽯⽅洞挖正常循环作业,施⼯程序为:施⼯准备→施⼯测量→画出周
边轮廓线及中⼼⾼程→布孔→钻孔→装药连线→起爆→排烟→排险→出渣、清底→下⼀循环。3.3.2爆破参数1.炮孔数⽬
炮孔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、洞成型的好坏。暂按下式计算炮孔数⽬,在施⼯中,根据具体情况再作调整,以达到最佳爆破效果。炮孔数⽬N,按下式计算:N=q×s/rη
式中:q——炸药单耗量,取q=1.30kg/m3S——开挖⾯积,S=7.0m2
r——每⽶长度炸药的重量,取r=0.75kg/mη——炮孔装药系数,取η=0.7经计算,N=18。2.每个炮孔的装药量Q1=η×L×r
式中:η——炮孔装药系数,取η=0.7L——孔深,L=2.5m
r——每⽶长度炸药量,r=0.78kg/m经计算Q1=1.37取Q1=1.35kg
Q 2=η×L×r=0.7×3.2×0.78=1.75kg 取Q2=1.8kg3.光⾯爆破参数
针对各类岩⽯初次选⽤下表爆破参数,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=(6~10)d=(6~10)×42mm=252~420mm最⼩抵抗线W=500mm
密集系数m=a/W=0.50~0.84。爆破参数表
洞挖爆破布孔⽰意图
说明:图中尺⼨以厘⽶计。3.3.3钻爆施⼯⽅法1.施⼯准备
出渣结束后,⽴即对⼯作⾯进⾏清理,⼈⼯清理底孔炮位,满⾜钻孔施⼯条件,同时布置好照明、排⽔、供风设施等,并及时平整道路,使钻机能够就位。2.施⼯测量
为满⾜设计断⾯要求,每个循环钻孔前必须采⽤全站仪对开挖掌⼦⾯进⾏全断⾯测量放样,测出断⾯开挖轮廓线,⽤红油漆标在开挖⾯上,并测出洞顶中⼼线、两侧起拱点(腰线)及钻孔⽅向等施⼯控制点,测量⼈员向施⼯⼈员进⾏交底,并在断⾯上标出,同时将上个循环断⾯的超⽋挖情况说明,⽋挖⽴即处理,严格控制超挖。3.布孔
爆破⼯程师根据揭露的岩⽯情况、测量交底、按爆破参数以及爆破监测成果,填写爆破参数表,交底⾄现场施⼯员、钻爆队,并组织布孔。炮孔孔位⽤红油漆在开挖⾯上标出,由施⼯员组织施⼯。4.钻机就位
测量完成后,钻孔⼈员、YT28型⼿风钻就位,准备开钻。5.钻孔、验孔
⼀切交底确认⽆误后进⾏开钻。钻孔过程中,施⼯员要逐⼀检查每个钻孔⾓度、深度及间排距等控制要点,经检查不符合要求的钻孔,需要进⾏处理或重新钻孔。钻孔完成后,由质检⼈员检查炮孔孔深、间排距、⾓度等,查看与设计是否相符,填写炮孔检查记录,上报爆破⼯程师。6.装药、联⽹、起爆
炮孔验收合格后,由爆破员按操作规程采⽤⼈⼯进⾏装药、堵塞。严格按爆破设计要求进⾏装药,采⽤炮泥等柔性材料对炮孔进⾏堵塞,并⽤炮棍轻轻捣实。装药、堵塞完成后,按设计联⽹。爆破⽹络要处于松弛状态,不要拉得太紧,要有⼀定的拉伸余地。联⽹结束后,要检查复核整个⽹络,避免漏装漏联。爆破前进⾏清场警戒,施⼯⼈员清离洞⼝,机械设备做好安全防护,并预警三次,第三次预警结束,确认⼀切准备⼯作完毕后,由爆破员点⽕起爆。
7.为降低洞内粉尘浓度,开挖采⽤湿式钻孔,爆破时喷⽔雾降尘,出渣时向渣堆洒⽔,并保持路⾯湿润。8.爆破后安全检查及处理
待烟尘消散后,爆破员进⼊作业⾯进⾏检查,发现瞎炮、拒爆及时处理。待确定安全后解除警报、警戒,采⽤⼈⼯配合反铲进⾏安全处理。9.出渣
根据本⼯程实际情况及以往施⼯经验,洞内运输拟采⽤有轨运输⽅式。
(1)材料选择:为保证运输安全,提⾼运输速度,钢轨采⽤24Kg/m钢轨,枕⽊采⽤12cm×15cm⽅⽊,枕⽊布置间距为0.7m,每根枕⽊长为1.2m。(2)轨道布置⽅案:
1)单线布置:轨距762mm。
2)距作业⾯30~80m开始设置菱形浮放道岔,以利矿车调度使⽤。3)每隔200m布置⼀条会车道。
洞内出碴采⽤电动扒渣机配合V型轨道式矿车辅助轨道式电瓶车以提⾼和加快出碴速度,弃渣经过轨道直接运⾄洞挖卸⾄弃渣场,洞外渣场采⽤1.2m3反铲配15t ⾃卸汽车运输定期进⾏清理。出碴完毕后,⼈⼯处理迎头⾯安全,并清除掌⼦⾯下部残碴,为下⼀循环的开挖创造条件。3.3.4钻爆施⼯技术要求1.钻孔质量要符合下列要求:
