山岭隧道爆破安全专项施工方案

/Xx工程山岭隧道爆破施工方案编制：审核：审批：2017年6月目录1.编制依据 12.工程概况 12.1隧道概况 12.2爆破施工方法概述 33主要爆破施工方案 33.1简述 33.2爆破开挖方案 33.3爆破器材的选择 63.4起爆依次 73.5Ⅳ级围岩爆破设计 73.6Ⅴ级围岩爆破设计 113.7光面爆破施工工艺流程 154爆破平安计算 174.1爆破振动平安允许距离 174.2爆破飞石 185爆破平安限制措施 185.1爆破警戒布置 185.2爆破平安防护措施 186隧道爆破施工平安保障措施 196.1制度保障 196.2措施保障 196.3爆破作业特别处理措施 21附录 22TOC\o"1-2"\h\u山岭隧道爆破施工方案1.编制依据《爆破平安规程》(GB6722-2003)；《中华人民共和国平安生产法》(2014)；《隧道施工组织设计》；《民用爆炸物品平安管理条例》和上级关于爆炸物品平安管理的相关规定；当地相关部门对爆破作业管理的相关规定；《公路隧道施工技术规范》(JTGF60-2009)；《公路隧道施工技术细则》(JTG/TF60-2009)；《公路工程施工平安技术规范》(JTGF90-2015)；《工程建设标准强制性条文》（公路工程部分）；云南省交通厅文件（云交基建[2017]28号）；华丽高速公路山岭隧道相关设计图及地勘资料。2.工程概况2.1隧道概况本工程山岭隧道设计布置形式为一双连拱隧道。隧道起点里程K90+292，止点里程K90+705，全长413m，其中K90+292~K90+360段为Ⅴ1级围岩，K90+360~K90+500段为Ⅳ1级围岩，K90+500~K90+708段为Ⅴ1级围岩，Ⅵ级围岩共140m，Ⅴ级围岩共273m；隧道起点～隧道止点位于直线上；隧道所在路段纵坡为+2%；隧道最大埋深为约56m。山岭隧道由出口单头掘进施工，洞口施工方法接受明挖方式；洞身施工接受新奥法施工。2.1.1地形地貌隧道区属剥蚀中低山地貌区，地形起伏较陡，一般在40~80°，山脊浑圆，隧道中部发育小型沟谷。沿线地层岩性为上覆坡残积层黄褐色硬塑状粘土，局部含少量玄武岩砾石，下伏二叠系黄褐色、灰褐色强~中风化玄武岩。沿坡线被坡残积层红色粘土覆盖，局部基岩袒露，侵蚀冲沟较发育，隧道入口、出口处均存在地表径流及泉水出露点。2.1.2地质岩性主要地层为残积层黄褐色、灰褐色硬塑状粘土层及二叠系黄褐色、灰褐色强~中风化玄武岩。围岩类别划分表见表2-1所示。2.1.3地震基本烈度隧道场区地振动反应谱特征周期为0.40s，地振动峰值加速度分区属0.30g区，抗震设防烈度Ⅷ度区。2.1.4水文特征①地表水：隧道区区域上属金沙江水系，大气降水顺山坡向沟底汇合，以隧道中部为分水岭。地表水一般发育，隧道进出口处均存在地表径流及泉水出露点，大气降水顺山坡向沟底汇合。②地下水：地下水主要由大气降水及四周地表水入渗补给，以地下径流和泉点渗出的方式汇合、排泄于沟谷低凹地段。表2-1围岩类别划分表围岩类别岩性岩性变更起讫里程Ⅴ1表层为黄褐色粉质粘土，下伏基岩为玄武岩，多呈全-强风化角砾状，原岩结构不清晰，呈松散结构，围岩易坍，施工中处理不刚好会出现大规模坍塌。视电阻率小于围岩基本质量指标BQ＝284，围岩基本质量指标修正值[BQ]＝238。