延延高速LJ-10标黄咀山隧道台阶法钻爆设计专项施工方案

1、延安至延川（陕晋界）高速公路 LJ-10合同段黄咀山隧道台阶法钻爆设计黄咀山隧道台阶法钻爆设计专项施工方案专项施工方案 中国中铁股份有限公司 延延高速公路 LJ-10 合同段项目经理部二一三年八月十五日目目 录录1 编制依据 .- 1 -1.1 编制依据.- 1 -1.2 编制原则.- 1 -2 工程概况 .- 1 -2.1 工程概况.- 1 -2.2 工程地质及水文地质 .- 1 -2.3 气候条件 .- 2 -2.4 设计标准 .- 2 -3 人员、机械配备 .- 2 -3.1 劳动力计划.- 2 -3.2 劳动力计划.- 2 -4 隧道爆破方案 .- 3 -4.1 爆破技术要求.- 3

2、-4.2 隧道光面爆破施工.- 5 -5 质量保证措施 .- 13 -6 安全保证措施 .- 14 -6.1 组织保证措施.- 14 -6.2 制度保证措施.- 14 -6.3 防坍塌措施.- 15 -6.4 爆破施工注意事项.- 15 -7 环境保护措施 .- 16 -黄咀山隧道台阶法钻爆设计专项施工方案黄咀山隧道台阶法钻爆设计专项施工方案1 1 编制依据编制依据1.11.1 编制依据编制依据（1）陕西省延延高速公路 LJ-10 标土建工程招标文件；（2）国家、交通部现行的法律、法规、设计规范、施工规范、验收标准、规则等；（3）陕西省交通规划设计院提供的两阶段施工图设计 ；（4） 爆破安全规

3、程GB6722-2011。（5）我单位的设备状态、技术能力和以往类似工程的施工经验。（6）延延高速公路有限责任公司有关规定。1.21.2 编制原则编制原则（1）满足业主期望的质量、工期、安全、环保目标和技术经济指标；（2）以“高起点、高标准、高质量、高水平”为组织原则，科学安排、精心施工；施工过程中制定完善的环保、水保措施，造福当地，营造绿色工程。2 2 工程概况工程概况2.12.1 工程概况工程概况黄咀山隧道位于延长县黑家堡乡黄咀山村，为曲线形中隧道，左右洞间距约 30 米，轴心总体走向约 100。右线起讫里程为 YK47+443YK48+158，长 715m，最大埋深约132 米；左线起讫

4、里程为 ZK47+435ZK48+115，长 680m，最大埋深约 140 米；隧道进出口均采用端墙式洞门结构。2.22.2工程地质及水文地质工程地质及水文地质隧道穿越区为黄土塬梁峁工程地质区的黄土塬工程地质亚区，山体近南北走向，隧道与山脊近于直交，隧道轴向两侧低，中部高。左线地面标高介于 891.291048.56m,相对高差约 157.27m，右线地面标高介于 887.701048.56m，相对高差约 153.78m，隧道进口地形较陡，面起伏较大，坡角 3947，出口段地形较陡，坡角 4851。隧道进口段分布有 H221 滑坡，滑坡位于拟建高速公路测设里程ZK47+434ZK47+550

5、段，该滑坡体平面形态略呈圈椅状，后壁较陡，滑体呈缓坡状，前缘较陡，主滑方向 314，滑向沟谷。滑坡体长 188m，宽 294m，钻探揭露厚度约14.520.90m，体积约 50 万 m，属大型滑坡，滑坡体物质主要由黄土状构成，属牵引式黄土滑坡。该滑坡在天然状况和饱和状态均处于基本稳定状态。左线隧道施工后对滑坡体扰动较大。隧址区地下水主要为黄土孔隙、裂隙水、基岩裂隙水，大气降水是其唯一补给源。地下水对混凝土不具腐蚀性 213.4m/d，左线为 198.8 m/d。地下水对隧道洞室的稳定不会产生很大的影响，施工时有滴水或渗水现象。黄咀山隧道设计围岩均为级，衬砌类型类别见表 2-1。表 2-1 黄咀

