成兰铁路某合同段隧道工程水压爆破施工手册.doc

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1、目 录1、编制依据、原则及范围11.1编制依据11.2编制原则：11.3编制范围：12、工程概况23、水压爆破作业33.1工艺原理：33.2工艺流程：43.3操作要点：53.4 水压爆破设备：113.5 钻爆设计：114、质量控制134.1质量控制标准134.2质量控制要求145、安全措施14隧道掘进水压爆破施工手册一、编制依据、原则及范围1.1编制依据（1）、高速铁路隧道工程施工技术指南铁建设2010241号（2）、新建铁路成都至兰州铁路工程初步设计文件。（3）、国家及地方有关方针政策、法规及条例和国家现行行业规范、规程及验标等。（4）现场调查有关的水文地质资料；（5）公司拥有的施工工艺、施

2、工工法成果、机械设备。（6）爆破安全规程（GB6722-2011）。1.2编制原则：为了解决成兰铁路CLZQ-7标第三项目部隧道开挖过程中存在进度慢、洞内环境差、用炸药量大的难题，我指挥部在承建的隧道施工过程中，应用水压爆破技术，通过在炮孔内配置水袋和炮泥回填堵塞，以提高炸药能量利用率和炮眼使用效率，提高经济效益，保护作业环境。1.3编制范围：该施工手册编制的内容为CLZQ-7标隧道施工范围，先在茂县隧道一号斜井试验，然后再其它洞口施工中推广应用二、工程概况2.1工程简介1、茂县隧道位于茂县车站龙塘车站区间，茂县车站伸入隧道进口端，进口段合修，出口段分修。本隧道进口段位于半径6000m的右偏曲

3、线上，出口段位于半径7000m右偏曲线上，线路设计为单面上坡。轨面高程1544.4081698.183m。2、茂县隧1#道斜井起讫里程:XJ1K1+687XJ1K0+000(XJ1K0+000 =D8K128+100)，总长1687m；茂县隧道一号平导起讫里程:PD2K128+070PD2K129+870(PD2K128+070=D8K128 +070 =XJ1K0+042.426, PD2K129+870= D8K129+870),总长1800m。3、1#斜井围岩级，开挖断面44.62m261.05m2，其中级围岩级围岩 1057.6m，级围岩381.6m，级围岩251.1m。其中、级围岩使

4、用台阶法开挖，级围岩使用全断面法开挖。2.2工程地质条件2.2.1地质概况隧区属构造剥蚀低中山地貌，沟谷纵横，地形起伏较大。主要穿越志留系茂县群第五组（Smx5）绢云千枚岩夹灰岩、砂岩，奥陶系（O）灰岩、大理岩，断层角砾（Fbr），大部分为弱风化带。茂汶断裂属龙门山断裂的后山断裂，为活动断裂，与斜井相交于地表里程XJ1K0+289XJ1K0+423。受区域性断裂带影响，隧区内节理裂隙发育，岩体破碎，围岩稳定性差。地下水以基岩裂隙水、断层带水、岩溶水为主，水量丰富，断层带上盘为奥陶系灰岩，大理岩地层，易形成导水通道，断层带内可能会发生较大的涌水、突泥。XJ1L0+000XJ1L1+687变质岩较

5、多，段内地下水具有一般侵蚀性，侵蚀等级H1。2.2.2地层岩性1、绢云千枚岩夹灰岩、砂岩（Smx5）：岩性以绢云千枚岩为主，夹薄层状灰岩、砂岩。总体呈灰色-灰绿色，千枚岩为鳞片晶结构，片状构造，灰岩为隐晶质结构。薄层状构造，砂岩为细粒结构，薄层状构造，节理裂隙较发育。弱风化带，岩质新鲜，属于级软石，千枚岩为C组填料，砂岩、灰岩为B组填料。2、奥陶系（O）灰岩、大理岩：灰白色、青灰色，岩体节理裂隙发育，岩体破碎。弱风化带，属级次坚石，为A组填料。3、断层角砾Fbr：分布于断层破碎带内，呈中密-密实角砾、碎石状，局部具有弱胶结，石质成分以千枚岩、砂岩、灰岩等为主。断层带范围内均覆盖土层，平面内断层