K90+292～K90+358；共66mⅣ1围岩为黑褐色玄武岩，多呈中风化大块状，裂隙发育，岩体完整，施工过程中拱部无支护会发生掉块现象，K90+340~K90+490段隧道埋深较浅，施工中可能发生变形，应加强监测支护，围岩基本质量指标修正值[BQ]＝344。K90+358～K90+498；共140mⅤ1围岩为黑褐色玄武岩，呈全-强风化碎石状，节理裂隙发育，岩体较裂开，围岩易发生掉块现象，施工过程中拱部无支护或处理不刚好会出现局部小坍塌。围岩基本质量指标BQ＝286，围岩基本质量指标修正值[BQ]＝238。K90+498～K90+705；共207m2.1.5不良地质作用及特别岩（土）依据物探结果显示，隧道K90+498～K90+704段存在富水区或裂开带，雨季施工会有渗水或小股涌出现象。K90+440～K90+480区间隧道埋深较浅，地表易产生较大沉降量。隧道穿越区域无断层、泥石流、滑坡、倒塌等其他不良地质，场地较稳定。2.2爆破施工方法概述依据本标段沿线地形、地质状况，以及所处的地理位置和周边环境，结合具体状况考虑，Ⅳ级围岩右幅接受上下台阶法，左幅接受三台阶法开挖，Ⅴ级围岩均接受三台阶开挖，隧道开挖主要接受松动爆破和光面弱爆破技术，分多个断面立体交叉施工；同时刚好进行支护，确保平安。对于地质条件较差的地段或区域以机械施工为主，局部用风镐破除，小范围接受限制松动爆破法施工。依据围岩类别及开挖部位不同，接受不同的炸药单耗，对于软岩实行松动爆破技术，炸药单耗限制在0.35～1.8kg/m3之间，爆破施工中依据实施爆破效果进行调整。特别是在隧道施工过程中，须依据掘进过程中岩石的类型、走向、地质结构、地下水、施工进度等各种因素来制定具体的施工方案，针对同一条隧道不是固定不变的。当掘进过程中遇到地质构造或其它特别的地质结构时，依据具体状况将刚好制定相应的施工方法，调整施工方案。3主要爆破施工方案3.1简述在本工程的爆破施工过程中，关键在于和爆破作业有关的技术方案设计和相应的各作业工序。主要包括：爆破设计和爆破平安、施工作业以及爆破后的临时支护。本方案为爆破施工的技术参数和施工设计。在爆破初期，依据现场的岩性和结构进行爆破试验，使得四周岩石得到松动，且岩壁不受或少受破坏，随后对爆破效果进行分析，在此基础上调整设计参数，完善设计方案，刚好进行总结。3.2爆破开挖方案3.2.1分台阶爆破方案依据施工组织设计开挖方案，Ⅳ级围岩段隧道右洞段实行两台阶预留核心土法开挖，左洞Ⅳ级围岩段接受三台阶法开挖，爆破接受微差限制爆破技术，掏槽实行楔形掏槽，每循环进尺1.2m，周边眼接受光面爆破，Ⅳ级围岩爆破开挖依次见图3-1。Ⅴ级围岩段隧道左右洞均实行三台阶预留核心土法开挖，爆破接受微震限制爆破技术，掏槽实行楔形掏槽，每循环进尺0.6m，周边眼接受光面爆破，Ⅴ级围岩爆破开挖依次见图3-2。图3-1Ⅳ级围岩爆破依次图图3-2Ⅴ级围岩爆破依次图3.2.2工艺主要说明及要求本标段在Ⅳ、Ⅴ级围岩地段接受凿岩机钻孔，进行台阶开挖。用XG951C侧式装载机装碴，自卸汽车运输至弃碴场，锚杆台车进行锚杆安装、钢筋网挂设和喷混凝土施工。钻爆接受光面爆破技术爆破，喷混凝土接受湿喷技术。测量放线：测放中线、水平、全部炮眼位置；YT-28凿岩机钻孔爆破：钻孔、装药、爆破；排烟：爆破后，利用通风机解除炮烟；出碴：用XG951C侧式装载机装碴，自卸汽车运输至弃碴场；初期支护：接受混凝土湿喷机在素喷一层混凝土封闭围岩后，局部打设锚杆；初期支护完毕，进入下一台阶开挖。