6、山隧道设计概况一览表衬砌类别及长度（米）隧道名称明洞S 洞S 洞 TS-1S-2合计黄咀山隧道左线24304067519680黄咀山隧道右线1960/905467152.32.3气候条件气候条件项目区属暖温带半干旱大陆季风性气候，春季干旱多风，夏季旱涝相间，秋季温凉湿润，冬季寒冷干燥；冬长夏短，早晚温差较大。区内海拔在 8601100m 之间，年均降雨量在 450530mm 之间，年平均气温为 8.69.4，季节性冻土深度为 70cm。2.42.4设计标准设计标准公路等级： 高速公路隧道设计速度： 100Km/h隧道净宽 净-211.25m隧道净高 净-5.0m设计荷载: 公路-级3 3 人员

7、、机械配备人员、机械配备3.13.1 劳动力计划劳动力计划设备计划见表 3-1。3.23.2 劳动力计划劳动力计划劳动力计划见表3-2。表表 3-13-1 机械设备配备一览表机械设备配备一览表序号设备名称规格型号数量备注1多功能作业台架6-9m2成孔、装药2备用发电机组250KVA2成孔、装药、起爆3风动钻机YT-2860成孔4空压机20 立方6成孔5变压器500KVA2成孔、装药、起爆9交通车2成孔、装药、起爆表表 3-23-2 劳动力配置一览表劳动力配置一览表序号岗位或工种人数备 注1现场管理人员302技术人员153专职安全人员24质检人员45测量人员86试验人员67电 工48爆破工129

8、空压机操作工410钻 工6011杂 工204 4 隧道爆破方案隧道爆破方案4.14.1 爆破技术要求爆破技术要求隧道爆破采用风钻钻孔，光面爆破。根据地质条件，开挖断面、开挖进尺，爆破器材等编制光面爆破设计方案。钻爆参数是一动态的参数，应根据围岩变化及时调整，进行动态管理。（1）根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线，辅助炮眼交错均匀布置，周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上，掏槽眼加深 20cm。（2）严格控制周边眼装药量，间隔装药，使药量沿炮眼全长均匀分布。（3）选用低密度低爆速、低猛度的炸药，本隧道采用 2 号岩石乳化炸药，非电毫秒雷管起爆。采用微差爆破，周边眼采用导爆索起爆，

9、以减小起爆时差。爆破使用瞬发电雷管或毫秒延期电雷管，并使用防爆型发爆起爆器爆。严禁使用火雷管，使用煤矿许用毫秒延期电雷管时，末段的延期时间不得大于 130ms，严禁使用秒或半秒级电雷管。（4）钻爆参数的选择：通过爆破试验确定爆破参数，试验时参照表 5。表表 5 5 光面爆破技术参数表光面爆破技术参数表岩石种类周边眼间距E（cm）周边眼抵抗线W（cm）相对距离 E/W装药集中度q（kg/m）硬岩557060800.81.00.250.30中硬岩456560800.81.00.20.25软岩355045600.50.80.070.12（5）掏槽眼方式采用斜眼或直眼掏槽方式。（6）爆破效果监测及爆破

10、设计优化A爆破效果检查：a超欠挖检查。超欠挖检查见表 6。表表 6 6 超欠挖检查超欠挖检查围岩级别开挖部位检验数量检验方法拱部最大超挖15边墙最大超挖10隧底最大超挖25每一开挖循环检查一个断面激光断面仪、全站仪测量周边轮廓线，绘断面图与设计断面核对b开挖轮廓是否圆顺，开挖面是否平整检查。c爆破进尺是否达到爆破设计要求。d爆出石碴大小是否适合装碴要求。e炮眼痕迹保存率，硬岩80%，中硬岩60%，并在开挖轮廓面上均匀分布。f两次爆破衔接台阶不大于 15cm。B爆破设计优化：每次爆破后检查爆破效果，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。a根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况，修

11、正眼距、用药量，特别是周边眼。b根据爆破后石碴块度修正参数。石碴块度小，说明辅助眼布置偏密；块度大说明炮眼偏疏，用药量过大。c根据爆破振速监测，调整单段起爆炸药量及雷管段数。d根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度，炮眼眼底基本上落在同一断面上。（7）隧道开挖减震爆破隧道开挖爆破震动监测的目的：保护新浇筑砼不被震坏；减少对周边岩石的扰动等。隧道施工采用减震控制爆破技术并进行爆破震动监测。隧道坚硬岩石地段采用钻爆法开挖，为减少爆破对周边围岩和新浇筑砼的震动，施工中采取有效的微差减震控制爆破和中心轴不对称的接力式起爆网络技术，采用起爆时间大于 50ms 的分段微差非电毫秒雷管，使各段爆破产生的震动叠加范围

