洞身开挖钻爆设计专项施工方案(8.11)

察哈素矿井铁路专用线呼家壕隧道

洞身开挖钻爆设计 专项施工方案

编 制 人：

审 核 人：

施工负责人：

中铁二局股份有限公司 察哈素矿井铁路专用线项目经理部

2011年8月

目 录

一、编制依据、原则及范围 .............................................................. - 1 -

1.1编制依据 ........................................................................................................... - 1 - 1.2编制原则 ........................................................................................................... - 1 - 1.3编制范围 ........................................................................................................... - 1 -

二、工程概况及地质情况 .................................................................. - 2 - 三、洞身开挖施工 ............................................................................. - 3 -

3.1设计说明 ........................................................................................................... - 3 - 3.2上台阶预留核心土环形开挖法 .......................................................................... - 3 - 3.3台阶法 ............................................................................................................... - 6 - 3.4台阶法(上台阶预留核心土环形开挖法)施工工艺流程图 ................................... - 9 -

四、钻爆设计 ..................................................................................... - 9 -

4.1工艺控制要点 .................................................................................................... - 9 - 4.2施工操作要求 .................................................................................................. - 10 - 4.3爆破设计 ......................................................................................................... - 11 - 4.4光爆参数的确定 .............................................................................................. - 14 -

4.4.1半弧型洞身上台阶区段(Ⅴ级围岩) ................................................................................ - 14 -

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4.4.2梯型洞身下台阶区段(Ⅴ级围岩) .................................................................................... - 19 -

五、质量保证措施 ........................................................................... - 25 - 六、安全保证措施 ........................................................................... - 26 -

6.1隧道施工防坍安全保证措施 ............................................................................ - 26 - 6.2洞内施工安全保证措施 ................................................................................... - 26 - 6.3 防爆安全技术措施 .......................................................................................... - 26 - 6.4 高空作业的安全保证措施 ............................................................................... - 27 - 6.5机电设备安全技术措施 ................................................................................... - 27 - 6.7设置救生应急管道 .......................................................................................... - 28 - 6.7其他安全保证措施 .......................................................................................... - 29 -

七、环境保证措施 ........................................................................... - 30 -

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一、编制依据、原则及范围

1.1编制依据

①新建察哈素矿井铁路专用线呼家壕隧道实施性施工组织设计

②新建铁路察哈素矿井铁路专用线施工图 呼家壕隧道(第一册，共一册) ③《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ204-2008) ④《铁路工程施工安全技术规程》(TB10304-2009) ⑤《爆破安全规程》(GB6722-2003) 1.2编制原则

①符合国家有关工程建设法律、法规和技术标准、技术准则；符合行业及当地有关规范、标准、规定；符合招标文件和工程合同文件中的相关要求与规定。

②依据工程地质及水文地质条件，优化配置生产要素，充分利用企业及社会现有的设备和资源，合理安排施工进度(开挖循进尺)。

③参照国内外同类工程的施工技术现状，积极采用新技术、新工艺、新材料、新设备，提倡施工机械化、整体化。

④充分考虑隧道开挖钻爆出现各种突发事件、紧急情况等因素的影响，对各种突发事件、紧急情况制定针对性的预防措施、应急预案。

1.3编制范围

新建铁路察哈素矿井铁路专用线呼家壕隧道正洞及辅助坑道洞身开挖。

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二、工程概况及地质情况

呼家壕隧道位于内蒙古伊金霍洛旗新街镇东侧的张家壕～呼家壕之间，全长3843m，洞身最大埋深50米。隧址区属高原低山区，地形起伏较大，地面相对高差57m左右，进口、出口坡度较缓，进口段为砂岩，局部夹薄层泥岩，全风化～强风化，岩体呈松散结构～角砾碎石松散结构，地下水为基岩裂隙水，水量较小；出口段岩性表层为风积层，下部为砂岩，局部夹薄层泥岩，全风化～强风化，岩体呈潮湿松散结构～角砾碎石松散结构，地下水为第四系潜水及基岩裂隙水，水量较大；洞身段岩性主要为砂岩，局部夹薄层泥岩，弱风化，岩体呈角砾状松散结构，地下水为基岩裂隙水，水量较小，隧道全部位于直线上，线路纵坡为4.6‰的上坡和5.4‰的下坡。