(1)钻孔孔位要根据测量定出的中线、腰线及孔位轮廓线确定;
(2)周边孔在断⾯轮廓线上开孔,洞轮廓线的孔距误差宜⼩于50mm,炮孔外偏斜率不应⼤于50mm/m,孔深误差不宜⼤于100mm;沿轮廓线调整的范围和掏槽孔的孔位偏差不⼤于5cm,其它炮孔的孔位偏差不⼤于10cm;(3)炮孔的孔底要落在爆破图规定的平⾯上;
(4)炮孔⽅向要⼀致,钻孔过程中,要经常进⾏检查,对周边孔要特别控制好钻孔⾓度;(5)炮孔经检查合格后,才可装药爆破。2.光⾯爆破效果要达到下列要求:
(1)残留炮孔痕迹要在开挖轮廓⾯上均匀分布,炮孔痕迹保存率:⼀般硬岩不少于80%,中硬岩不少于70%,软岩不少于50%;
(2)相邻两孔间的岩⾯平整,孔壁不能有明显的爆震裂隙;相邻两茬炮之间的台阶不应⼤于20cm;(3)钻孔爆破要保证已建完的混凝⼟衬砌和⽀护结构免遭损坏;
(4)本隧洞属⼩断⾯隧洞,开挖断⾯有结构要求的部位不允许⽋挖,⽆结构要求的部位⼀般不允许⽋挖,洞⾝开挖半径的平均径向超挖值不得⼤于20cm,不良地质条件下的容许超挖值,由现场技术⼩组研究确定。(5)其它钻孔爆破要求参见爆破施⼯⼯艺⽅法。3.3.5特殊情况施⼯1.严重渗⽔处施⼯
洞挖施⼯过程中必须加强渗⽔处的地质监测,根据围岩状况确定合理的开挖⽀
护⽅案。对于地下⽔主要采取排、引、堵、截等⽅式进⾏处理。观察渗⽔部位出⽔的渗⽔点,对渗⽔点打排⽔孔进⾏引、排,钻孔孔径50mm,钻孔深度视地质情况和渗⽔情况⽽定,在孔⼝安装埋设导管排⽔,导⽔效果不好的含⽔层设排⽔盲沟,对淋⽔处可设截⽔圈排⽔。顶拱部位的排⽔设施沿开挖周边引⾄侧墙底部⼟妥善引排。2.塌⽅的预防与处理(1)塌⽅前征兆:
1)监测设施所反映的围岩变形速度或数值超过允许范围;2)喷混凝⼟产⽣纵横向的裂纹或龟裂;
3)隧洞顶拱、侧墙发现掉块或⽀撑间隙不断漏出碎⽯等;4)⽀撑变形或折断;
5)岩⽯的层理、节理缝、裂隙等变⼤或张开;6)隧洞渗⽔、滴⽔突然加剧或变浑。3.预防措施:
防⽌塌⽅是确保隧洞开挖质量和安全的特等⼤事,开挖⽀护施⼯必须以预防塌⽅为核⼼,必须认真对待。⼀定要严格执⾏设计标准、设计施⼯规范、设计图纸等,根据地质变化情况因地制宜地确定开挖⽀护施⼯⽅案。开挖前早预报、早超前⽀护,开挖后早⽀撑、早锚喷、强⽀护,做到宁早勿迟、宁强勿弱,勤检查、勤监测,发现围岩变化异常,⽴即采取有效措施及时处理。
4.塌⽅处理:
开挖过程中,⼀旦出现冒顶塌⽅情况,⽴即停⽌施⼯,疏散施⼯⼈员,并上报监理⼈,分析情况,及时制定处理⽅案。根据我单位多年洞挖施⼯经验,塌⽅处理⾸先对塌⽅相邻段加强⽀护,以控制塌⽅的发展和蔓延,⽽后对塌⽅体采⽤超前管棚等⽅法⽀护、注浆、灌浆,再进⾏锚喷⽀护,然后进⾏钢⽀撑加挂⽹喷混凝⼟⽀护。施⼯过程中要不间断的进⾏监测,发现异常⽴即停⽌施⼯,重新研究⽀护⽅案。所有⽀护⽅案必须先进⾏研究、设计,严格按照设计施⼯。待⽀护完成确保围岩稳定后,⽅可继续施⼯。5.超前勘探施⼯
为确保开挖后洞室安全稳定,开挖遇不良地质段时,必须谨慎施⼯。为查清未开挖岩体的地质情况,及时确定开挖断⾯尺⼨和⽀护措施等,可先进⾏勘探孔或勘
探洞施⼯。超前勘探孔或勘探洞的位置、长度、数量等与监理⼈共同商定后组织施⼯,施⼯时详细勘察围岩状况、记录钻进情况并钻取岩芯等,及时收集整理超前勘探资料并报送监理⼈。最后按监理⼈指⽰要求进⾏开挖施⼯。依据围岩监测资料和超前勘探资料等,可随时分析洞室围岩的稳定性,及时进⾏相应⽀护施⼯,对有可能发⽣塌⽅的危险情况,能及时采取紧急措施快速⽀护,尽最⼤可能避免塌⽅现象发⽣。6.地质不良地段开挖与⽀护
施⼯过程中,通过地质条件差地段时,采取“短进尺、弱爆破、强⽀护”紧跟作业⾯的施⼯⽅法,开挖循环进尺不得⼤于1m,严格控制瞬时起爆药量。在开挖过程中,时刻监测、观察围岩变化情况,必要时采取钢⽀掌⽀护。
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