隧道钻爆设计专项方案。
1 编制依据。
1) 《爆破安全规程》（gb6722-2003）
2) 铁路隧道工程施工安全技术规程。
3) 铁路隧道工程施工技术指南。
4)《铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南》（tz231-2007）
5) 隧道图纸相关标准、规范以及设计文件。
6) 水压爆破资料相关的文件及参考资料。
2 工程概况。
2.1 工程概况。
蒙西铁路北起内蒙古自治区鄂尔多斯境内浩勒报吉南站，经乌审旗、陕西省靖边、延安、宜川、韩城、山西省河津、万荣、运城、河南省三门峡、卢氏、西峡、邓州、湖北省襄阳、荆门、荆州、江陵、公安、石首、湖南省华容、岳阳、平江、浏阳、江西省铜鼓、新余，终至京九铁路吉安站，线路全长1814.41km，其中浩勒报吉南至岳阳段双线长1381.1km，岳阳至吉安段单线长433.
31km。
mhss-4标段起讫里程dk691+361.53～dk716+850.00，全长25.
488km，包括城烟隧道1座，崤山隧道1座、渡槽1座、框架涵1座，路基土石方21975.95施工方，无碴道床50.921km。
崤山隧道位于河南省三门峡市下辖灵宝市寺河乡及卢氏县官道口镇境内，进口位于灵宝市寺河乡城烟村附近，右侧有 g209国道通过；出口位于卢氏县官道口镇车家岭附近，位于s323省道边。部分山区有乡间水泥路通过，仅局部地段交通较为便利，其余地方通行仍较困难。本隧道起止里程为dk694+053（ydk694+045）～dk716+804（ydk716+801），为两条单线隧道，左线隧道全长22751m，右线隧道全长22771m，隧道内除出口约2km段为下坡外，其余为上坡。
隧道最大埋深约为750m。隧道地质构造及水文地质条件复杂，属控制性重点隧道工程。
城烟隧道位于河南省三门峡市下辖灵宝市川口镇城烟村境内，出口位于灵宝市寺河乡细岭口，为燕尾式隧道。隧道右侧有g209国道通过，进出口距g209较近，交通较方便。左线隧道进出口里程为dk691+361.
6、dk694+029，长度为2667.4m；右线隧道以燕尾段小间距ydk693+530.1为起点，出口里程ydk693+994，长度为463.
9m。2.2 水文地质概况。
隧道整体上属于中等富水，在岩体较完整段落多为弱富水区，局部构造断层带附近为强富水区。其中dk700+350～dk700+700段和dk701+730～dk702+050段为强富水区，正常涌水量1708m3/d，最大涌水量2668m3/d。另外f5断层段单位最大涌水量为7.
18m3/断层段单位最大涌水量为58.34m3/
城烟隧道进口上方山腰修筑有水渠，流速较快，水量受上游补给；隧道出口下方谷底发育一小溪，水量很小。坡脚也修筑有引水渠，流速较快，水量受上游补给。在隧道洞身dk693+313处位于低波速带内由深孔揭示发育一小型断层f1，断层破碎带宽5～10m，属压性断层。
余局部受岩浆活动及岩体应力影响，发育多处节理裂隙密集带。
崤山隧道区内地表水系局部较发育，河沟主要接受大气降水补给，具有山区季节性河流特征。由于沿线地形坡度较大，降水顺地表快速汇入河沟，河水可能暴涨暴落，水位、水量动态变化较大。隧道通过区地下水类型为基岩裂隙水，主要受大气降水补给。
基岩裂隙水较丰富。地下水对普通混凝土不具侵蚀性。
2.3 物理地质。
