瓦斯隧道爆破设计(共20页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上红 石 岩 隧 道 工 区瓦斯隧道爆破设计编制:复核:批准:施工单位:日 期:目 录第一部分 技术部分第一节 工程概况.1第二节 爆破方案的选择. .1第三节 爆破参数的确定及药量计算. 2第四节 装药方法、装药结构及炮孔堵塞.3第五节 爆破效果. . . . . 3第六节 进度分析. .3第七节 爆破设计优化.4第八节 设计附图. .4第二部分 爆破施工组织设计第一节 施工方法. .7第二节 施工组织设计. . 7第三节 施工工艺流程. 8第四节 组织管理. 9第五节 安全措施. 10第三部分 爆破物品管理措施第一节 爆破物品管理措施.12第一部分:技术设计一、工程
2、概况 1、工程概况新建铁路合肥至武汉段客运专线站前工程第三标段位于安徽金寨县境内,该段控制工程红石岩隧道由中铁隧道集团二处有限公司承建。隧道进口位于位于古碑镇汪棚村,出口位于果子园乡栗湾村。红石岩隧道全长7857m,其中明洞40 m,占全隧总长的0.5%;级围岩6380 m,占全隧总长的81.2%;级围岩995 m,占全隧总长的12.7%;级围岩155 m,占全隧总长的2%;级围岩287 m,占全隧总长的3.6%。隧道道床顶面设计为人字坡。2、情况说明因红石岩隧道出口在2005年10月开始掌子面放炮后发现碴堆上出现燃烧的火焰,2005年12月用瓦斯检测仪检测出瓦斯浓度为0.5%0.7%(放炮后
3、最大浓度为1.09%),以及中国矿业大学对掌子面岩石和洞内混合气体检测结果显示均有甲烷气体存在。根据铁路瓦斯隧道施工技术规范的规定铁路隧道在勘测与施工过程中,通过地质勘探或施工检测表明隧道存在瓦斯,该隧道应定为瓦斯隧道的规定,因此本隧道应按瓦斯隧道进行爆破设计。3、施工方法隧道进出浅埋段段为级围岩采用台阶法开挖,反铲扒碴、装碴机配合20T自卸汽车出碴;、级围岩地段采用全断面开挖,钻爆法施工及光面爆破技术,出碴采用两台装碴机同时装碴,20T自卸汽车出碴。施工支护:、级围岩采用钢拱架与喷锚网支护方式,、级围岩采用喷锚网支护。富水地段、浅埋段及断层地段采用TSP超前地质预报,长管棚注浆等超前支护,采
4、用短进尺、弱爆破、强支护、早封闭,勤量测的施工原则,确保隧道安全。二、爆破方案选择1设计依据(1)、沪汉蓉通道合肥至武汉段新建工程施工图;(2)、铁路瓦斯隧道施工技术规范;(3)、中华人民共和国爆破安全规程(GB7622-86);(4)、公安部爆破作业人员安全技术考核标准;(5)、中铁隧道集团在以往所施工的类似本工程的成功经验和资料2爆破方案选择(1)、红石岩隧道、级围岩采用台阶法施工,、级围岩采用钻爆法施工,全断面一次性开挖,一次性爆破,采用光面爆破技术。(2)、全隧、级围岩总长达7375 m,围岩为浅红色夹灰白色二长片麻岩、或浅肉红色夹褐灰白色二长变粒岩。岩质坚硬,岩性较完整,适于全断面开
5、挖。(3)、级围岩衬砌断面设计宽度13.68 m,高度10.08m、面积117.6 m2;级围岩衬砌断面设计宽度13.92 m,高度11.73m、面积132.83 m2。适宜采用多功能台架全断面开挖。(4)、断面宽度达到13 m,采用楔形掏槽方式较适宜。4爆破器材选用爆破器材名称规 格用 途雷管毫秒延期雷管18段掘进和传爆炸药直径32mm掘进三、参数的确定(1)、爆破范围的确定:、级围岩地段按全断面设计。级、级围岩地段按台阶法设计。 (2)、药包布置见炮眼布置见附图二。(3)、爆破参数确定(4)、确定炮眼深度:根据工程进度、施工机具及地质条件等综合因素掏槽眼5米,周边眼3.5米,掘进眼3.5米