隧道正洞起止里程为：DK5+450～DK9+293，全长3843米，进口里程为DK5+450，出口里程为DK9+293。其中DK5+450～DK8+927段全部为Ⅴ级围岩，共计3477米，余为Ⅵ级围岩。隧道进口洞门段地质属于Ⅴ级围岩，出口段属于Ⅵ级围岩。

隧道辅助坑道：1号斜井设在隧道DK7+100处，斜井长285米，与正洞线路大里程方向成35°交角，井身坡度10％，并设20米长错车带。2号斜井设在隧道DK8+150处，斜井长220米，与正洞线路小里程方向成45°交角，井身坡度10％。

地震动峰值加速度0.05g，地震基本烈度：Ⅵ度。土壤最大冻结深度1.71m。

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不良地质：风积沙，分布在隧道进口附近及DK6+695～DK9+293段，浅黄色～黄褐色，稍密～中密，稍湿～饱和，易坍塌，降水支护困难，对隧道出口的施工影响较大。

三、洞身开挖施工

3.1设计说明

1.正洞： DK9+131～DK9+293采用明挖法施工，其余Ⅴ级围岩采用台阶法施工，Ⅵ级围岩地段采用上台阶预留核心土环形开挖法施工。辅助坑道：Ⅴ级围岩采用台阶法施工，Ⅵ级围岩地段采用上台阶预留核心土环形开挖法施工。

2.隧道Ⅴ级、Ⅵ级地段采用台阶法开挖施工时，应符合如下规定： ①上台阶每循环开挖支护进尺≤1榀钢架间距。 ②边墙每循环开挖支护进尺≤2榀钢架间距。 ③仰拱每循环开挖进尺≤3米。

3.隧道Ⅴ级、Ⅵ级围岩地段、浅埋、下穿建筑物及邻近既有线地段施工开挖应按《爆破安全规程》采用控制爆破，或采用非爆破方法。

4.隧道上方地表有建筑物以及隧道下穿道路地段，施工时要求爆破震速不大于2cm/s。

3.2上台阶预留核心土环形开挖法 ①工艺原理

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施工时先开挖上半断面，待开挖到一定长度后再同时开挖下半断面，形成上、下断面同时并进的施工方法。将隧道断面分上下台阶开挖，爆破施工分两次进行，可以降低爆破对围岩的扰动，保护围岩，上半断面开挖后为下半断面的开挖创造临空面，降低炸药消耗，同时两台阶开挖可减小隧道开挖后的空间效应，初期支护能尽早施工，可发挥围岩的自稳、自承能力，获得安全的地下空间。

②施工工序如下：

A.利用上一循环架立的钢架施作隧道Ⅰ部Φ42超前注浆小导管。开挖上台阶Ⅱ部，采用挖机直接开挖，遇孤石或较硬基岩时用手持风镐凿除，尽量避免爆破对围岩的扰动。开挖完成后及时施作Ⅲ部初期支护，即初喷C25砼4cm厚，铺设φ8钢筋网，架立I18型钢钢架并设锁脚锚杆。钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。上台阶每循环开挖进尺不应大于1榀钢架间距。

B.在滞后Ⅱ部4～5m后，开挖Ⅳ部。边墙周边部分初喷C25砼4cm厚，铺设钢筋网，接长钢架。钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。下台阶每循环开挖进尺不得大于2榀钢架间距。

C.在滞后Ⅳ部一段距离后，开挖仰拱。仰拱每循环开挖进尺不得大于3m，开挖后及时喷射Ⅴ部C25砼至设计厚度。仰拱距掌子面的距离不得大于35m。

D.根据监测量测结果分析，待初期支护收敛后，灌注Ⅵ部仰拱衬砌与仰拱填充至设计高度。

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E. 利用衬砌模板台车一次性灌注Ⅶ部衬砌(拱墙衬砌一次施作)，严禁“先拱后墙”法施工。二衬作业面离掌子面的距离不得大于70m。