12、大大减少，同时控制单段允许装药量，降低了爆破震动速度值。同时，优化爆破设计，达到保证施工进度，按期完成施工任务的目的。4.24.2 隧道光面爆破施工隧道光面爆破施工根据设计资料结合现场施工，黄咀山隧道主要经过地层为新黄土、老黄土、砂岩，围岩级别为级。其中黄咀山隧道右线进口 SV-2 段（YK47+526YK48+072）、左线出口 SV-2 段（ZK47+515ZK48+034）主要为砂岩，围岩节理发育，呈层状分布，无地下水发育。4.2.14.2.1 级围岩光面爆破参数选择级围岩光面爆破参数选择1）炮眼直径采用 40mm 钻头，成孔直径约为 42mm。2）循环进尺设计循环进尺 1.6m。3）炮

13、眼深度根据隧道断面尺寸及施工经验确定采用二级复式楔形掏槽，掏槽眼深度分别为1.0m、2.4m，掏槽眼布置在断面中下部。 周边眼：周边眼按要求采用光面爆破，周边眼间距为 50cm，深度 1.6m，采用间隔装药，结构见图 4-1。图图 4-14-1 间隔装药结构间隔装药结构掏槽眼：掏槽眼间距取 1.0m，深度分别为 1.0m、2.4m，连续装药。 辅助眼：辅助眼间距取 1.0m，深度 1.6m1.8m，连续装药。内圈眼：内圈眼间距取 1.0m，深度 1.6m，连续装药。 底板眼：底板眼间距取 0.7m，深度 1.8m，连续装药。4）每循环装药量隧道级围岩采用上下台阶法开挖爆破掘进，药量初步计算过程

14、如下：每循环装药量按照下面公式计算Q=qLSQ每循环装药量。q单位炸药消耗量，取 0.70kg/m3。L炮眼深度，1.6m。S开挖全断面隧道面积，级为 119.7 m2。则级围岩全断面爆破每循环理论用药量为：Q=0.701.6119.7=134.1Kg（实际用药量为 150.3Kg） 。5）炮眼数确定炮眼数量由公式 N=qs/(rn) 计算。其中符号代表意义：N炮孔数量；q2 号岩石乳化炸药单耗，取 0.7kg/m3；s隧道全断面开挖面积，级为 119.7 m2；n炮眼装药系数,取 0.8；r每米长度炸药重量，取 0.60kg；经计算：N=0.7119.7/(0.60.8)=175 个6）炮眼

15、药量分配炮眼装药量见表 4-2。表表 4-24-2 级围岩光面爆破炮眼药量分配表级围岩光面爆破炮眼药量分配表炮眼个数毫秒雷管段数炮眼深度经验装药系数每孔药卷数单孔装药量合计药量序号炮眼类别个段cm/卷/孔Kg/孔Kg1611000.9040.84.82掏槽眼632400.9091.810.831051600.7551.0104辅助眼1371600.7551.0135内圈眼1691600.7551.0166底板眼12111800.8561.214.47周边眼51131600.251.60.315.31211600.7551.0121231600.7551.0128台阶眼1251600.7551.

16、012771800.8561.28.49仰拱底板眼1891800.8561.221.6合计175150.3计算如下： 掏槽眼药量设计按装药系数 90%，装药量计算为：1.090%/0.25=3.6 卷，实际装药量取 4 卷，单孔装药量 0.8kg；2.490%/0.25=8.64 卷，实际装药量取 9 卷，单孔药量 1.8g； 辅助眼药量设计按装装药系数 85%，装药量计算为:1.675%/0.25=4.8 卷，实际装药量取 5 卷，单孔药量 1.0kg。内圈眼装药量设计按装药系数 75%，装药量计算为 1.675%/0.25=4.8，实际装药量取 5 卷，单孔药量 1.0kg。底板眼装药量设

