隧道爆破方案

重庆轨道交通三号线一期工程新牌坊~郑家院子、

郑家院子车站、郑家院子~唐家院子区间施工单位项目负责人项目总工程师项目安全质量负责人编制人2007年12月20日爆破方案一、工程概况该工程属重庆轨道交通公司新建轻轨3号线一期工程，位于重庆市渝北区，本标段主要由三部分组成，即一个地下车站和两个地下区间线路总长1487.347m，其中新郑区间长894m,郑家院子车站163.8m，郑唐区间427.947m。新郑区间由上下行两条单洞单线组成，起讫里程为SK14+753.67-SK15+647.25，线路位于半径分别为325m、338m的曲线上。其中SK14+753.67〜SK15+113为明挖段，SK15+113〜+647.25为暗挖段，埋深为5〜14m。郑家院子站为三层地下岛式车站，为明挖地下车站，埋深2m,主体结构为箱型框架结构，结构总宽20m。郑唐区间为单洞三线结构，起讫里程为SK16+112.053〜SK16+540明挖地下段，其中SK16+340〜SK16+540段为敞开段。主要工程数量包含:开挖土石方41万方，回填土石方20万方，灌注砼数量76391方，喷砼数量10390方。二、工程地质该标段地表上覆人工填土、粉质粘土、强风化基岩，下伏基岩为呈互层状的砂岩和砂质泥岩，岩体呈大块状的砌体结构，裂隙不发育〜较发育，岩体较完整，地下水贫乏。或厚度小于1.5倍压力拱高度的中等风化砂岩和砂质泥岩，洞室围岩V级。上覆层及下伏层厚度在本标段内变化较大，地质构造复杂。隧道暗挖段围岩类型分别为IV、V、VI级，其中IV级围岩长696.32m，▽级围岩长236.769m,VI级围岩长136.78m。三、工程特点及周围环境1、本标段工程位于重庆市主城区，钻爆施工不但要有严格的安全要求，而且还有严格的减震、降噪要求。2、本标段车站工程及郑唐区间工程所处地段地面建筑物众多，地下管网密布。新郑区间暗挖区间埋深较浅，上面为新溉路双侧六车道，属重庆市交通主干道。施工时要严格控制地面的沉陷值，要将爆破时的振速控制在允许范围内，以免造成地面建筑和地下管线的破坏。3、合同工期短计划施工工期为2007年12月20日〜2009年3月20日。4、周围主要建筑及管线在新郑区间起点有一展厅位于轨道中线，明挖区间在下行线中线左侧18米有一高层建筑（科技大厦）。暗挖区间位于新溉路中央绿化带下方。部分路段两侧有多间一层砖房，进行商业经营。车站段及郑唐区间两侧有高层建筑，下行线中线左侧40米有一高层建筑（巴蜀丽景小区），上行线右侧约23米有一加油站，新溉路两侧人行道下均有多种管线（中国移动、网通、电信、联通、雨水管、污水管、给水管、高压力、天然气管）。在郑唐区间终点处有一二层建筑（公安信访）。距上行线中线约20米。四、爆破方案1、设计原则）采用非电毫秒微差起爆网络，预裂和掏槽技术，减少震动效应，保护围岩稳定性，避免对周围建筑物的损坏及干扰。）选择合理的孔网参数及施工工艺，达到较好的爆破效果。在爆破中做到杜绝欠挖，控制超挖。2、设计依据1）重庆轨道交通三号线一期工程7标施工设计图。2）重庆轨道交通三号线一期工程7标施工组织设计。）爆破工程施工技术手册。4）施工作业区地质情况及周围地形情况。5）根据工程地质条件，开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺，钻眼机具和爆炸材料等进行钻爆设计。