③“上台阶预留核心土环形开挖法”施工工序，具体参见“环形开挖施工工序图”。

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3.3台阶法 ①工艺原理 同环形开挖法施工。

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②台阶法施工工序如下：

A.利用上一循环架立的钢架施作隧道Ⅰ部Φ42超前注浆小导管。弱爆破开挖上台阶Ⅱ部。开挖完成后及时施作Ⅲ部初期支护，即初喷C25砼4cm厚，铺设钢筋网，架立格栅钢架并设锁脚锚杆。钻设径向锚杆后复喷C25砼至设计厚度。上台阶每循环开挖进尺不应大于1榀钢架间距。

B.在滞后Ⅱ部距离7～10m后，开挖Ⅳ部。边墙周边部分初喷C25砼4cm厚，铺设钢筋网，接长钢架。钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。下台阶每循环开挖进尺不得大于2榀钢架间距。

C.在滞后Ⅳ部一段距离后，开挖仰拱。仰拱每循环开挖进尺不得大于3m，开挖后及时喷射Ⅴ部C25砼至设计厚度。仰拱距掌子面的距离不得大于35m。

D.根据监测量测结果分析，待初期支护收敛后，灌注Ⅵ部仰拱衬砌与仰拱填充至设计高度。

E. 利用衬砌模板台车一次性灌注Ⅶ部衬砌(拱墙衬砌一次施作)，严禁“先拱后墙”法施工。二衬作业面离掌子面的距离不得大于70m，确保施工安全。

③“台阶法开挖”施工工序，具体参见“台阶法开挖施工工序图”。

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3.4台阶法(上台阶预留核心土环形开挖法)施工工艺流程图

超前支护仰拱、拱墙复合衬砌施工地质素描开挖质量检查合格初期支护装药、爆破通风排烟、排险初喷混凝土、锚杆、出渣不合格上部断面钻眼下部断面钻眼布置炮眼施工准备超前地质预报、测量、量测钻爆设计台架(台车)就位调整钻爆参数

结 束四、钻爆设计

4.1工艺控制要点

台阶法施工工艺流程图A.严格控制开挖轮廓线的划线精度

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每次爆破前，要精确测定出开挖轮廓线，并根据轮廓线画出各类炮眼位置。炮眼的布置根据各类围岩不同而相对应的炮眼间距不同，视现场围岩整体性和软硬程度而定。

B.严格控制钻眼和清孔的质量

根据隧道的开挖断面尺寸，开眼的位置要求不偏离设计炮眼位，周边眼不得偏离5cm，向外角度不大于1～3°，钻眼过程技术人员必须现场指导，对不符合要求的坚决不能使用，必须重新钻眼，以确保钻眼的位置和角度符合爆破设计的要求。炮眼钻好后，用高压气体进行清孔，将炮眼中的钻碴与小石碴清除干净，以确保装药顺利进行。

C.严格控制装药质量

合理选用引爆器材，装药时分片分组，由专人负责，严格按设计装药量装药和装雷管，自上而下，依次进行，注意雷管对号入座，周边眼用导爆索引爆，导爆索从拱部向两边依次并联在一起，在两底边各与一个毫秒雷管绑在一起。引爆起爆网络采用复式网络，保证起爆准确性与可靠性，联结导爆管时，注意不能打结和拉细现象，联结好后，技术人员负责检查，经检验合格后，尽快撤离人员和机械，最后引爆。

4.2施工操作要求

A.优化光面爆破设计是保证隧道质量的基本前提。通过对隧道现场光面爆破的试验，不断调整爆破设计，使光面爆破设计更符合实际情况，施工过程中要严格操作规程。

B.周边眼采用导爆索引爆，实现周边眼空气间隔装药，提高围岩自身的自稳能力。

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C.加强钻眼的现场管理。工程技术人员负责指导监督，保证钻眼的深度、方向、角度、间距按光面爆破设计的要求实施，特别对周边眼应严格控制，保证断面不欠挖，尽可能减少超挖。清碴时，准确控制好标高，使下一循环放样、钻孔准确无误。

D.对隧道光面爆破进行动态管理。预测掌子面前方的地质变化，根据不同地段围岩的性质，随时调整光面爆破的各项设计参数，争取最佳的爆破效果。

E.光面爆破能节约工程成本，加快施工进度，保证施工安全，确保隧道防水质量，提高经济效益。光面爆破断面严格按设计开挖断面要求控制，能有效控制开挖断面的欠挖和超挖，减少隧道初期支护和二次衬砌混凝土的用量，节约工程成本；圆滑、平顺的开挖断面，易于铺设防水板，在二次衬砌施工时，能有效保证防水板的平整度，确保隧道工程的防水质量。