17、计为保证底板眼爆破后隧道底板的平整正性，并考虑到底板眼的夹制作用，底板眼加深 20cm，深度 1.8m，取装药系数为 85%，单孔装药量为 1.885%/0.25=6.12 卷，实际装药取 6 卷，单孔装药量为 1.2kg。台阶眼装药量设计按装药系数 75%，装药量计算为 1.675%/0.25=4.8，实际装药量取 5 卷，单孔药量 1.0kg。周边眼药量设计按岩石级别及光爆装药结构的要求，取线装药系数为 0.2kg/m,实际装药量为1.60.2=0.32kg，实际取 1.6 卷，单孔药量 0.32kg。7）主要经济技术指标：级围岩台阶法爆破炮眼布置见图 4-3。主要经济技术指标见表 4-4

18、。表表 4-44-4 级围岩光面爆破主要经济技术指标表级围岩光面爆破主要经济技术指标表序号项 目单位数 量1开挖断面面积m2119.72每循环开挖进尺m1.63每循环爆破方量m3191.524炮眼总数个1755钻孔总量m288.66毫秒雷管用量发1757炸药用量Kg150.38比钻眼数个/m21.469比钻眼量m/m31.510比装药量Kg/m30.7811单位体积岩体耗雷管量发/m30.91 图图4-34-3 级围岩台阶法爆破炮眼布置图级围岩台阶法爆破炮眼布置图4.2.24.2.2 光面爆破施工工序图框光面爆破施工工序图框1）光面爆破施工工序流程图框如下图所示：工作准备领取爆破品运送现场存放

19、装配引药检查炮眼装药保护设备联线爆破炮后检查收尾爆破作业工序流程图施工炮眼检查炮眼设警戒2）装药结构及堵塞方式a.装药结构：周边眼采用小直径药卷间隔装药，其余炮眼采用连续装药。间隔装药结构可按下图采用：炮泥脚线或传爆管药卷竹板雷管导爆索装药结构可按下图采用：雷管导爆索及竹板脚线或传爆管炮泥b.堵塞方式：所有装药炮眼用炮泥堵塞，严禁采用炸药的包装材料等代替炮泥堵塞。周边眼堵塞长度不小于 30cm。3）网络连接及起爆方式和顺序起爆网络连接如下图所示：1 1炮孔；炮孔；2 2导爆管；导爆管；3 3即发雷管即发雷管正向装药的起爆药卷最后装入，起爆药卷和所有的药卷的聚能穴朝向眼底；反向装药的起爆药卷首先

20、装入，起爆药卷和所有的药卷的聚能穴朝向眼外。起爆宜采用非电毫秒雷管、导爆管或导爆索系统。在同一开挖断面上，光面爆破起爆顺序应由内向外逐层起爆。4.2.34.2.3爆破安全距离检算爆破安全距离检算爆破中产生对人、设备、建筑物的主要危险有：爆破地震、空气冲击波、水中爆破冲击波、飞石、殉爆、有毒气体（炮烟） 、噪音等。对安全距离进行检算，以防止地震波、冲击波、个别飞石伤及人员、设备、建筑。1） 、爆破地震安全距离计算公式13aKRQV式中：R爆破地震安全距离，mQ炸药量，kg(齐发爆破总炸药；秒差爆破或微差爆破取最大一段药量)；K、a与爆破点地形、地质等条件有关的系数和衰减指数，可按下表选取，或由试

21、验确定； 爆区不同岩性的爆区不同岩性的 K K、a a 值表值表 岩性Ka坚硬岩石501501.31.5中硬岩石1502501.51.8软岩石2503501.82V爆破地震安全速度，cm/s,即测定地点建筑物基岩质点的允许安全震动速度，根据爆破安全规程规定见下表爆破地震安全速度（爆破地震安全速度（V V）值）值建筑（构）物V（cm/s）土窑洞、土坯房、毛石房屋1一般砖房、非抗震的大型砖块建筑物23钢筋混凝土框架房屋5水工隧道10交通隧道15围岩不稳定有良好支护10围岩中等稳定有良好支护20矿山巷道围岩稳定无支护302） 、爆破空气冲击波安全距离计算式露天裸露爆破时，一次爆破的装药量不得大于 2