3、爆破开挖质量标准及振动标准1）爆后围岩稳定，无大的掉块或坍塌，平均线性超挖量小于10cm（最大点超挖量小于20cm），炮眼利用率达到100%,炮眼痕迹保存率250%。2）按照《爆破安全规程》对各类建筑物允许振动速度作出的规定，进行控制爆破振动。采用爆破振动量测数据作为信息化管理目标。3）爆破噪声管理标准。爆破噪声管理基准为90dB4、爆破方案1）爆破区域及爆破类型根据工程类型，我管段工程爆破区域分为三种，新郑区间的暗挖隧道施工；新郑区间、郑家院子车站及郑唐区间的明挖施工；抗滑桩的挖孔施工。新郑区间暗挖隧道采用微差减震光面爆破法，明挖段采用微差减震浅、深孔松动爆破法，孔桩采用微差减震浅孔松动爆破法。2）区间暗挖隧道爆破方案区间暗挖隧道围岩级别均为IV、V级，交替出现，围岩自稳性较差，根据围岩地质结构的自身特征，隧道设计断面尺寸，结合长期隧道施工经验。对比隧道开挖过程中的安全、质量、进度、效益各方面的相应关系。经理部组织了爆破方案科研小组进行讨论，以经理为组长，总工为副组长。首先为避免隧道大面积塌坍、严格控制地面沉陷值，全隧中暗挖区间选用微差减震光面爆破法进行爆破。上下台阶法施工。（1）爆破施工顺序：准备工作：根据测量仪器定出中线，标高。进而用红油漆按施工图结构尺寸画出开挖轮廓线。钻眼：采用手持YT-28风钻钻孔，孔径42mm。钻眼要求：掏槽眼、周边眼是光爆的关键，眼口和眼底误差均应控制在5cm以内，困难地段则不应大于8cm，周边眼钻孔位置应定在轮廓线上，其他眼根据掌子面围岩情况合理分布。装药：装药前应将炮眼用高压风冲洗干净，以力求最佳光爆效果和降低药量。起爆作业：各炮眼的导爆管引线连接采用一把抓形式(见图)，连接线必须采用同种秒段导爆管，尾线不小于5米。起爆顺序：掏槽眼-掘进眼-内圈眼-底板眼-周边眼。(2)爆破作业流程(3)技术要求及爆破参数掏槽炮眼布置在开挖断面的中部，掏槽爆破在整个断面爆破中往往产生最大的地震动强度；掏槽爆破只有一个临空面，需用最大的装药密度来破碎和抛掷这部分岩石，为随后爆破的炮眼提供第二临空面。因此，从掏槽效果及减少地震动强度等方面的综合考虑，采用斜眼掏槽，多设掏槽眼排数及空眼数，减小集中爆破强度及振动强度。掏槽眼深度比其余炮眼加深0.2〜0.3m。（如图1）周边眼沿设计开挖轮廓线布置，以保证爆出的断面达设计要求；周边眼间距（E）的确定直接影响爆破效果，因断面较小或围岩软弱，破碎等成形要求较高，在施工中取较小值，一般情况下周边眼抵抗线（W）均应大于周边眼间距（E）。辅助炮眼交错均匀布置在周边眼与掏槽眼之间，力求爆下的石碴块度适合装碴的需要，周边炮眼与辅助炮眼的眼底应在同一垂直面上，以保证开挖面平整。开挖时，除周边眼应严格控制用药量外，并应控制邻近周边眼的内炮眼的药量。钻爆参数应根据围岩变化情况和爆破效果情眼的内况及时调查，及时调整，保证爆破轮廓整齐平顺。炮眼钻孔直径42mm,除周边眼外其它炮眼均采用35mm药卷。周边眼采用25mm小药卷。均采用防水乳化炸药。孔外采用火雷管起爆，连接件及孔内均采用非电毫秒微差雷管（1〜15段）。火雷管采用导火索引爆，周边炮眼间隔装药采用传爆线传爆。（如图2）钻爆参数钻爆参数的确定采用理论计算方法、工程类比法与现场试爆相结合而取得。炮眼深度L:爆破设计的炮眼深度主要受爆破地震动强度控制，其次根据围岩级别、岩石类型、构造、隧道断面等确定。炮眼数目N:根据岩石软硬、节理裂隙及掘进深度确定单位面积钻眼数量，根据施工图提供地质情况，暂定单位面积钻眼数目为1.5个（未包括周边眼），施工过程中根据实际情况进行调整。