4.3爆破设计

A.爆破作业由爆破工程师根据地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具、爆破器材等进行爆破设计。并负责进行试验、数据收集分析、参数调整、指导施工。

采用光面爆破，合理选择爆破参数，根据围岩情况合理选择斜眼掏槽。每次爆破后通过爆破效果检查，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。

B.画轮廓线并布眼：钻眼前，测量人员要用红铅油准确绘出开挖面的中线和轮廓线，标出炮眼位置，其误差不得超过5cm。在直线段，可用激光导向仪控制开挖方向和开挖轮廓线。

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C.定位开眼：采用开挖台车配合手持风钻钻眼时，台车与隧道轴线要保持平行。台车就位后风钻手按炮眼布置图正确钻孔。对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，开眼误差要控制在3cm和5cm以内。

D.钻眼：钻工要熟悉炮眼布置图，要能熟练地操纵风钻，严格按钻爆设计实施。定人定位，周边眼、掏槽眼由经验丰富的钻工司钻。台车下面有专人指挥，准确定位钻杆，以确保周边眼有准确的外插角(眼深3m时，外插角小于3°；眼深5m时，外插角小于2°)，尽可能使两茬炮交界处台阶小于15cm。同时，应根据眼口位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼深度，以保证炮眼底在同一平面上。同类炮眼钻孔深度达到钻爆设计要求，眼底保持在一个铅垂面上。

E.清孔：装药前，必须用由钢筋弯制的炮钩和小于炮眼直径。高压风管输入高压风将炮眼石屑刮出和吹净。

F.装药：装药需分片分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管要“对号入座”。所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm。

G.联结起爆网路：起爆网路为复式网路，以保证起爆的可靠性和准确性。联结时要注意：导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管连接次数应相同；引爆雷管应用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端10cm以上处。网路联好后，由有专人负责检查。

H.采用全面质量管理理念，以超欠挖和残眼率为产品质量控制点，通过加强现场全过程的工序质量控制，来达到预期的产品质量目标。

周边眼装药是实现光面爆破的重要条件，严格控制周边眼装药量，采取分段非连续装药结构。施工时采用不耦合装药结构，不耦合装药系数控制在1.4～2.0范围内。

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本工程选用乳化炸药，周边眼用φ32×200小药卷，不耦合装药，采用非电试毫秒雷管起爆。

根据技术规范，爆破设计如下：

光面爆破控制标准表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 项 目 拱部平均线性超挖量(cm) 边墙平均线性超挖量(cm) 仰拱、隧底平均线性超挖量(cm) 拱部最大超挖量(cm) 仰拱、隧底最大超挖量(cm) 两炮衔接台阶最大尺寸(cm) 炮眼痕迹保存率(%) 局部欠挖量(cm) 炮眼利用率(%) Ⅴ、Ⅵ级围岩 10 10 10 15 25 15 5 100 上半断面微震爆破参数表

周边眼间距E(cm) 40－50 抵抗线 W(cm) 60－80 眼深 辅助眼间排距(cm) (m) 1.5 80－90 (kg/m) 0.15－0.25 (kg) ≯4.5 线装药密度 最大段控制药量 下半断面微震爆破参数表

周边眼间距 E(cm) 40－50 孔排距 眼深(m) (m) 0.8－0.9 1.5 0.2－0.3 线装药密度(kg/m) (kg) ≯4.5 最大段控制药量 光面爆破参数表

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周边眼间距 岩石类别 E(cm) 极硬岩 硬岩 软质岩 50－60 40－50 35－45 周边眼抵抗线 W(cm) 55－75 50－60 45－60 相对距离 E/W 0.8－0.85 0.8－0.85 0.75－0.8 装药集中度q (kg/m) 0.25－0.3 0.15－0.25 0.07－0.12

4.4光爆参数的确定

4.4.1半弧型洞身上台阶区段(Ⅴ级围岩) 1.炮眼数目的确定

根据围岩地质状况和岩石特性，按光面爆破技术规范对炮眼间距和炮眼间最小抵抗的要求，最小抵抗线W=0.7m，炮孔间距a=(0.6～0.8)W，选择周边眼间距a=0.45m，辅助眼间距a=0.65m，排距为0.65m，确定炮眼数量如下表：

炮眼名称 数量(个) 空眼 1 掏槽眼 6 辅助眼1 10 辅助眼2 10 辅助眼3 12 底眼 帮眼 顶眼 15 14 7 2.炮眼深度和直径的确定 L=(0.4-0.8)D L—眼深 D—洞径.