（1）施工特点开挖断面小，能削减围岩扰动；灵敏多变，适用性强。；台阶有利于开挖面的稳定性，尤其是上部开挖支护后，下部作业则较为平安。（2）工艺流程正台阶法施工工艺流程见下图：超前地质预报超前地质预报拱部超前支护上台阶钻眼装药爆破通风初期支护监控量测断面检查、爆破效果分析按规定处理并反馈信息爆破设计初喷后出碴装碴运输上、下台阶测量放线下一循环施工下台阶钻眼图3-3台阶法施工工艺流程图3.3爆破器材的选择3.3.1炸药的选择接受2#岩石乳化炸药，直径32mm，长度350mm，每卷含300g炸药。乳化炸药适用于一般及有水地质的光面爆破，具有低爆速、低密度、高爆力、小直径、传爆性能良等优点。3.3.2传爆、起爆器材传爆器材接受非电塑料导爆管，起爆器材接受毫秒电雷管。考虑到爆破缘由，一般接受电毫秒雷管。为了满足减轻振动的要求，爆破时接受微差限制爆破技术，并且必须要严格限制最大一段的装药量和足够段数的雷管。试验证明接受微差限制爆破技术能获得节约炸药、减小振动的效果。3.3.3段间隔差为避开振动强度的叠加作用，雷管应跳段运用，间隔时差应50~200ms。3.3.4循环进尺主要依据地质条件及施工进度支配来考虑。隧道Ⅴ级围岩地段接受三台阶法开挖，辅以超前支护，新奥法施工，开挖循环进尺限制在0.6m以内。Ⅳ级围岩地段接受两台阶法开挖，光面爆破，新奥法施工，开挖循环进尺限制在1.2m以内。3.4起爆依次施工依次：掏槽眼→扩槽眼→帮助眼→周边眼。光面爆破时，从掏槽眼起先，一层一层从断面中心向外进行，最终是周边眼爆破。布置雷管段号时应留意：①选择合理的段间隔时间；②同段号一次起爆药量应小于最大一段允许装药量；③前一段的起爆要尽量为后一段爆破创建良好的临空面。3.5Ⅳ级围岩爆破设计爆破参数选择1）炮眼直径选择炮眼直径选用：d=42mm。2）炮眼深度循环进尺为：=1.20m，取炮眼利用率n为0.90则炮眼深度为：=1.23m实际取炮眼深度为1.3m，实际循环进尺为：=1.3×0.90=1.17m掏槽眼的深度为：掏=1.3+0.2=1.5m帮助眼及周边眼的深度为：辅、周=1.3m每循环总炸药用量(3-1)式中：——掘进每循环所需总炸药量(kg)，Ⅳ级围岩取0.95kg/；——单位耗药量，(kg/m3)；——1个循环进尺所爆落的岩石总体积(m3)，其值为 (3-2)其中：——右洞上台阶开挖断面面积(m2)，S=64.48；——炮眼平均深度(m)，L=1.3m;；——炮眼利用率，=0.9。故=0.95×64.48×1.30×0.90=71.67kg掏槽眼布置1）掏槽眼参数接受两层掏槽眼，内掏槽眼和开挖面的夹角取60°，外掏槽眼和开挖面的夹角取75°，上下掏槽眼间的距离取60cm。2）掏槽眼长度mm3）掏槽眼装药量掏槽眼的装药系数取0.7，则单孔装药量为：4个内掏槽眼，实际取0.60kg（2卷）6个外掏槽眼，实际取0.90kg（3卷）掏槽眼总装药量为：周边眼布置1）周边眼间距及最小抗拒线依据围岩状况和隧道断面尺寸：周边眼间距取500mm，最小抗拒线取500mm，光爆孔密集系数为1.0。2）周边眼数量依据右洞上台阶开挖面的周长和选用的炮孔间距，可以计算出周边眼个数：实际取41个。