周边炮眼间距：周边炮眼采用经验公式和工程类比法确定：E=（8-12）d（d为炮眼直径），抵抗线：W=（1.0-1.5）E，装药集中度：q=0.1-0.15kg/mo掘进炮眼深度L:为降低爆破地震动强度，循环进尺根据开挖部位不同来确定，掘进炮眼深度L根据循环进尺来确定。确定抵抗线W:抵抗线通常均小于炮眼深度，否则各个炮眼将成为独立的漏斗爆破，达不到理想的爆破效果。当炮眼直径在35〜42mm的范围内时，抵抗线W与炮眼深度有如下关系式：W=（15〜25）d，或W=（0.3〜0.6）L在坚硬难爆的岩体中，或炮眼较深时，应取较小的系数，反之则取较大的系数。单眼装药量：除周边眼之外的炮眼装药量均可按以下公式计算：q=kxaxWxLxe（kg）式中q一单眼装药量（kg）k—炸药单耗（kg/m3）a一炮眼间距（m）W一炮眼爆破方向的抵抗线（m）L一炮眼深度（m）e—炮眼部位系数e一炮眼堵塞堵塞作用使炸药在受约束条件下作充分爆炸应力提供能量利用率，因此堵塞长度小于20cm，堵塞材料采用炮泥（砂:粘土:水=3:1:1）。堵塞质量要求密实，不能有空隙和间断。（详见图3:台阶法炮眼布置图）

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隧道开挖段200.4*hh=1500.25*h2000.35*h非电毫秒雷管图1掏槽形式非电毫秒雷管图2一把抓连接式表1台阶法爆破参数上台阶炮眼种类数量(个)装药集中度(kg/m)雷管秒段掏槽眼空眼4掏槽眼4掏槽眼4辅助眼9内圈眼15周边眼33底板眼10合计79下台第一排炮眼10第二排炮眼10第三排炮眼10第四排炮眼10第五排炮眼10第六排炮眼10底板眼10合计700.751，0.633，0.435，0.47，0.209，0.6311，身阶0.571，0.573，0.575，0.577，0.579，0.7111，0.6313，(4)爆破信息反馈、进行爆破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。根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况，修正眼距、用药量，特别是周边眼。根据爆破后石碴的块度修正参数。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。根据爆破振速监测，调整单段起爆炸药量及雷管段数。根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度，爆破眼眼底基本上落在同一断面上。明挖及敞开段大开挖石方爆破方案采用深孔松动爆破为主，浅孔松动爆破为辅的爆破开挖方法。(1x浅控松动爆破方案在石质埋深较浅或开挖至设计开挖基底时，采用浅孔松动控制。钻孔采用风动凿岩机钻孔直径D=42mm，孔深2-3m，爆破材料采用岩石硝铵炸药，工业中燃速导火索，火雷管、非电微差雷管起爆。主要爆破参数设计如下：爆破的最小抵抗须朝向线路方向，爆孔沿线路平面垂直排式布置。孔深：L=2.0.m孔距：a=1.2m排距：b=0.8a=0.96m(根据岩软硬程度取用)抵抗线：w=1.2m装药长度L,=2/3L=1.3m单孔装药量：根据施工图纸提供的地质情况，该爆破为砂质泥岩、泥质砂岩、砂岩覆盖层风化严重，节理裂隙发育，单位炸药单耗量取k=0.3kg/m3kgkg（取K=0.3kg/m3m（取a=1.2m）m（取W=1.3m）kgkg（取K=0.3kg/m3m（取a=1.2m）m（取W=1.3m）m（取L，=1.3m）w爆孔抵抗线L爆孔深度、爆破规模确定：