6、,底板眼4米. 每炮掘进进尺必须达到33.5米.爆破率86%100%.(5)、确定周边眼间距:E=(818)d, d炮眼直径42mm,E取50 cm。(6)、确定最小抵抗线W=1.25E,取60 cm。 (7)、周边眼线装药集中度q=0.15kg/m,炮眼平均密度n=0.67个/. (8)、药量计算表(类围岩)序号炮眼名称炮眼深度(m)炮眼数量(个)雷管段别单孔装药量(Kg)段装药量(Kg)卷数重量1掏槽眼5121203362掏槽眼5102182.7273掏槽眼5123162.428.84掘进眼3.5284101.5425辅助眼3.5305101.5459二台眼3.5145121.825.21
7、0底板眼4156162.43611底板眼427162.44.813周边眼3.512650.75914周边眼3.542840.625.215合计177279(8)、掏槽孔确定:采用对称三排楔形掏槽方式,见附图四。(9)、起爆顺序和延期时间:a、起爆顺序:掏槽眼掘进眼辅助眼底板眼周边眼b、延期时间:一般掏槽眼段间延时差为50ms75ms,确保抛碴2M。四、装药方法、装药结构及炮孔堵塞.(1)、装药方法:采用人工木制炮棍或30PVC管(装药端封闭)装药,.起爆体必须专人加工,分段存放。(2)、装药结构:所有炮眼采用正向装药和连续装药结构,见附图四。 (3)、炮孔堵塞:炮孔采用人工堵塞 ,用木制炮棍压
8、紧。所有炮眼的剩余部分应用水炮泥封堵,水炮泥应用特制塑料袋装水制作而成,水炮泥外剩余部分的炮眼部分应用粘土炮泥填满封实装至孔口,严禁用块状材料或可燃性材料作炮泥。五、爆破效果(1)、开挖轮廓圆顺,开挖面整齐。(2)、爆破进尺达到设计要求。(3)、放炮出碴后,查看爆破效果,围岩上留下周边眼炮眼痕迹达80%以上。并在开挖轮廓面上均匀分布。(4)、两次爆破衔接台阶不大于15CM,未超过设计允许超欠挖范围。(5)、洞碴大小适中,直径570CM,有利于装碴机出碴。六、进度分析(1)、现场测量,每循环钻孔3.5米,掘进进尺达到3 3.5米。爆破率达86%100%(2)、每循环开挖时间5小时,出碴时间3小时
9、,进出多功能开挖台架及测量1小时,共计9小时完成一开挖循环,每月60个循环,一个月最少进尺240米。喷锚等初期支护采用另一台多功能台架与开挖平行作业不占用开挖时间。七、爆破设计优化根据每次爆破后的爆破效果,分析原因并及时修正爆破参数,提高爆破效果,改善技术经济指标。调整原则为:(1)、根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况,适当修正眼距及用药量,特别是周边眼。(2)、根据爆破后石碴的块度修正参数。石碴块度小,说明辅助眼布置偏密;块度大说明炮眼偏疏,且单眼用药量过大。(3)、根据爆破振速监测,调整单响起爆炸药量及雷管段数。(4)、根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度,爆破眼眼底基本上落在同一断面上。八、设
