小型洞室爆破施工组织设计方案

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发布时间：2021-08-13

资料介绍

附件：替代方案—峒室爆破方案
为了加快施工进度，在本工程局部区域可以适当进行一些小型洞室爆破施工，如3、4、5等3个区域，开挖深度较厚，比较适合洞室爆破要求。
1、洞室爆破施工基本原则
(1)洞室爆破需有较好的作业面，即先用深孔爆破将＜10m的部分先行开挖，然后设计洞室。
(2)根据岩石情况，W/H选择在0.6～0.8。
(3)洞室爆破主洞深控制在40～50m以内，即每次爆破方1～2排药室，前后排微差起爆。
2、洞室控制爆破设计
(1)最小抵抗线W=8～20m
(2)药包间距a=(0.9～1.1)×(W1+W2)/2，其中W1、W2为相邻两个药包的最小抵抗线。
(3)爆破作用指数
最小抵抗线W指向自然坡时取n=0.5，最小抵抗线W指向前排药包的破裂线时取n=0.55。
(4)标准抛掷爆破的单位用药量K值
在本工程中，对于板岩、石英砂岩取K=1.2～1.5kg/m3，岩石风化严重时取小值。K值要根据导洞开挖时对岩性的观察和分析，以及小规模试验炮的爆破效果进行适当的调整。
(5)装药量计算公式
Q=f(n)·f(α)·K·e·W3
式中：K—标准抛掷爆破岩石单位用药量，取K=1.32～1.5kg/m3；
e—炸药换算系数，2#岩石硝铵炸药为1.0，铵油炸药为1.10；
W—药包的最小抵抗线(m)
f(n)=(0.4+0.6n3)；
n—爆破作用指数；
f(α)=0.5+(0.25+4α3×10-6)0.5
α—地面坡角的自然坡度(度)。
(6)上破裂半径
R′=(1+βn2)1/2×W
式中：β—地面自然坡度修正系数，β=1+0.016(0.1α)3
α、W的意义同前。
(7)压缩圈半径R1
R1=0.062(μQ/△)1/3
式中：R1—药包压缩圈半径(m)
Q—药包的装药量(kg)
△—炸药的密度(g/cm3)，铵油炸药△=0.85，2#岩石销铵炸药△=0.9；
μ—介质的压缩系数，对于坚硬岩石取μ=10。
(8)边坡保护层厚度ρ
按常规设计
ρ=R1+1.7B
式中：R1—压缩圈半径(m)；
B=边坡侧药室宽度的一半(m)。
在本工程中，对于场坪部分，边坡全部采用小孔径深孔预裂爆破，并且预留厚度为15～20m的保护层，远远大于常规设计的边坡保护层厚度ρ值。
(9)装药结构
选用混合装药结构，8～10%的2#岩石铵梯炸药(或岩石乳化炸药)用作起爆药，装在中间，90～92%铵油炸药装在四周，见图1《洞室爆破装药结构示意图》。
3、起爆方法和网路设计
(1)起爆方法
采用塑料导爆管复式起爆网路，药包内采用较高段别的非电毫秒雷管，孔外或洞外网路联接采用塑料导爆管和非电毫秒雷管，将整个塑料导爆管起爆网路按设计联接完毕后，最后绑两发电雷管，用电力起爆器起爆。
(2)洞室爆破网路设计
每个药室内装4发高段别非电毫秒雷管，每2发雷管做一个起爆体，4根导爆管引出洞外，在洞外用较低段别的非电毫秒雷管和塑料导爆管联接成大间隔等微差复式网路，先后起爆药包微差间隔时间为110～200毫秒。起爆网路见图2《洞室爆破起爆网路示意图》。
4、洞室爆破钻爆施工组织设计
(1)平洞开挖断面设计
平洞断面设计成梯形，主洞顶宽0.8m，底宽1.4m，高1.8m，支洞顶宽0.8m，底宽1.2m，高1.4m。平洞底面设计成0.5～1.0%的斜坡，洞口低，以利于洞内排水。
药室为长方体，体积按V=KV·Q/△计算。KV为药室扩大系数，取1.4～1.5；Q为药室总装药量(t)；△为炸药密度(t/m3)。
(2)平洞开挖钻爆设计
整个开挖断面共布置10～14个炮眼，其中掏槽眼5～7个，顶眼2～3个，底眼3～4个，钻眼斜率为15%，见图3与表1。
表1 平洞开挖炮眼布置表
炮眼编号炮眼种类数量(个) 眼深(m) 药量(卷) 起爆顺序
1 掏槽眼 5～7 1.5 4～6 1
2 顶眼 2～3 1.3 3～4 2
3 底眼 2～3 1.3 3～4 3
说明：1、钻眼斜率为15%，倾斜方向见图3；
2、每循环钻眼10～14个，总装药量9～12kg。
(3)平洞堵塞设计
平洞堵塞原则是：每个药室口堵3m，丁字或十字路口堵3～4m，各导洞口加强堵塞处，堵塞长度为6～7m。总堵塞量约为导洞总长的25%～30%。堵塞材料为碎石渣或粘土，洞内堵塞处以石渣为主，洞口以粘土为主，见图4。
堵塞时一定要特别注意保护好洞中的导爆管，方法有两种：(1)在导洞壁钉钉子或木棍，将导爆管挂于洞壁，并在堵塞段用塑料袋和草袋将导爆管包好；(2)在导洞底角挖一道小沟槽，将导爆管放于沟槽内，用黄土埋好。
(4)导洞开挖施工组织设计
1)危险品仓库
危险品仓库应经当地公安部门同意后，建立在爆破区附近安全的地带，储存日常小爆破所需的爆破器材。大爆破所需的炸药在爆破前联系落实后在指定时间内直接运到工地，并马上装入药室，不能当天及时装入药室的则用临时仓库储存或用防雨盖布覆盖，并派专人看守。
爆破器材的运输、储存应严格遵守《爆破安全规程》的有关规定。
2)主要机械配备
为充分利用空压机，导洞开挖施工安排要尽量做到交叉作业，所有的工作面应尽量在钻爆、通风、出碴三道工序上均匀分配。
9m3/min的内燃空气压缩机 3台
手持风动凿岩机 10台
手推胶轮车 20辆
风管、水管若干
以上设备中的易耗品应根据工程进展需要及时配备。
3)劳动组织
导洞及药室开挖分钻孔、爆破、通风、出碴等工序。每个工作面钻孔爆破设2人，出碴设3人，一共5人。
在导洞及药室开挖过程中，要注意劳动力的合理调配，劳动强度高、工作时间长的工序应适量增加一些人员，轮班作业。建立工地值班制度，设置工地值班员，负责工地的安全、工序之间的衔接工作。
4)施工进度
导洞掘进按三班作业制进行，平均每8h一个循环，一天完成2～3个循环。
导洞开挖每循环钻孔10～14个，钻孔深度1～1.5m，预计进尺1.2m，每天按3个循环计算，则每个工作面日进尺3.6m。每次爆破最长主洞控制在40～50m以内，以缩短平洞开挖时间，则开挖主洞需要工期为50/ 3.6=13.9≈14天，再加上支洞和药室的开挖约6天时间，则每次爆破开挖时间不超过20天。
5)导洞、药室开挖的注意事项
①爆破员、安全员以及爆破工作人员都须有相应的证件，无证人员不能上岗。
②爆炸物品的领取、分发须有专人负责，做到当天使用当天领取，没有用完的及时退回库房，不得私自出卖、送人。
③洞内进行爆破作业