D=6.1m，经计算，炮眼深度应取L＝2.8m，根据围岩特性工程中采用浅孔，弱爆破方式，故一般炮孔深度选1.5m，掏槽眼及空眼炮孔深度1. 7m，装药眼直径为40mm，药卷直径为￠32mm。(炮眼布置见上台阶炮孔布置图)

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3.钻孔

光面爆破若要取得理想的光爆效果，钻孔是关键。钻孔采用YT—28型气腿式凿岩机浅式作业。隧道轴线由专业的测量班组每循环进行测量。测量放线首先按爆破设计准确标出炮眼位置，周边眼布置在设计轮廓线上，沿轮廓线的调整范围和掏槽孔的孔位偏差不应大于5cm，其它炮孔孔位的偏差不得大于10cm。其次，钻周边眼时，钻机应紧贴开挖后的轮廓面，使炮孔尽量做到平、直、齐，最大外偏角应在3°以内。掏槽眼钻孔时中心倾斜约60°。

4.装药量计算

装药量确定Q=K·SL=1.1×16.17×1.5=26.68kg 式中：Q—循环爆破用药量(kg) K—单位炸药消耗量，K＝1.1 S—开挖断面面积(m3)

L—炮孔深度(m)

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对于单个炮孔的装药量,考虑掏槽眼较一般眼增加20—30%的炸药量，周边眼装药量比一般炮眼装药量减少30%，则：

一般炮眼装药量q1为： q1=

Q26.680.4kg

N11.3N20.7N30.85N4321.360.7210.8515式中：N1—一般炮眼(辅助眼、扩大眼)的个数 N2—掏槽眼个数 N3—周边眼个数 N4—底孔个数 Q—循环爆破用药量(kg)

每个掏槽眼的装药量为：q2=1.3×q1=1.3×0.4=0.516kg 周边眼装药量：q3=0.7×q1=0.7×0.4=0.28kg 底眼装药量：q4=0.85×q1=0.85×0.4=0.34kg

则计算装药总量为：32×0.4+6×0.516+27×0.28+15×0.34=28.56kg 按药卷规格确定的实际装药参数及爆破经济指标如下表：

装药参数统计表

导爆雷 炮孔 管段别 空 眼 掏槽眼 辅助眼1 辅助眼2 辅助眼3 1 3 5 7 深 度 1.7 1.7 1.5 1.5 1.5 数 量 1 6 10 10 12 装药量 0.525 0.45 0.45 0.45 (kg) 3.15 4.5 4.5 5.4 长度(mm) 700 600 600 600 炮 孔 炮 孔 单 孔 装药量 单孔装药 - 16 -

底 眼 帮眼 顶 眼 合计 11 13 15 1.5 1.5 1.5 15 14 7 75 0.30 0.3 0.3 4.5 4.2 2.1 28.35 400 400 400 爆破经济指标统计表

炮孔数量(个) 炮孔总长度(m) 75 113.9 21.83 爆破方爆破钻孔量循环炸药单位消耗(kg/m3) 1.3 炸药线消耗(kg/m) 0.25 雷管单位消耗(个/m3) 3.39 量(m3) 效率(%) 95 (m/m3) 进尺(m) 5.2 1.425 5.装药结构

为保证全部装药稳定爆轰，完全传播，对于浅孔光爆宜采用连续反向装药。为了减少爆破产生的有害气体及防尘，炮孔封堵，用聚乙烯薄膜加工的塑料袋充水后光炮泥放在炮孔在封堵炸药，长度取20cm。起爆方法采用非电毫秒延期导爆雷管分段微差爆破。以上仅为设计理论装药量具体施工装药参数在爆破实践中加以检验和修正，直到取得良好的爆破效果为止。起爆顺序：掏槽孔→辅助孔1→辅助孔2→辅助孔3→底孔→帮孔→顶孔。