22、0kg，并应按下式确定爆破空气冲击波对在掩体内避炮作业人员的安全距离计算式：325RQ式中：R空气冲击波对掩体内人员的安全距离，mQ一次爆破的装药量，kg，秒延期爆破时 Q 按各延期段中最大药量计算；毫秒延期爆破时，Q 按一次爆破的总炸药量计算。药包爆破作用指数 n3 时，空气冲击波的最小安全距离：对于人员：，K1取 10；1RKQ对于建筑物：1RKQ式中：R冲击波的最小安全距离，mQ一次爆破装药量，kgK1系数，n 为 2 时，取 25；n 为 3 时，取 510；药包埋入地表附近时，取 1040；裸露药包取 50150。n 为爆破作用指数：是爆破漏斗半径与最小抵抗线的比值。3） 、爆破飞石

23、安全距离计算式计算式：wknR220式中：R个别飞石的安全距离，m；n最大一个药包的爆破作用指数；w最大一个药包的最小抵抗线，mk安全系数，一般取 1.01.5。4） 、检算结果洞内施工爆破作业点最大装药量约为 21.6kg（按照单段起爆最大量） ，爆破震动安全距离（围岩不稳定有良好支护）：10.1m，冲击波影响距离 m（对人员）42.5，飞石距离为 60.8m。5 5 质量保证措施质量保证措施（1） 正确标示开挖轮廓线在爆破前画开挖轮廓线时应考虑施工误差和围岩设计预留变形量及画线误差等因素，在设计轮廓线外要据以加大尺寸。预留变形，级围岩段为 12cm，施工时进行量测按实测数据进行调整。（2）

24、 优化爆破设计根据隧道地质情况采用不同参数的光面控制爆破技术，不断总结、修正爆破参数使之达到最佳效果。（3） 保证钻孔质量炮孔间距符合钻爆设计，周边眼间距的误差不大于 5cm，辅助眼间距的误差不大于10cm，周边眼的外插角不大于 3 度；除掏槽眼、周边眼、底板眼外的其它眼孔方向应与隧道方向平行，要求孔底在同一平面上；钻孔结束后清孔，炮眼用炮泥堵塞，确保单孔装药质量。（4） 建立严格的激励、约束机制实行超欠挖奖罚制度，将奖罚数量与炮眼残留痕迹、超欠挖范围、超欠挖数量、炸药用量等直接挂钩，形成一套强有力的控制超欠挖管理办法。6 6 安全保证措施安全保证措施6.16.1 组织保证措施组织保证措施加强

25、对控制爆破的安全防护工作，确保安全，延延高速 LJ-10 标项目经理部分别成立爆破领导小组，项目经理部领导小组由项目经理任组长，爆破工程师任副组长；同时组建一支专业精干的安全防护队伍，并设立控爆防护办公室，由调度负责情况的收集和汇报。爆破施工安全防护管理见图 6-1。6.26.2 制度保证措施制度保证措施（1）岗位责任制爆破施工点成立爆破领导小组、警戒小组、爆破抢险小组、防护小组、危石处理小组、爆破物品管理小组。防护员、爆破员均按照各自的职责坚守岗位。（2）检查制建立一支安全防护队伍，对施工点的危石等进行检查，发现问题立即解决。（3）奖惩制对违章人员进行严格处罚，确保制度的落实，保证施工安全。

26、（4）安全技术教育和培训图图 6-16-1 项目部爆破施工安全防护管理工作保证体系网络图项目部爆破施工安全防护管理工作保证体系网络图1）坚持搞好“三级教育”(项目教育、分队教育、班组教育)。对新员工、实习生、特殊工种加强安全教育，增强安全教育，增强安全知识、强化安全意识。2）每月进行一次安全大检查，并应有相应的检查、整改记录。3）各班组应坚持“周一”的安全活动，组织学习有关上级文件及项目部所制定的有关规章制度、通知精神，总结上一周内安全工作，查找存在的问题并及时整改，安排本周的安全生产工作，并作好记录。 4）各班组长每天上班前，必须坚持实行“三工制度”(工前安全讲话、工中安全检查、工后安全总结)。在布置工作任务的同时，必须讲清安全注意事项。5）所有从事特殊工种作业人员必须经过培训，持证上岗。6.36.3 防坍塌措施防坍塌措施（1）开挖坚持“管超前、预注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测、二次衬砌紧跟”的施工指导思路。（2）采用