钻爆设计施工方案

新建敦煌至格尔木铁路DGGSZQ-3标段当金山隧道二号斜井工区

钻爆专项施工方案

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中铁十七局集团敦格铁路项目经理部二分部

二0一三年五月七日

当金山隧道二号斜井工区钻爆施工方案

一、工程概况

当金山隧道位于甘肃省阿克塞县境内，北侧为阿克塞盆地，南侧为柴达木盆地。线路在长草沟以20.14Km的隧道穿越祁连山-阿尔金山的分水岭当金山(隧道进口高程为2864.83，出口高程为3107.00)，线路出隧道后接入当金山车站。隧道起讫里程：DK194+980～DK215+120，全长20.14Km。全隧道设置3座无轨运输斜井、局部贯通平导，岭脊段施工通风困难，进口端及出口端各设1座通风竖井。2#双车道斜井长度2624米，双车道净空尺寸7.5m*6.2m(宽*高)。全标段以Ⅲ、Ⅳ级围岩为主，其中Ⅲ级围岩1510米，Ⅳ级围岩966米，V级围岩148米。2#斜井与平导相交，交点里程PDK207+500，斜井底高程=内轨顶面高程-0.65m。

二、地质条件

(1)地层岩性

当金山山区基岩裸露，仅在山体南北两侧及山间断陷盆地中有第四系地层覆盖，隧道洞身主要通过细角砾土、云母石英片岩、花岗岩、绿泥石英片岩。

(2)地质构造

①由于该隧道处于阿尔金山脉和祁连山脉的结合部位，断裂构造发育，隧道共通过10条断层，其中区域性断裂2条(F4、F5)，次级断裂8条、这

些断裂大多在沟谷内形迹明显，部分断裂地表被第四系覆盖，地貌上比较明显。

②褶皱

志留系地层中向斜与背斜构造发育。线路多以大角度穿过。褶皱核部和两翼均为石英片岩，背斜和向斜两翼岩层产状变化明显，局部小褶皱及褶曲发育。

③节理及节理密集带

隧道通过区地层受地质构造影响严重，岩体节理发育，多“X”型，将岩石切割成块状。

三、主要施工方法

(1)洞门、明洞

洞门、明洞采取人工配合挖掘机、装载机开挖，岩石段采用钻孔爆破掘进，采用钢筋混凝土整体浇筑，浇筑采用整体式混凝土台车，泵送混凝土浇筑。

(2)洞身开挖、支护

①单线隧道Ⅱ级围岩采用全断面法施工，Ⅲ级围岩采用全断面法，Ⅳ级围岩采用台阶法，Ⅴ级围岩采用短台阶留核心土法施工。双线车站隧道Ⅳ级围岩采用短台阶法施工，Ⅴ级围岩采用三台阶法，必要时预留核心土法施工。

②斜井及平导开挖：Ⅱ、Ⅲ级围岩采用全断面施工，Ⅳ级围岩采用全断面或台阶法施工，Ⅴ级围岩采用台阶法施工。

③竖井井口段Ⅴ级围岩地段采用钻爆法施工，其余地段待平导施工过竖井位置后采用反井钻机施工。

④爆破采用光面爆破、预裂爆破等施工工艺，非电毫秒雷管起爆。

⑤无轨运输出砟采用挖掘机配合装载机装碴，自卸汽车运砟，有轨运输采用挖装机配合梭式矿车装砟，梭式矿车利用钢轨将砟运往洞外。

⑥初期支护采用凿岩机钻孔，锚杆支护，悬挂钢筋网及湿喷射混凝土支护。

⑦隧道支护采用复合式衬砌，洞口段采用大管棚超前支护围，围岩较差处采用小导管超前支护、管棚支护及格栅钢架加强衬砌支护。

⑧隧道衬砌需位于稳固地层，对于软弱松散地层，对围岩进行加固；当地基软硬不均时，根据围岩的地质特性，采用加深基础、换填等保证基础稳定的工程措施。

四、钻爆设计

钻爆作业是隧道施工控制工期、保证开挖轮廓的关键。为了充分发挥围岩的自承能力，减轻对围岩的振动破坏，本合同段隧道采用微振动控制光面爆破技术，并根据围岩情况及时修正爆破参数，达到最佳爆破效果，形成整齐圆顺的开挖断面，减少超挖，杜绝欠挖。

(1)设计原则

①炮孔布置要适合机械钻孔

②提高炸药能量利用率，以减少炸药用量。

③减少对围岩的破坏，周边采用光面爆破，控制好开挖轮廓。

④在保证安全前提下，尽可能提高掘进速度，缩短工期。

⑤按爆破设计施工，控制炸药量，减少对初期支护及临时支护影响。

(2)爆破器材选用

采用塑料导爆管、毫秒雷管起爆系统，毫秒雷管采用15段别毫秒雷管，引爆采用火雷管。

炸药采用乳化炸药(有水地段)，选用φ40、φ32二种规格，其中φ32为周边眼使用的光爆药卷，φ40为掏槽眼、掘进眼及底板眼用药卷。

(3)炮眼布置及爆破参数选择

光面爆破参数见光面爆破参数表。(附件1，附件2)

（4）钻爆作业

钻孔作业风动凿岩机钻孔，装药起爆。当金山隧道斜井采用风动凿岩机钻眼。钻爆作业按照爆破设计进行钻眼、装药、接线和引爆。如围岩出现变化需要变更爆破设计时，由爆破主管工程师确定。炮孔的装药、堵塞和引爆线路的连接，均由考核合格的爆破工负责。

①测量

测量是控制开挖轮廓精确度的关键。采用徕卡测距仪进行断面测量，定位。每循环都由测量技术人员在掌子面标出开挖轮廓和炮孔位置。

②钻孔

严格按照炮孔布置图正确对孔，以确保爆破质量。周边孔外插角采用1°～2°，炮孔相互平行，周边孔在断面轮廓线上开孔(在Ⅳ级、Ⅴ级围岩地段，周边孔在断面轮廓线内5～10cm处开孔)，周边孔对孔误差环向不大于5cm。掏槽孔对孔误差不大于3cm，其它炮孔开孔误差不大于10cm。

③装药

钻完孔后，用高压风吹孔，经检查合格后装药。装药分片分组负责，严格按爆破设计规定的装药量、雷管段号“对号入座”。爆破网路连接、检查及起爆，按照爆破设计要求及有关规定操作。

④堵塞

所有的装药炮眼均堵塞炮泥，堵塞长度不小于30cm。

(5)爆破效果监测

检查项目及质量标准主要有：断面周边超欠挖检查；开挖轮廓圆顺，开挖面平整检查；爆破进尺是否达到爆破设计要求；爆出石砟块是否适合装砟要求；炮眼痕迹保存率，硬岩≥80%，中硬岩≥60%并在开挖轮廓面上均匀分布；两次爆破衔接台阶不大于10cm。

(6)爆破设计优化

每次爆破后检查爆破效果，分析原因及时修正爆破参数，提高爆破效果，改善技术经济指标。

根据岩石节理裂隙发育、岩性软硬情况，修正眼距，用药量，特别是周边眼。根据爆破后石砟的块度修正参数。如石砟块度小，说明辅助眼布置偏密；块度大说明炮眼偏疏，用药量过大。根据爆破振速监测，调整单

段起爆药量及雷管段数。根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度，使炮眼眼底基本在同一断面上。

(7)超欠挖控制

钻爆法开挖是否经济、高效，关键是控制好超欠挖，钻爆施工中采取如下措施：

①根据不同地质情况，选择合理的钻爆参数，选配多种爆破器材，完