6.爆破试验

在实际工程过程中为达到理想的光爆效果，在隧道开挖初时，应结合围岩的节理、走向、裂隙发育程度及破碎状况对设计的爆破参数进行现场试验。从而针对不同围岩特性选定合理的爆破参数，并做好记录，为后续洞段开挖提供参照，以达到最佳光爆效果。

7.开挖循环作业时间计算

A.交、工程放线时间：T1=40min

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B.钻孔时间：T2

根据本工程围岩类别及经验数值确定净钻孔时间为4～6min/m。每循环总钻孔113.9m，计划用4台YT—28型风钻钻孔占80%，1台风钻钻孔时间占20%，拔钻间隔0.3min/孔，即：T2＝(113.9×80%÷4+113.9×20%÷1)×5+75×0.3=250.3min

C.装药爆破时间：T3=50min D.排烟清理岩石时间：T4=35min a.每循环开挖石渣量计算

Vm＝KeL。(S+ΔS′+ΔS″)＝1.5×1.425(16.17+0+0)＝34.56m3 式中：Vm―每一掘进循环松散石渣量m3

Ke－石渣爆破松散系数，中小断面取Ke＝1.5～2.0；大型断面取Ke=2.0。 S－设计断面积，m2

ΔS′－不允许超挖，故ΔS′＝0m2

ΔS″－由于施工工艺所引起的附加超挖断面积，m2，取ΔS″＝0 L。―循环进尺，L。＝1.425米 b.装载机生产率计算 Pc3600KfKtVcT36003.00.850.9137.7(m3/h)

60式中：Pc－装载机生产率m3/h; Vc－装载机额定斗容；取Vc=3.0m3;

Kf－铲斗充盈系数，地下工程爆破石渣取0.65～0.9，Kf =0.85; Kt－工时利用系数，取Kt＝0.9; T－装载一次的循环时间，取T＝60s

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8.洞内出渣时间

本工程隧道采用50型装载机装渣运输到下台阶即可。

出渣时间T5＝34.56/137.7×60=15(min)，考虑运输时间取30(min) 9.合计上台阶开挖循环时间：T1+T2+T3+T4+T5=405(min) 4.4.2梯型洞身下台阶区段(Ⅴ级围岩) 1.炮眼数目的确定

根据围岩地质状况和岩石特性，按光面爆破技术规范对炮眼间距和炮眼间最小抵抗的要求，最小抵抗线W取0.7m，炮孔间距a=(0.6~0.8)W，选择周边眼间距a=0.6m，辅助眼间距a=0.8m，排距为0.8m，确定炮眼数量如下：

炮眼名称 数量(个) 空眼 0 掏槽眼 8 辅助眼1 辅助眼2 辅助眼3 12 14 29 底眼 14 帮眼 24 2.炮眼深度和直径的确定 L=(0.4～0.8)D

式中：L—眼深；D—洞径。

D=6.1m，经计算，炮眼深度应取L＝2.4~4.8m，根据围岩特性施工中宜采用浅孔，弱爆破方式，现将一般炮孔深度调整为1.5m，掏槽眼炮孔深度1.7m，无空眼，装药眼直径为40mm，药卷直径为￠32mm。(炮眼布置见：下台阶炮孔布置图)

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3.钻孔

光面爆破若要取得理想的光爆效果，钻孔是关键。钻孔采用YT—28型气腿式凿岩机浅式作业。隧道轴线由专业的测量班组每循环进行测量。测量放线首先按爆破设计准确标出炮眼位置，周边眼布置在设计轮廓线上，沿轮廓线的调整范围和掏槽孔的孔位偏差不应大于5cm，其它炮孔孔位的偏差不得大于10cm。其次，钻周边眼时，钻机应紧贴开挖后的轮廓面，使炮孔尽量做到平、直、齐，最大外偏角应在3°以内。掏槽眼钻孔时中心倾斜约10°。

4.装药量计算

装药量确定Q=K·SL=0.6×31.82×1.5=28. kg 式中：Q—循环爆破用药量(kg)

K—单位炸药消耗量，K＝0.6(多个临空面) S—开挖断面面积(m3)；L—炮孔深度(m)