3）周边眼单孔装药量为了保证光面爆破效果，周边眼装药系数取为0.4；为了保证开挖净空，周边眼向外倾斜，眼底超出轮廓线100mm。则周边眼的长度为：则单孔装药量为：实际取0.45kg(1.5卷)。4）周边眼总装药量周边眼的总装药量为：帮助眼布置考虑围岩坚实系数，帮助眼装药系数取为0.55。1）帮助眼数量实际取74个。2）帮助眼单孔装药量实际取0.60kg(2卷)。3）帮助眼的总装药量为：3.5.6炮眼布置图此值和按体积公式计算的总装药量基本一样，所以按此值进行装填炸药。同理，可确定右洞下台阶和左洞三台阶各爆破参数，每循环爆破参数具体详见附表1、2。Ⅳ级围岩台阶法施工各炮眼布置、间距及放炮依次如图3-4所示。图3-4(a)Ⅳ级围岩横断面炮眼布置图图3-4(b)Ⅳ级围岩中岩墙炮眼布置图3.6Ⅴ级围岩爆破设计3.6.1爆破参数选择1）炮眼直径选择炮眼直径选用：d=42mm。2）炮眼深度循环进尺为：=0.60m，取炮眼利用率n为0.90则炮眼深度为：=0.67m实际取炮眼深度为0.60m，实际循环进尺为：=0.6×0.90=0.54m掏槽眼的深度为：掏=0.6+0.2=0.8m帮助眼及周边眼的深度为：辅、周=0.6m3.6.2每循环总炸药用量 (3-3)式中：——掘进每循环所需总炸药量(kg)，Ⅴ级围岩取0.85kg/；——单位耗药量，(kg/m3)；——1个循环进尺所爆落的岩石总体积(m3)，其值为 (3-4)其中：——右洞上台阶开挖断面面积(m2)，S=37.35；——炮眼平均深度(m)，L=0.6m;；——炮眼利用率，=0.9。故=0.85×37.35×0.60×0.90=17.14kg3.6.3掏槽眼布置1）掏槽眼参数接受单层斜眼掏槽，掏槽眼和开挖面的夹角取55.49°，上下掏槽眼间的距离取60cm。2）掏槽眼长度m3）掏槽眼装药量掏槽眼的装药系数取0.65，则单孔装药量为：实际取0.60kg（2卷）掏槽眼总装药量为：3.6.4周边眼布置1）周边眼间距及最小抗拒线依据围岩状况和隧道断面尺寸：周边眼间距取45mm，最小抗拒线取500mm，光爆孔密集系数为0.9。2）周边眼数量依据右洞上台阶开挖面的周长和选用的炮孔间距，可以计算出周边眼个数：实际取35个。3）周边眼单孔装药量为了保证光面爆破效果，周边眼装药系数取为0.3；为了保证开挖净空，周边眼向外倾斜，眼底超出轮廓线100mm。则周边眼的长度为：则单孔装药量为：实际取0.15kg(0.5卷)。4）周边眼总装药量周边眼的总装药量为：3.6.5帮助眼布置考虑围岩坚实系数，帮助眼装药系数取为0.5。1）帮助眼数量实际取38个。2）帮助眼单孔装药量实际取0.30kg(1卷)。3）帮助眼的总装药量为：3.6.6炮眼布置图此值略大于和按体积公式计算的总装药量，但基本是一样的，所以按此值进行装填炸药。同理，可确定右洞中、下台阶和左洞三台阶各爆破参数，每循环爆破参数具体详见附表3、4.Ⅴ级围岩台阶法施工各炮眼布置、间距及放炮依次如图3-5所示。图3-5(a)Ⅴ级围岩横断面炮眼布置图图3-5(b)Ⅴ级围岩中岩墙炮眼布置图3.7光面爆破施工工艺流程在隧道爆破作业的掘进中，对爆破技术诸要素如钻眼大小、孔深、间距、药量、钻眼分布和起爆依次等慎重探讨、严格限制。钻爆作业依据钻爆设计进行。当开挖条件出现变更时，爆破技术随围岩条件的变更而作相应变更。