10、计附图 (1)、附图一:多功能台架及人员分布图(2)、附图二:炮眼布置及装药示意图(3)、附图三:起爆网络示意图(4)、附图四:装药结构及掏槽眼示意图第二部分:爆破施工组织设计一、施工方法隧道进出浅埋段为级围岩采用台阶法开挖,反铲扒碴、装碴机配合20T自卸汽车出碴;、级围岩采用全断面开挖,雷管起爆,出碴采用两台装碴机同时装碴,20T自卸汽车出碴。施工支护:、级围岩采用钢拱架与喷锚网支护方式,、级围岩采用喷锚网支护。富水地段、浅埋段及断层地段采用TSP超前地质预报,长管棚注浆等超前支护,采用短进尺、弱爆破、强支护、早封闭,勤量测的施工原则,确保隧道安全。根据铁路瓦斯隧道施工技术规范及相关法律法规
11、的规定对红石岩隧道防瓦斯突出及爆炸,通风方式采用压入式通风,通风管直径1.8米。二、施工组织设计开挖支护作业台架采用自制2台多功能作业台车(其中一台作为初期支护台架)人工手持风钻钻孔,全断面一次开挖成型(多功能台架见附图一)。采用两台装碴机同时装碴,20T自卸大车出碴。反坡地段采用30Kw抽水机反坡接力排水,反坡排水蓄水井间距500米。(一)施工方案及技术措施:(1)、成立安全瓦斯施工领导小组,负责瓦斯工作领导、组织、实施与应急处理等工作。组长:冀光华 副组长:吴沛副组长:阮清林副组长:耿伟副组长:孙兆远救护组:陈鹏施工组:梁东 机电组:许和翔剑救治组:车笔同消防组:文发民通风通电组:杨良权瓦
12、斯监测组:王林开挖支护组:何君贤方案质检组:邓应林钻探组:王超安检组:申成斌红石岩工区成立钻探组,负责超前探孔的技术人员与设备,根据钻探结果进行分析并为瓦斯段施工提供指导性方案。方案、质检组负责施工方案的确认,并结合瓦斯与地质情况适实调整施工方案,并监督执行。开挖支护组根据方案质检组的要求负责方案的现场实施。瓦斯监测组按规定监测瓦斯给其它各组,并提出预警预报。通风通电组负责隧道内通风通电保障与控制工作。消防组与救治组负责发生瓦斯燃爆之后的抢救工作,按其预案执行。安全组负责安全检查与监督,对违规操作进行处理。(2)、隧道所有施工人员全部进行瓦斯培训(由办公室人事组组织,并不得低于三期,),专职瓦
13、检员、安全员、兼职安全员(各值班队长、当班班长)等经过专业培训并且负责人要取得上岗资格证书,人力配置(由公司派专业人员,利用现有作业人员)及施工技术水平(公司安质部、工程部派人现场指挥)满足施工安全生产需要。(3)、通风方案及设备到位,相关设备正常投放使用。开挖掘进工作面至瓦斯段时,所需配套施工机械、机具及检测仪器、设施全部到位,并可投入正常使用。主要设备与仪器有罗盘仪一台、平行钻机一台,断电仪一套,便携式瓦检仪7个(每班2个),光感式瓦检仪两台等。所需工程用材料及自产半成品材料准备完毕。(4)、设立专门的抢救救护组,并对其进行相应的抢救训练,使其熟知在抢救中可能发生的各种不安全现象及预防方法
14、,非救护组成员不得在事故发生后进洞抢救。(5)、必须配备相应急救和抢救设备,并指定专人保管,经常保持其良好的状态,且抢救设备不得挪做他用。 (6)、各项施工技术指标及参数已通过相关试验检验合格,如喷射气密性砼、衬砌、仰拱配合比等。以上各项事项均应得到监理工程师的认可,一切准备就绪,随时可投入正常施工。2、施工工艺设计施工工艺设计主要包括超前钻孔、突出危险性预测、爆破设计、防突措施、开挖及支护手段等几个方面。(1) 超前钻探:根据铁路瓦斯隧道技术规范及设计文件,在上半断面(因处最前端)进入设防区开始超前钻探,即探孔深度30米,打超前探孔一个,初探瓦斯存量,对瓦斯压力各项指标进行测定,如有较大瓦斯
