-隧道水压爆破施工设计经验交流材料.doc

中铁二十二局集团潼荣高速总承包指挥部一分部绿色潼荣

重庆潼南至荣昌高速公路TJ5段
隧道水压爆破施工技术
经验交流材料
中铁二十二局集团潼荣高速总承包指挥部
一分部
隧道水压爆破施工技术经验交流材料
1。研究背景
近年来，我国在不断的加大高速公路投资，桥隧比重在不断增大，尤其在我国西南地区,桥隧占的比重越来越大,随着科技和机械设备的不断更新和发展，隧道的设计长度也在不断的增加，成为施工中的重点难点工程和控制工期的工程。我公司积极响应国家及重庆市和谐环保要求，为打造绿色潼荣，特在隧道爆破施工中采用水压爆破。
目前我国隧道爆破掘进的现状是,几乎所有的隧道爆破掘进的炮眼采取无回填堵塞，或仅用炸药箱纸壳卷成卷塞入光爆眼口上,致使炸药爆炸能量大部分被浪费，炸药能量利用率低下。而“隧道掘进水压爆破”其创新点是：“往炮眼中一定位置注入一定量的水,并用专用的设备制成的‘炮泥'回填堵塞炮眼”，大大减少了炸药能量的外泄,提高了炮眼利用率，加快了隧道开挖进度，提高了经济效益.并且在炮孔中加入水袋后，炸药爆炸后对水起到了雾化作用，大大降低了爆炸时产生的粉尘,真正做到了环保施工。
2。工程概况
我项目部施工隧道4座，莲花隧道、麻杨隧道、长岗岭隧道、转洞隧道，施工单线长度总计3649米，隧道穿越地质多以泥岩、砂岩为主。围岩较破碎、节理较发育，存在一定的坍塌风险.
3。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。
4。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。
4.1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.
4.2光面爆破参数的确定
4.2。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㎝。
4.2。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.
4.2。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；
4。3钻爆设计示意图
钻爆设计示意图如图3-1所示
5。装药方法、装药结构及炮孔堵塞
5.1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
5。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
5.3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