软岩开挖作业时，严格遵守“短进尺、弱爆破”的原则，遵守有关“爆破和振动”的作业要求。光面爆破设计光面爆破设计测量放线清理钻孔钻孔钻孔质量检查设置警戒网络检查爆破材料准备装药计算装药与堵塞连接起爆网络起爆通风光爆效果与质量准备填筑材料爆破效果检查图3-6隧道光面爆破施工工艺流程图钻炮眼前绘出开挖断面的中线、水平和断面轮廓，并依据爆破设计标出炮眼的位置，经检查符合设计要求后钻眼。洞内限制测量接受导线限制，高程限制接受水准测量。限制测量接受全站仪作导线限制网，施工测量接受全站仪协作水准仪。用全站仪、钢卷尺等精确绘出开挖轮廓线及周边眼、帮助眼和掏槽眼的位置，并用红油漆标出炮眼，严格限制开挖边线。距开挖面50m处埋设中线桩，每100m设临时水准点。每次放线时，对上次爆破效果检查一次，并刚好将结果告知技术主管和爆破人员，技术人员对测量数据进行计算分析，修正爆破参数，以达到最佳爆破效果。3.7.1钻孔钻孔由专业钻孔工班担当，严格依据钻爆设计图进行钻孔作业，特别是周边眼和掏槽眼位置、间距和数量，未经主管工程师许可不得随意改动。各钻手分区、分部位定人定位施钻，实行严格的钻手作业质量经济责任制。风枪手做到二定三保，即定人定位，保质保量保平安。炮眼要“准、平、齐”：“准”是指炮眼位置要准，周边眼口全部在设计轮廓线内5cm的连线上，眼底全部在设计较廓线外5cm的连线上终止，其作炮眼定位误差不超过10cm。只有这样才能达到两排炮之间错台不大于10cm；“平”是要求炮眼方向和隧洞中线平行，两侧边墙要顺帮水平打眼，各排炮相同位置的炮眼平行，爆破后各排同位炮眼连成一条线；“齐”，主要是眼底要齐，要在一个垂面上，才能保证良好的爆破效果。3.7.2清孔装药前用钢筋弯制的炮钩、高压风将炮眼内的泥浆、存水、石粉吹洗干净。3.7.3装药和堵塞分片分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下装药，雷管“对号入座”。全部炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm。3.7.4联结起爆网络接受复式起爆网络，以保证起爆的牢靠性和精确性。联结时留意：导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管连接次数相同；引爆雷管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，专人负责检查。3.7.5瞎炮的处理发觉瞎炮，首先查明缘由。假如是孔外的导爆管损坏引起的瞎炮，则切去损坏部分重新连接导爆管即可；但此时的接头尽量靠近炮眼。如因孔内导爆管损坏或其本身存在问题造成瞎炮，则参照《爆破平安规程》有关条款处理。4爆破平安计算4.1爆破振动平安允许距离爆破振动平安允许距离，依据《爆破工程师手册》（9-3）公式（4-1）式中：R——爆破振动平安允许距离Q——炸药量；齐发爆破为总药量；延迟爆破为最大一段药量；V——爱惜对象所在地质点振动平安允许速度，；K、a——和爆破点至计算爱惜对象间的地形、地质条件和衰弱指数，依据阅历系数得出。