对于单个炮孔的装药量,考虑掏槽眼较一般眼增加20—30%的炸药量，周边眼装药量比一般炮眼装药量减少30%，则：

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一般炮眼装药量q1： q1=

Q28.0.304kg

N11.3N20.7N30.85N4551.380.7240.8514式中：N1—一般炮眼(辅助眼、扩大眼)的个数 N2—掏槽眼个数；N3—周边眼个数 N4—底孔个数 ；Q—循环爆破用药量(kg) 每个掏槽眼的装药量为：q2=1.3×q1=1.3×0.304=0.4kg 周边眼装药量：q3=0.7×q1=0.7×0.304=0.213kg 底眼装药量：q4=0.85×q1=0.85×0.304=0.258kg

则计算装药总量为：55×0.304+8×0.4+24×0.213+14×0.258=28.kg 按药卷规格确定的实际装药参数及爆破经济指标如下表：

装药参数统计表

导爆雷 炮孔 管段别 空 眼 掏槽眼 辅助眼1 辅助眼2 辅助眼3 帮眼 底 眼 合计 1 3 5 7 11 9 深 度 1.7 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 数 量 8 12 14 29 24 14 101 装药量 0.45 0.30 0.30 0.30 0.225 0.3 (kg) 3.6 3.6 4.2 8.7 5.4 4.2 29.7 长度(mm) 600 400 400 400 300 400 炮 孔 炮 孔 单 孔 装药量 单孔装药 爆破经济指标统计表

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炸药单炮孔数炮孔总爆破方爆破效率(%) 钻孔量(m/m3) 循环进位消耗量(个) 长度(m) 量(m3) 尺(m) (kg/m3) 101 153.1 45.34 95 3.38 1.425 0.65 炸药线消耗(kg/m) 0.19 雷管单位消耗(个/m3) 2.2 5.装药结构

为保证全部装药稳定爆轰，完全传播，对于潜孔光爆宜采用连续反向装药。为了减少爆破产生的有害气体及防尘，炮孔封堵，用聚乙烯薄膜加工的塑料袋充水后光炮泥放在炮孔在封堵炸药，长度取20cm。起爆方法采用非电毫秒延期导爆雷管分段微差爆破。起爆顺序：掏槽孔→辅助孔1→辅助孔2→辅助孔3→底孔→帮孔。

6.爆破试验

在实际施工过程中为达到理想的光爆效果，在隧洞开挖初时，应结合围岩的节理、走向、裂隙发育程度及破碎状况对设计的爆破参数进行现场试验。从而针对不同围岩特性选定合理的爆破参数，并做好记录，为后续洞段开挖提供参照，以达到最佳光爆效果。

7.开挖循环作业时间计算

A.交、施工放线时间：T1 =30min B.钻孔时间：T2

根据本工程围岩类别及经验数值确定净钻孔时间为4～6min/m。每循环总钻孔153.1m，计划用6台YT—28型风钻钻孔占80%，1台风钻钻孔时间占20%，拔钻间隔0.3min/孔，即：T2＝(153.1×80%÷5+153.1×20%÷1)×5+101×0.3=285.45min

C.装药爆破时间：T3=40min

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D.排烟清理岩石时间：T4=35min a.每循环开挖石渣量计算

Vm＝KeL。(S+ΔS′+ΔS″)＝1.5×1.425(31.82+0+0)＝68.01m3 式中：Vm―每一掘进循环松散石渣量m3

Ke－石渣爆破松散系数，中小断面取Ke＝1.5～2.0；大型断面取Ke=2.0。

S－设计断面积，m2

ΔS′－不允许超挖，故ΔS′＝0m2

ΔS″－由于施工工艺所引起的附加超挖断面积，m2，取ΔS″＝0 L。—循环进尺，L。＝1.425米 b.装载机生产率计算 Pc3600KfKtVcT36003.00.850.9137.7(m3/h)60

式中：Pc－装载机生产率m3/h;

Vc－装载机额定斗容；取Vc=3.0m3;

Kf－铲斗充盈系数，地下工程爆破石渣取0.65～0.9，Kf =0.85; Kt－工时利用系数，取Kt＝0.9;

T－装载一次的循环时间，取T＝60s c.中型翻斗车往返循环时间 Tc＝tl+

l1l2+t1+t2 v1v21.0221.0220.020.030.286h17.1min =0.07530305050式中：Tc－翻斗车往返循环时间min； tl－每车装载时间，按装载机装车：