6、破碎带范围根据断层性质及地形推测。属级软石，为C组填料。2.2.3水文地质条件隧区内主要地表水为沟水，测区山高沟深，大气降水以地表径流排泄为主，少量表水下渗。地下水以土层孔隙水、基岩裂隙水、构造裂隙水、岩溶水为主。区内裂隙发育，基岩裂隙水较丰富。地下水主要接受大气降水及喝水补给，同时也向河流排泄。三 、技术标准1、炮眼布置：对于、级围岩应用水压爆破技术施工，炮眼设计由具有爆破设计资质的主管技术人员设计，请有关专家审查，初步设计出断面布眼情况，通过两至三轮的实际爆破试验结果，再适当调整周边眼、掏槽眼的间距。凿岩采用一字纤头，直径为=40mm，则炮眼孔径为=40mm。孔深周边、底板眼为4m，辅助眼

7、4.5m，掏槽眼5m。2、安装炸药：周边眼装2.75只药卷，辅助眼装8只药卷，掏槽眼装1213只药卷，炸药在炮眼底部装好1个水袋以后开始安装。四、水压爆破作业4.1工艺原理：水压爆破是由我国著名的爆破专家何广沂教授在上世纪九十年代提出来的，其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。原理为“往炮眼中一定位置注入一定量的水，并用专用的炮泥回填堵塞炮眼”，利用在水中传播的冲击波对水的不可压缩性，使爆炸能量经过水传递到围岩中几乎无损失，同时，水在爆炸气体膨胀作用下产生的“水楔”效应，有利于岩石破碎，炮眼中的水可以起到雾化降尘作用，大大降低粉尘对环境的污

8、染。 隧道掘进常规爆破即炮眼无回填堵塞，如图1所示。因炮眼无回填堵塞而被空气充满，一旦炸药爆炸，压缩空气大大损失了击波的能量，这就相应地削弱了在围岩中传播的应力波能量，降低了应力波的强度，不利于岩石的破碎；同时，由于炮眼无回填堵塞，爆炸气体膨胀从炮眼口冲出，因而损失了膨胀气体大部分的能量，从而削弱了膨胀气体进一步破碎岩石的作用。图1: 隧道掘进爆破炮眼无回填堵塞示意图将图1中炮眼无回填堵塞部位改为图2中的用水袋与炮泥回填堵塞，这样在水中传播的击波对水不可压缩，爆炸能量没有损失地经过水传递到炮眼围岩中，十分有利于围岩破碎，由于用专门设备制成的炮泥回填堵塞炮眼，抑制膨胀气体冲出炮眼口，提高了爆炸能

9、量使用效率。图2: 炮孔填塞水袋炮眼装药结构示意图4.2工艺流程：炮孔填塞水袋爆破与隧道掘进常规爆破相比主要区别在于增加了以下两道工序：炮泥制作及水袋加工清 孔安装炸药水袋炮泥钻 孔炮泥、水袋及火工品就位连 线测画断面炮眼定位起 爆施工准备出 碴钻孔台车就位逐孔检查装药情况排险下一循环初期支护爆破设计图3: 水压爆破工艺流程图4.3操作要点：4.3.1 炮孔填塞水袋隧道爆破炮眼装药结构炮孔填塞水袋隧道爆破炮眼装药结构如图4所示：图4: 炮眼装药结构示意图L1眼底水袋长；L2炸药长；L3炮眼中间水袋；L4炮泥回填堵塞长其关系为： L=L1+L2+L3+L4 （5.2.1）4.3.2、水袋加工工艺

10、（1）原材料准备 水袋的原材料即水和塑料袋。塑料袋为常用的聚乙烯塑料，水袋长200mm，直径为35mm，袋厚约为0.8mm，水袋为厂制品直接购买使用。（2）水袋制作封口机在开动之前，先进行定量调节，调节到所需灌装容量。定量调节好了之后，打开电源，指示灯亮，调节温控调节器到适当封口温度由绿灯变为红灯时，即达到所调解封口温度(初始温度应设定为130为宜，再逐步调节升高)。在开始灌注封口前，把主开关拔上，等机器运转两次，使计量泵内吸满水，将空气排出后，把主开关拔下，塑料袋由人工用双手拇指和食指夹住套在出水管口上，按启动开关，即完成自动灌注和封口。水袋制作工艺流程如图3所示。检查封机口接通电源、预热封