以一般砖房为例计算：=82.7m＜200m表4-1K、a取值表序号岩性K值a值1坚硬岩石50～1501.3～1.52中硬岩石150～2501.5～1.83软岩石250～3001.8～2.0表4-2平安允许振速（V值）取值表序号爱惜对象类别平安允许振速（cm/s）1土坯房、毛石房屋0.5～1.02一般砖房2.0～2.53钢筋混凝土房屋3.0～4.04交通隧道10～205矿山隧道15～304.2爆破飞石明挖部分飞石平安距离为200m。在爆破过程中接受适当的覆盖防护，确保飞石不影响旁边高压线。洞内掘进平安飞石小于100m距离，本隧道对人员平安距离设定为150m，隧道内对设备平安距离设定为100m。5爆破平安限制措施5.1爆破警戒布置依据《爆破平安规程》有关规定和爆破平安计算，同时依据隧道的地理环境，爆破时对于在300m范围内的村民，提前一小时通知警戒疏散，并在各路口设置专职防护人员，以确保爆破时警戒区域内无人员通行。5.2爆破平安防护措施5.2.1减震措施（1）接受分段爆破限制最大段装药量，降低爆破振动对边坡和四周设施的危害。（2）尽可能接受延期起爆网路，以避开跳段，降低地震波叠加的可能性。（3）接受预裂爆破，削减爆破振动对旁边民房特别是预留边坡的不利影响。（4）接受信息反馈施工法。即在主体爆破施工中进行爆破振动监测，监测数据刚好反馈，指导今后爆破平安施工。5.2.2飞石预防技术措施（1）依据爆破条件，合理确定爆破参数。（2）依据每个炮孔的实测抗拒线校核装药量。（3）加强堵塞质量，防止冲炮产生飞石。（4）加强炮孔覆盖，在炮孔上覆盖钢板或胶管帘。（5）在爆破区域和被爱惜建筑之间构筑立体爱惜体系，具体设置参见附图。5.2.3空气冲击波平安防护措施依据露天钻孔爆破空气冲击波阅历计算公式：ΔP=K（Q1/3/R）α（5-1）式中：ΔP——空气冲击波超压值，105Pa；K、α——阅历系数和指数。本次爆破K取1.48，α取1.55；Q——最大一段的装药量，本次爆破在靠近爱惜对象处最大一段的装药量取200kg；R——爆破点距被危害对象的距离，取150米；由计算得：ΔP=1.48×（2001/3/150）×1.55=6.54×10-3Pa这是没有任何条件下的空气冲击波超压值，对一般砖混结构建筑是平安的。由于爆破区域和被爱惜建筑之间另外构筑立体爱惜，可大大降低空气冲击波，能够保证四周设施的确定平安。6隧道爆破施工平安保障措施6.1制度保障（1）严格遵守《爆破平安规程》的规定。（2）细致组织爆破施工，对全部参加爆破工作的人员进行平安教化，对技术人员进行爆破交底，坚持持证上岗。（3）对警戒人员进行特地培训，严格依据设计位置进行警戒；保证警戒范围内人员、设备的撤离，防止无关人员进入警戒区。（4）火工材料由专人押运和看管，依据设计数量发放。（5）禁止携带打火机、火柴和其它易燃品进入爆破现场。禁止在爆破区内运用手机、对讲机等射频电。（6）支配专人负责起爆体制作，网路敷设和联接。（7）起爆体安放和导火线联接必需依据规定进行，并随时留意网路短路。（8）接受绝缘照明，禁止运用一般手电和电灯照明。6.2措施保障（1）开挖人员到达工作地点时，应首先检查工作面是否处于平安状态，并检查支护是否坚实，顶板和两帮是否稳定，如有松动的石、土块或裂缝应先予以清除或支护。（2）机械凿岩时，宜接受湿式凿岩机或带有捕尘器的凿岩机，站在渣堆上作业时，应留意渣堆的稳定，防止滑坍伤人。（3）风钻钻眼时，应先检查机身、螺栓、卡套、弹簧和支架是否正常完好；管子接头是否坚实，有无漏风；钻杆有无不直、捕尘设施是否良好，不合要求者应予以修理或更换。（