用爆破地震安全距离控制装药量。地震安全距离用下式计算：即：Q安全=R1/m(V安全/K)1/a.m其中：Q安全------为一次爆破允许的安全装药量，齐发爆破取总药量微差爆破取最大一段装药量：kgR安全------爆破振动安全距离mV安全安全允许振动速度cm/s取m=1/3取K=250取a=1.8取V安全=2.0cm/sm------装药指数k------与爆破条件有关系数a------与地质条件有关系数V安全取m=1/3取K=250取a=1.8取V安全=2.0cm/s建筑物与爆源距离R；m)允许齐发炮孔个数最大装药量齐发(kg)空气冲击波距离(m)1050.9724.7520101.2226.7030201.4027.9640401.5328.8050601.6529.54(2)、深孔松动爆破方案在石质埋深较深时，采用深孔松动控制。钻孔采用电动钻孔机钻孔直径D=100mm，孔深6-8m，爆破材料采用岩石硝铵炸药，工业中燃速导火索，火雷管及非电微差雷管起爆。钻爆设计参数：①钻爆台阶高度：H=6-8m底盘抵抗线：W=(0.5-0.8)H钻孔直径：D=100mm钻孔深度L=6-8m:钻孔孔距：a=（2.5-3）m钻孔排距；B=asin60°=0.86a装药深度；L1（4-7）m堵塞长度：L2=（75-30）D超钻深度：h=（0.15-0.3）W装药单位消耗量：q,=0.5kg/m3装药线集度：q=6.0-7.5kg/m单孔装药量：单排孔爆破方式（近邻自由面）每孔装药量按下式计算：Q=q，aWL1——（1）其中：q单位炸药消耗量（kg/m3）TOC\o"1-5"\h\za孔距（m）L1------装药深夜（m）w底盘抵抗线（m）多排孔爆破时，从第二排孔起，以后多排孔每孔装药按下式计算：Q=K.q,.a.b.L1——（2）其中：K考虑受前面各排的矿岩阻力作用的增加系数，一般取1.1-1.2b排距（m）其余式中各符号合同（1）式。②安全指标检算：爆破震动安全距离检算。R安全=（K/V安全）1/aQm——（3）式中：V------质点振动速度（爆破源距建筑物距离）（cm/s）Q------爆破规模（齐发爆破为总药量，微差爆破为量大段药量）（kg）R------从爆源至建筑物的距离（m）m------装药量指数K------与爆破场地条件有关系数a------与地质条件有关系数4）孔桩爆破方法当孔桩地质为石方无法人工开挖时，采用浅孔松动爆破，电雷管微差起爆。掏槽眼采用五眼直眼掏槽，掏槽深度1.2m。掏槽眼（中间设空眼）每个孔装药0.2Kg，周边眼按间距0.5m布置。炮眼深度1.0m。周边眼每孔装药量0.1Kg。五、安全爆破管理制度1、管理制度建立健全安全爆破管理组织机构。经理部成立以项目经理为组长，项目副经理为副组长的管理领导小组，负责本项目的现场安全管理工作。施工中必须坚持“安全第一，预防为主”的安全生产方针。严格遵守国家、建设部的有关安全生产的法律法规，及本项目工程招标文件的相关要求，组织安全生产。制定安全制度。经理部管理领导小组按旬、月或组织不定期的安全设施和措施落实情况检查，对安全设施不全或措施落实不力，责成限期整改。经理部安全员负责本项目日常施工的安全检查和监督。施工现场的人员，必须配戴安全帽与其它安全装置。施工现场设置指示标志，危险地区有“危险”或“禁止通行”的标志，夜间加设警示灯。