15、涌出或突出等,则增加排气钻孔,同时加强通风,加大加长时间排放瓦斯。(2) 开挖及支护手段:根据超前钻探和瓦斯突出危险性成果,选择全断面、正台阶法两种掘进方式,以全断面为佳。支护原则上采用自进式注浆锚杆,钢筋网、C25喷射混凝土的组合形式(详见第3条)。(3) 防突措施包括预防、治理突出措施施工安全措施等。3、施工方案:根据设计及实际情况,该瓦斯段采用全断面爆破开挖,按照“短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、勤量测”的原则稳步施工。同时做好各项安全防护措施。瓦斯段施工时应尽快施作仰拱、铺底、及二次衬砌。(1) 、全断面开挖支护:施工顺序:(全断面开挖轮廓)测量放线钻眼爆破出碴初喷(喷射气密性砼)锚杆
16、复喷(喷射气密性砼)。进入下一施工循环。分工序施工:测量放线:根据已知中线点、水平点对开挖掌子面开挖轮廓由测量组每循环进行测量放线,确保开挖断面结构尺寸正确,隧道在设计方向及位置上。钻眼:开挖工作面附近20米风流中瓦斯浓度必须小于1.0%,当超过此限值时,所有作业人员停止钻孔作业,检查并处理,其浓度小于0.5%后方可继续施工;钻眼方式采用湿式钻孔,钻孔最小深度不小于0.6米。分队作业人员依据测量开挖轮廓,根据爆破设计原则对开挖掌子面进行布眼,布眼时应注意掏槽眼位置、角度、深度,以保证开挖进尺效果(本隧道全断面开挖一般采用斜眼掏槽形式);周边眼应控制其间距,并严格控制外插角度,防止出现超欠挖情况
17、;底板眼下插角度应控制并保持一致,以防止底板不平整影响正常施工;所有钻孔均必须控制其眼底深度,以保证开挖掌子面平齐。钻眼过程中应随时观察围岩变化情况,当遇有异常情况时(如在钻孔时发生喷孔、顶钻、夹钻等动力现象时),立即通知相关人员进行检查处理后方可继续施工。爆破:(1)严禁反向装药,雷管以外不得装药卷。所有炮眼的剩余部分应用水炮泥封堵,水炮泥用特制塑料袋装水制作,严禁用块状材料或可燃性材料作炮泥。(2)装药与爆破作业应保证:爆破地点20m内风流中瓦斯浓度低于1%;通风风量足,风向稳,局扇无循环风。(3)震动放炮时,回风系统内的电气设备必须切断电源。(4)放炮时,隧道内同时停止施工并停电,全部人
18、员撤出洞外,且人员及机电设备均不要正对洞口。(5)放震动炮由总工程师统一指挥,并由救护人员在指定地点值班。爆破前,必须确认所有人员已全部撤至安全地点,方准下达起爆命令,爆破工接到起爆命令后,必须先发出爆破警号,至少再等5s,方可起爆。放炮后至少经30min后,应由救护人员携带防毒面具和自救器到工作面对爆破效果、瓦斯浓度等进行检查,确认安全后通知送电、开动局部通风机。(6)为减少放震动炮诱导的突出强度,可采用挡拦设施。出碴:利用装载机配合自卸式汽车运输出碴,由于是无轨运输,要求出碴汽车排气口应安装防爆装置,出碴全过程瓦斯最大浓度不得超过1%,否则立即停止出碴运输,处理后方可继续施工。出碴时,开挖
19、底部应尽量清理干净、平整,已便于开挖台架进出。初喷砼(气密性):出碴完成后,推进开挖台架时,应对开挖掌子面进行充分撬邦找顶,清除危石,消除安全隐患。由于是瓦斯段,为及时封闭围岩,防止瓦斯溢漏集聚,同时为保证施工安全,防止坍方掉块等,必须先进行初喷气密性砼。气密性砼配合比由试验室另行提供。初喷砼厚度约4cm,对凹凸不平处应尽量找平,喷射后应保证岩面基本平顺。喷C25级砼必须满足设计强度要求。锚杆:初喷砼完成后,施作径向锚杆时,级为25中空注浆锚杆(L=2.5m),环向间距纵向间距=1.5 m1.2m。级拱顶为25中空注浆锚杆,边墙为22砂浆锚杆(L=3m);环向间距纵向间距=1.2m1m。级拱顶
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