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tl＝T×N＝1.0×4.5＝4.5min=0.075h；

t1－每次卸车时间，取t1＝1min=0.02h；

t2－洞内调向，就位、等待装载时间，取t2＝2min=0.03h； l1l2－分别为重车、空车运行距离，洞内外分别计算；洞内l1＝l2

＝1020m；洞外取平均运距l1＝l2＝2000m，

V1V2－分别为重车、空车行速，在洞内为30～50KM/h，取洞内

平均值，V1＝30km/h;V2＝50km/h；

T－装载机装车一次的时间，取T＝1.0min； N－装载机装满一车所需斗数，取N＝4.5。 d.中型翻斗车小时运输能力 Pt60VtKtet6080.750.8117.05m3/h Tc17.1式中：Pt－翻斗车小时运输能力(松动)，m3/h； Vt－翻斗车斗容，取Vt＝8m3；

Kt－充盈系数，地下工程一般取0.6～0.75，取Kt＝0.75 et－工作系数，取et＝0.81； Tc－往返循环时间min e.翻斗车需要量

ntK3Vm/tm1.168.01/14.4辆 取5辆 Pt17.05式中：nt－翻斗车需要数量；

K3－运输不均衡系数，取K3＝1.1；

Vm－每个掘进循环出渣量(松动)，Vm＝68.01m3 tm－计划出渣时间，取tm＝60min＝1h

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Pt－翻斗车小时运输能力，Pt＝17.05m3/h E.洞内出渣时间

本工程隧洞采用5吨自卸汽车出渣，即配置50型装载机装渣，自卸汽车运输至弃渣场。

出渣时间T5＝60(min)

G.合计下台阶开挖循环时间：T1+T2+T3+T4+T5=450(min)

五、质量保证措施

5.1严格执行隧道管理专业架子队

为更好地落实国家相关，维护铁路建设市场秩序，加快铁路建设，规范有序组织现场施工和劳务用工行为，保护农民工权益，构建施工企业内外和谐的发展环境，减少经营风险，控制成本，提高经济效益，促进施工企业长远发展。呼家壕隧道施工成立了两个专业管理专业架子队，架子队是以中铁二局察哈素矿井铁路专用线项目部管理、技术人员和生产骨干为施工作业管理与监控层，以劳务企业的劳务人员为主要作业人员的工程队。

5.2处理质量与进度关系

1.隧道开挖过程中严格控制工程质量，规范标准化作业程序，同时合理安排施工工序；并结合工程实际情况，对施工进度进行调整，资源优化，缩短循环时间，保证工程优质、按期完成。

2.当质量与进度发生冲突时，树立“重质量就是保进度”的思想，把工程质量放在第一位，在保证工程质量的基础上，从工序安排、人员机械配备等方面进行优化，加快施工的进度。

5.3加强光面爆破质量控制

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1.施工全过程加强超前地质预报和监控量测工作，以便及时掌握围岩动态、调整爆破参数，确保隧道围岩稳定和施工安全。

2.配备全站仪等测量设备，配强测量人员，加强隧道控制测量和施工测量工作，确保隧道精确贯通，保证隧道结构尺寸和净空。

3. 施工前先进行爆破方案设计，严格控制炮眼深度及装药量，搞好光面爆破，控制好超欠挖，已达到开挖轮廓轮廓圆顺。

六、安全保证措施

6.1隧道施工防坍安全保证措施

加强地质的超前预报工作，发现开挖面前方有异常情况出现时，及时研究并准备好相应对策措施。在开挖过程中，发现任何特殊情况时，暂停施工，待处理后再继续掘进。开挖完成后及时施作初支并保证其质量。特殊情况下，采用喷射砼封闭掌子面。

采用信息化施工，认真开展监控量测工作，及时反馈量测资料，指导施工。

6.2洞内施工安全保证措施

施工期间，现场施工负责人对各部支护进行定期检查。在不良地质地段，每班由专人检查，当发现支护变形或喷层异常裂缝、损坏时，立即采取加固措施。

控制拱顶最大容许沉降量，对洞内拱顶和地表布置的测点定时观测，发现洞内和地表位移值等于或大于容许位移值，或地面、洞内出现裂缝时，通知人员撤离现场，待制订处理措施后再行施工。

6.3 防爆安全技术措施

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