定期召开安全生产会议，研究本项目安全生产情况，发现问题及时解决处理。把安全技术教育纳入职工教育计划，使全体职工都懂得本职工作的安全知识，自觉遵守安全法规。工班每日班前要进行安全教育。2、安全爆破作业机构图爆破负责人：李新民安质室：赵学军爆破技术人员：张延立材料室：曹增梅领工员：王庆宏爆破班长监炮员—爆破员六、城区爆破微震措施1）离工作面约50m处挂设用铁丝编排的厚草帘或废旧轮胎片阻波墙。不爆破时卷起，爆破时放下，以阻挡爆破冲击波，减弱噪声。2）竖井口盖上能吸收冲击波、声波的多孔性材料，上面再用铁丝网压住。3）合理安排爆破时间，尽量把爆破安排在爆区附近居民上班时间进行，避免在晚23:00至早晨7:00之间进行爆破作业。4）爆破时在地表用哨声示警，让居民有一个心理准备，不致于被惊吓。5）作好工地围挡工作，布置好警戒。6）将掏槽区尽量靠近断面底部，以增大掏槽爆破时爆源至地表的距离，减轻掏槽爆破对地表物的振动影响，7）加强爆破振动监测、地表沉降临测及隧道变形量测工作。爆破后各项监测是爆破中的重要组成部分，是检验设计与施工正确与否、控制爆破振动危害的有效手段。监测系统见图。测点布置数据量测数据分析k方案调整测点布置。研究爆破地震动波传播规律通常是沿爆破区径向或环向布置1条或几条地表测线或1条隧道内测线，径向测点按对数曲线布置，测点应放在同一地层或基础上，每一测点最好能同时测3个方向量。观测爆破振动对建筑物影响的测点则应布置在被测地表建筑物附近的地表、基础或建筑物上。沉降监测应降测点布置于沉降处表面。量测数据的处理。应用公式V=K（Ql/3/R）a及一元回归法对所测得的数据进行回归分析，得到与介质、地形有关的系数K、a,从而可得到质点振速V的衰减规律，然后根据上式、允许最大振动速度、爆心距日，反算出允许的一次起爆药量Q。根据沉降数值计算沉降值，推断沉降均值及沉降趋势。将得到的振速与安全判据（有关规程所规定的允许振动速度值）相比较，可以判断建筑物、构筑物是否安全。若所测得的振动速度值大于允许值时，则应采取减振措施。8）采取短进尺，减少装药量，达到减振效果。9）延长各种炮眼间爆破间隔时间。10）必要时在开挖边线加设一排减震孔，减小爆破振动。爆破安全措施1、隧道钻孔安全1X钻眼前，应检查工作环境的安全状态，应待开挖面清除浮石以及瞎炮处理完毕后方可进行钻眼作业；2X凿岩台架在碴堆上钻眼时，应保持碴堆的稳定；3X用电钻钻眼时，不得用手导引回转的钎子、用电钻处理被夹住的钎子；4X不得在残眼中钻眼；2、装药起爆安全1）装药前，非装药人员应撤离装药地点；装药区内禁止烟火；装药完毕，应检查并记录装炮个数、地点；2）不得使用金属器皿装药。3）起爆药包应在现场装药时制作。4）起爆应由值班人员监督和同一指挥；5）导火索起爆时，点炮人员必须有计划地依次点炮并选好撤离线路及躲炮地点。每人每次点火应以信号雷管控制点炮时间。信号雷管的引线长度应比最短的点炮引线短0.8m其总长不得小于1m。6）火花起爆必须用导火索或专用点火器材，严禁用火柴、烟头和打火机。爆破中应记录起爆个数，最后一炮响后20min，方准进入爆破区检查。3、防护安全1）根据爆破情况采取有效防护。2）无法撤离的机具、支护工程进行表面覆盖。3）构件支撑的立柱不得置于虚碴和活动石块上。在软弱围岩地段，立柱底面应加设垫板或垫梁。4）在碴堆上上作业时，应避免踩踏活动的岩块。5）在梯、架上作业时，安置应稳妥，应有专人监护。6）清除开挖面上的松动岩体、开裂的喷混凝土时，人员不得处于被清除物的正下方。