根据《中国**参数区划图》gb18306-2001及本线**安全性评估成果，本区**动峰值加速度为0.10g，**动反应谱特征周期为0.45s
2.4 主要技术指标。
铁路等级：国铁ⅰ级。
正线数目：双线。
设计行车速度：120km/h。
正线线间距：4.0m。
最小曲线半径：一般1200m，困难地段800m。
限制坡度：下行方向6‰，上行方向13‰。
牵引种类：电力。
机车类型：货机hxd型、客机ss9。
牵引质量： 10000t、部分5000t。
到发线有效长度：1700m。
闭塞类型：自动闭塞。
建筑限界：标准轨距铁路建筑限界（gb146.2-83）中“建限-1”。
3 爆破方法。
本标段隧道采用光面爆破法施工。炮眼装药后先装水袋后用“炮泥”回填堵塞的工程爆破，称为“工程水压爆破”。水压爆破可以提高炸药能量利用率，提高施工效率，提高经济效益，保护环境。
4 爆破的工艺流程。
图4-1爆破施工工艺流程图。
5 钻爆施工。
5.1 水压爆破。
水压爆破的原理。
工程水压爆破，由于炮眼中有水，在水中传播的冲击波对水不可压缩，**能量经过水传递到炮眼周岩几乎无损失，十分有利于岩石破碎；水在**气体膨胀作用下产生的“水楔”效应有利于岩石进一步破碎；炮泥比土坚实、密度大，抑制膨胀气体冲出炮眼口要比土好的多；炮眼有水和炮泥含水可以起到雾化降尘作用，大大降低灰尘对环境的污染。
施工工艺。工程水压爆破与常规爆破相比，施工工艺主要增加以下两方面内容。
炮眼注水工艺。
往炮眼注水的工艺是，先把水装入塑料袋中，然后把装满水的塑料袋（称为水袋）填入炮眼所设计的位置中，即药卷与炮泥之间。塑料袋为聚乙烯塑料袋，袋厚0.8mm左右，浅孔爆破水袋直径35～40mm，长30cm，深孔爆破水袋直径比钻眼直径小2mm左右，水袋长80～150cm。
炮泥制作工艺。
炮泥是由土、砂和水三种成分组成。三种成分的重量比是，土：砂：水=0.75:0.1:0.15。
浅孔水压爆破用炮泥使用pnj-1型炮泥机制作。炮泥的加工过程是，把土、砂、水按照比例人工搅拌均匀，装入炮泥机进料仓，开动炮泥机，长圆形炮泥从出口徐徐压出，根据所需长度逐段切割。
深孔水压爆破，制作炮泥可仿照蜂窝煤制作方法，只不过不要“蜂窝”。
工程水压爆破施工工艺流程类似于常规工程爆破，所不同的是炮眼装药后增加水袋和炮泥回填堵塞两道程序。
爆破设计。工程水压爆破与常规工程爆破相比，在爆破设计上增加的内容仅是炸药、水袋和炮泥在炮眼的位置及长度比例的设计与计算。
工程水压爆破眼装药结构如图5.1-1所示，炸药长l1、水袋长l2、炮泥长l3和炮深l的关系式为：l= l1 +l2 +l3 3/4≦l2 /l3＜1
图5.1-1 水压爆破炮眼装药结构图。
式中为常规工程爆破85%以下装药量计算而得。
作业要点。炮泥制作要点。
制作炮泥所用的土和砂，应以纯黏土和细砂为好，在与水搅合之前最好过筛，其筛眼尺寸为4mm×4mm左右。
炮泥应按照前面所述比例制作。砂如过多，炮泥成型较差，容易破裂；水要适中，过少起不到粘合和降尘作用，过多则炮泥软，堵塞不严密。合格的炮泥，表面光滑，用手略微使劲一捏可以变形。
炮泥最好在使用前1～2小时制作好，当天制作当天使用。制作好的炮泥不要暴晒在太阳下和放置时间过长，免得失水变硬。
水袋制作要点。
只要能把水袋装入炮眼，尽可能使水袋直径大一点，使水袋与炮眼避密合不留空隙。水袋长20cm，水袋直径小于炮眼直径3mm左右。