11、口机（温度调节130-160）封口机空载运转2-3次水袋试封2-3次调整热封温度及压力水袋成型、密封严实不合格品、废弃处理成品水袋装箱图5:水袋制作工艺流程4.3.3、炮泥加工工艺（1）原材料准备炮泥主要采用黏土、砂和水三种材料。黏土采用干净的普通黏土，含水量控制在8%以下。最大颗粒不超过10mm，不得有草根等杂物，大颗粒要人工破碎。砂采用干净的细砂，最好使用河砂，含水量控制在3%以下。黏土和砂掺杂小碎石块时，应过筛处理，不得将石块投入料斗中，以防止小碎块卡叶片或成形器中的转动螺旋发生故障；加工炮泥的前一天，应把已筛好的泥(土)砂和水按重量配比人工拌和好，这样第二天制作成的炮泥比临时拌和的柔韧

12、性更好。（2）炮泥制作开机前，在料斗中加入已预拌和的泥砂料约20kg，然后打开电源，在转动螺旋的推压下，泥料边向前输送边挤压密实，最后在卧式螺旋输送成形器端头源源不断地挤压出来；炮泥是由黏土、细砂、水三种成分组成，三种成分的重量比例为黏土：砂：水=0.75:0.09:0.16，按照配合比例人工拌匀材料后，装入炮泥机的进料仓，开动电钮开始生产，生产出的炮泥按照20cm30cm的长度切割。制作好的炮泥放置时间不要太长，最好在使用前12小时制作好，不然会失水变硬，堵塞后影响降尘效果，如放置时间较长，可在加工好的炮泥外包裹塑料薄膜，或放置在阴凉处，用湿土工布完全覆盖保存。制好的炮泥以表面光滑、不断裂，

13、用手略微捏一捏可以变形为宜。炮泥制作工艺流程如图2所示。 原材料准备（黏土、砂、水）人工拌合(土：砂：水=0.75:0.09:0.16)PNJ-A型炮泥机次品炮泥成品炮泥装箱清洗炮泥机配合比设计设备检查计回机重做 合格 不合格图6：炮泥制作工艺流程图4.3.4炮泥机操作规程1.炮泥机司机必须由经过专项培训的操作工负责开、停，必须严格遵守设备使用说明书相关规定和操作规程。2.使用前必须检查机器及周围环境，安全确认后方可操作。3.使用前进行一次空运转，检查炮泥机各部位运转是否正常。4.炮泥机使用时，必须先在加料口内注入清水，保证炮泥机内部湿润，炮泥机 必须经洒水、浸湿并掺拌均匀，炮泥含水率必须保持

14、在20%左右。5.炮泥机由2名专职人员操作。操作时由1人先开机带动螺旋搅拌杆旋转，再用铁锨向炮泥机料斗内装入炮泥，根据成型炮泥输出速度连续装入炮泥；另一人根据炮泥长度掐制标准炮泥摆放整齐。6.炮泥产出后，通过出泥口附近的注水孔注入适量水流，保证炮泥机湿润、光滑。7.加炮泥前，如发现有石头、铁块、木块等硬物时，必须及时清除，防止影响机器正常运转或损毁机器。8.加炮泥过程中，如遇进料口不畅，必须用木棍疏通，严禁用手直接处理；炮泥在料斗中被卡或出现故障时，必须切断电源在进行处理。挤压炮泥过程中严禁倒转机器。9.严禁戴手套并用手向炮泥机料斗中直接加料；使用过程中操作人员衣角、袖口紧扎。10.机器旋转部位（如传动链及对轮）的防护罩必须齐全、可靠。11.炮泥机减速箱油位必须保证在显示窗口的2/3处，如发现减速器缺油、油质变色、混浊等现象必须及时更换。12.炮泥加工完成后，必须关闭炮泥机电源。13.每次使用后要把机器内的炮泥清除干净（把出泥口前盖卸下后，先往加料口装干土，把里面的淤泥块拱出后，再用水冲洗）。以免影响下次使用。每次使用时必须及时清理机器上洒落的炮泥及异物，保持机器表面清洁。4.3.5 水袋、炸药、炮泥装填从炮眼底到炮眼口依次装填水袋、炸药、水袋和炮泥，它们之间的连接