4、火工品管理制度1）炸药、雷管的采购、运输、储存、使用，除严格遵守国家对火工产品的管理规定外，还必须按下列有关规定执行：2）该工程所需的炸药、雷管的总消耗量由材料部门向当地火工产品的主管部门写出书面申请报告，经批准后分期分批购买，实行配送制。3）火工产品的运输按有关法律、法规实行配送。4）火工产品不储存在施工现场，根据现场需要量，提前上报爆破计划数量，时间。由专营主管人员按时配送至现场。5）炸药、雷管在本次爆破未使用完的，按规定立即返退回专营公司。6）火工产品的使用：火工产品的领退，现场使用，必须由经过正规培训、考试合格、取得放炮员资格证书（有效期内）的专门人员担任；放炮员必须佩带炸药、雷管存放木箱，并分别加锁关闭，在使用地点才准打开；只准由放炮员装引药，爆破工作面装填炮眼药卷。现场主管可指定2〜3人协助放炮员进行；炮眼装药量必须按爆破设计的规定进行。7）发爆器的把手只准放炮员一人保管和使用；8）放炮工作在通往爆破点的所有通道，必须站岗放哨撤出人员，警戒范围为爆破点半径60米。将炮眼炸药、雷管装完后，只能由放炮员一人连接母线并走在最后，吹哨撤人；在爆破作业时，由于工点处在主城区，爆破时间将与当地有关部门协商；根据GB13533-92《爆破安全规程》，爆破时必须同时发出声响和视觉信号，使危险区的人员都清楚地听到和看到。第一次信号（预告信号）所有爆破无关人员应撤到危险区以外，或撤到指定安全地点，在危险区入口处设立岗哨。第二次信号（起爆信号）确认人员和设备全部撤离危险区，具备安全起爆条件时，方准发出起爆信号，根据起爆信号，准许起爆。第三次信号（解除警戒信号）经检查人员检查确认安全后，方准发出解除警戒信号，在未发出信号之前，负责警戒的人员应坚守岗位，除爆破工作领导人批准的检查人员外，不准任何人进入危险区。5、安全宣传施工现场设置安全宣传标语牌，在爆破危险地点按《安全色》和《安全标志》要求悬挂标牌。在附近小区及交通醒目处张贴爆破告示，让附近居民了解工程爆破情况，做好安全防护措施。给当地居民发放关于工程爆破情况的传单，让居民掌握爆破时间、地点，做好思想准备。爆破作业岗位责任制1、爆破工程负责人岗位责任制项目经理是爆破工程安全工作的第一责任人，应认真贯彻和带头执行国家、行业和上级主管部门制订和颁发的有关爆破工程安全政策、法律、法规及有关规章制度，确保工程安全顺利施工和社会安定。主持审查爆破工程专项设计方案，审批建设工程爆破器材消耗总计划。每周主持一次安全办公会议，把爆破安全工作列入重要议事日程在布置、检查、总结、表彰工作的同时，要同时布置、检查、总结、表彰爆破工程安全工作。经常深入施工现场，检查事故隐患，对查出的安全问题，做到件件落实到人头，切实整改。若发现爆破器材在采购、储存、使用中交接不清，数量、品种不符，偷盗、转移、爆破事故等情况，必须本着“三不放过”的原则，一追到底，严肃处理，并及时报告公安部门，配合追查处理。2、爆破技术人员岗位责任制1）严格执行经理部制订的各项安全规章制度，认真作好爆破施工方案，制订爆破作业的安全技术要求。2）负责对爆破作业人员现场的安全技术交底，定期对爆破作业人员进行爆破安全教育。3）加强爆破施工过程的安全技术管理，对现场的施工技术、安全负责。4）负责监督检查爆破器材的领取、使用、退库情况，并制订落实措施。5）制订盲炮处理的技术措施，负责盲炮处理的技术指导，现场未完成爆破作业不得离开现场。6）负责监督检查爆破中防护措施和安全警戒的落实情况。7）定期组