水袋的塑料厚度，以0.8mm为好，过薄承载力小易滑破易变形，过厚则影响炸药**的氧平衡，易产生有害气体。
严格控制炮眼中水袋长与炮泥长的比例。
理论研究和实际应用证明，炮眼中炮泥过长虽有利于膨胀气体的作用，但不能充分发挥应力波的作用，反之，炮泥过短，虽有利于应力波的作用，但不能充分发挥膨胀气体的作用，易出现“冲炮”产生飞石。
5.2 光面爆破。
参数设计。光面爆破不偶合系数：
式中：d——不偶合系数；
dk——炮眼直径 cm；
di——炸药直径 cm；
——爆生气体分子余容系数；
0——爆生气体的初始压力，pa；
σc]——岩石的三轴抗压强度，pa；
r——绝热指数；
光面爆破周边眼间距：
e=54.2976kpdi
式中：kp——岩石抗破坏屈服系数见下表。
岩石抗破坏屈服系数kp
di——炸药直径 cm；
最小抵抗线：光面爆破炮眼间距与最小抵抗线之比取0.8左右，即e/w=0.8。w=1.25e
式中：e——炮眼间距，cm；
w——最小抵抗线，cm。
光面爆破炮眼装填系数：
式中：β—光面爆破炮眼装填系数；
τ]—岩石抗剪强度，pa；
σe]——岩石抗拉强度，pa；
l——炮眼深度，cm。
其它代号同前。
参数选择。为控制超欠挖，降低洞壁粗糙率，减少隧道通风阻力，对ⅲ、ⅳ级围岩尽量采用光面控制爆破技术。决定光面爆破效果的主要因素是周边眼的光爆参数，上场后试验确定光面爆破参数，现拟定光面爆破参数见下表5.
2-1表5.2-1 围岩光面爆破参数。
5.3 装药量计算。
装药量：光面爆破周边眼装药量按要求严格控制，以求达到光爆效果。
单孔光面爆破经验装药量计算公式： g=(e+w)×l×10
式中：g——单孔装药量；
e——孔距；
w——抵抗线；
rb——岩石抗压强度mpa。
装药集中度：q=g/l=(e+w)×10(g/m)
计算后与“隧道施工规范”中光爆装药集中度(q)参考值进行对比选取。
5.4 钻孔工艺。
钻眼方式采用湿式钻孔，钻孔最小深度不小于0.6米。
放样布眼。钻眼前，测量人员用全站仪和水准仪，准确定出隧道中心线和拱顶面高程；用红油漆画出开挖轮廓线，并标出炮眼位置，其误差不得超过5cm；每次测量放线的同时，要对上次爆破断面进行检查，及时调整爆破参数，以达到最佳爆破效果。
开挖轮廓线应考虑围岩预留变形量，ⅲ级围岩预留5～8cm,ⅳ级围岩预留8～10cm,ⅴ级围岩预留10～15cm。围岩预留变形量应及时根据监控量测所得信息进行调整。
钻眼要求。掏槽眼：深度、角度按设计施工，眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm。
辅助眼：深度、角度按设计施工，眼口排距、行距误差均不大于5cm。
周边眼：开眼位置在设计断面轮廓线上的间距误差不得大于5cm；周边眼外斜率不得大于5cm/m，眼底不得超出开挖断面轮廓线10cm，最大不得超过15cm。内圈眼至周边眼的排距，误差不得大于5cm；内圈眼与周边眼宜采用相同的斜率。
钻眼装药率调整，当开挖面凹凸较大时，应按实际情况调整炮眼深度并相应调整装药量，力求所有炮眼（除掏槽眼外）眼底在同一垂直面上。钻眼完毕，按炮眼布置图进行检查并做好记录，有不符合要求的炮眼应重钻，经检查合格后，方可装药爆破。
施工专项方案目录
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