引水洞开挖爆破设计

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。