工程隧道水压爆破.doc

隧道水压爆破施工设计
1。爆破原理
隧道水压爆破是利用在水中传播的爆破应力波对水的不可压缩性，使爆炸能量经过水传递到炮眼围岩中几乎无损失，十分有利于岩石破碎。同时，水在爆炸气体膨胀作用下产生的“水楔”效应有利于岩石进一步破碎，炮眼中有水可以起到雾化降尘作用，大大降低粉尘对环境的污染。
（1）炸药在爆炸时产生的冲击波，在水中的衰减速度要远远小于在空气中衰减的速度。所以在炮孔底部加入一定量的水袋,使炸药产生的冲击波通过水袋直接作用在岩石上，大大的减少了炸药能量的消耗,提高了炮眼利用率。
（2）炮眼中的水袋，在炸药爆炸的作用下，会产生“水楔"效应，有利于围岩的进一步破碎，减少爆破产生的大块率。堵塞水袋在爆炸的作用下会产生雾化作用，可以吸收粉尘，降低爆破后的粉尘浓度，减少了爆后对环境的污染。
（3)由于采用了炮泥加水袋堵塞，避免了炸药能量的外泄，炸药能量充分利用在爆破岩石上，使得爆破效率提高,减少了炸药的消耗，提高了隧道开挖的经济效益.
2.水压爆破设计
水压爆破设计与传统的隧道光面爆破设计方案基本相同，只是在装药结构和炮孔堵塞上进行了适当的调整。
2.1 爆破器材
根据施工中常用的爆破器材、现场设备的选用，以及水压爆破的特殊要求，爆破器材选用直径为32的防水乳化炸药，并采用电雷管和导爆管雷管作为起爆器材。炮孔内所用水袋及堵塞材料都由专用机械加工而成，长度约为20cm。
2.2光面爆破参数的确定
2.2.1孔距
根据现有设备，炮眼直径为d=40mm,所以周边孔间距a=（8～16）d=32～64㎝。
2。2.2不耦合系数与光爆层厚度
光面爆破的不耦合系数λ=d0/d(d0为装药直径）在0。8～1之间变化，当λ变小时，孔壁上的最大切向应力减小,爆炸波作用时间延长，有利于应力叠加和应力集中，产生拉伸裂隙， 而不宜产生粉碎。生产实践表明,增大不耦合系数，采用空气间隔装药，可以消除压碎破坏,控制放射状裂隙的产生，提高炮孔的残留率。根据最小抵抗线与炮孔间距的关系：光爆层厚度w=a/λ。
2.2。3周边眼延米装药量
周边眼装药量：q1=cwa=0。06~0.15㎏/m
式中：c-爆破系数,在通常情况下，c=0。2～0。5㎏/m3；
2。3钻爆设计示意图
钻爆设计示意图如图3—1所示
3。装药方法、装药结构及炮孔堵塞
3.1 装药方法
采用人工用木制炮棍装药,由施工人员将药卷逐个装入炮孔，并用炮棍轻轻捣实，避免药卷之间间隔较大,影响传爆。在装药过程中严禁大力用炮棍捣实炸药，防止用力过猛后使水袋破裂或使装药密度过大，造成炸药压死拒爆。
图3—1 钻爆设计示意图
3。2装药结构
(1）周边眼采用空气间隔、不耦合装药，采用导爆索起爆，将导爆索插入空底药卷内,炸药均匀分布装入炮孔内。为克服底部炮眼的阻力，一般将底部药量稍微加大在装药前先在炮眼孔底装入长约20cm的一节水带，并在装药结束后再装入2节水袋，再进行堵塞。（如图4—1）.
图4—1 周边眼装药结构示意图
（2）掏槽眼、辅助眼、底边眼等采用连续耦合装药,雷管埋入孔底药卷,聚能穴朝孔口方向.在装药前先在炮眼孔底装入长约20cm的一节水带,并在装药结束后再装入2节水袋，再进行堵塞.其结构如图4—2。
图4—2 掏槽眼装药结构
3。3网络设计及起爆方法
起爆网络采用簇连法，俗称一把抓起爆法.就是每个炮孔内装一发延期导爆管雷管，然后将导爆管连成一把后,用2发8号电雷管起爆.连接好网络后，等待其他施工人员撤离到警戒线以外后,由爆破员用起爆器在安全避炮点起爆
3。4 起爆顺序
为满足光面爆破的要求,先起爆掏槽眼,为其他炮孔提供临空面，再起爆辅助眼、内圈眼,最后起爆周边眼、底眼.为了保证各类炮眼之间的起爆时差，增强起爆效果，在选用毫秒雷管时一般隔段使用，即选用1＃、3＃、5＃、7＃、9＃、11#、13#等。
4.施工控制
4.1 测量控制
首先使用全站仪定出隧道的轴线与圆心,再以半径长在掌子面用红油漆画出开挖轮廓线,最后根据炮眼布置图画出炮眼位置,周边眼 和掏槽眼的位置要求更加精确。
4。2 定位与钻孔
根据隧洞开挖断面尺寸,事先制作一台简易钻眼工作架,工作架的高度要适合工人操作要求,开眼的位置要求尽量不偏离设计炮位.其中周边眼和掏槽眼由技术的人员负责，使钻眼达到“准、平、直、齐”的要求，尤其要控制好以下几点：
（1)控制眼门误差和眼底误差，不大于5㎝;
（2)周边眼沿轮廓线调整误差不大于5㎝，2外插脚控制在20~30 ，眼底控制不超出开挖轮廓线10㎝;
（3）除掏槽眼较深外，其它眼底落在同一垂直面上。
4.3 清孔
炮眼钻好后,用高压气体进行清孔，将孔中的钻渣、小石渣清除干净后按设计装药、起爆。
4。4 爆后检查及盲炮处理
响炮30min后方可进入爆区检查，并对爆堆的形状大小、残孔率、飞石最大距离及盲炮情况进行现场记录，掌握一手资料,适时对爆破参数进行调整.
如发现盲炮应立即通知专职爆破员进行处理，处理方法为：
（1)二次起爆法：若是由于起爆网络连接不良造成的盲炮，可重新连线起爆；
(2)诱爆法：对于不能二次起爆的盲炮,如果周围环境允许,可准确判明装药的具体位置，在原装药孔附近平行原装药孔进行钻孔，装入少量炸药，利用小装药将其诱爆；
（3）人工排除法：采用高压风吹出堵塞物，取出起爆雷管及炸药。
在处理盲炮时无关人员不得在场，并在危险区边界设置警戒，危险区内禁止进行其他作业. 盲炮处理后应仔细检查爆堆，并将残留爆破器材清理干净。
4。5 炸药退库
在爆破结束后,炮工离开施工现场前,由爆破员将现场剩余火工品回收干净,并退回库房登记，做到账账相符，账物相符。