隧道施工爆破设计

隧道施工爆破设计方案

谷竹高速公路GZTJ-16标项目经理部二0一一年三月编制二、工程概况：2.1工程概述本合同段有隧道两座，分别为白鹤隧道和邵家台隧道，白鹤隧道为分离式隧道，左幅里程桩号为ZK90+890~ZK92+953，全长2063m，右幅里程桩号为YK90+915~YK92+924，全长2009m；邵家台隧道为连拱隧道，里程桩号为K87+785~K88+150，全长365m。2.2爆破区工程地质隧道区出露岩层单一，从地质调绘和区域资料：隧道主要穿越地层为强风化片岩、中风化片岩，变晶结构，片状构造，节理裂隙较发育，岩体较破碎，稳定性较差。3.1、洞身开挖施工（1）Ⅴ级围岩开挖Ⅴ级围岩洞口浅埋段采用超前大管棚支护，上下台阶预留核心土法开挖；Ⅴ级围岩深埋段开挖采用上下台阶预留核心土法开挖，台阶长度控制在5～10米之间。附：《Ⅴ级围岩段开挖步序图》；《Ⅴ级围岩爆破设计图》；《隧道Ⅴ级围岩开挖施工工艺框图》。三、隧道爆破方案《Ⅴ级围岩段开挖步序图》

白鹤隧道台阶开挖预留核心土法施工现场Ⅳ级围岩开挖

Ⅳ级围岩拟采用正台阶法施工，台阶长度控制在10～15m，每次开挖进尺控制在1.5～2m左右，开挖后及时施作钢格栅、锚杆、挂网、喷砼支护。出碴使用正装侧卸装载机装碴，自卸汽车运输。下台阶进行松动爆破后用挖掘机挖除。附：《Ⅳ级围岩段开挖步序图》；

《Ⅳ级围岩爆破设计图》；

《隧道Ⅳ级围岩开挖施工工艺框图》。《Ⅳ级围岩段开挖步序图》

Ⅲ级围岩开挖

Ⅲ级围岩节理裂隙不发育，岩体较完整，稳定性较好。拟采用全断面法开打挖。电雷管起爆，长臂挖掘进行找顶，出渣采用装载机装渣，挖掘机配合，自卸汽车运输。附：《Ⅲ级围岩段开挖步序图》；

《Ⅲ级围岩爆破设计图》；

《隧道Ⅲ级围岩开挖施工工艺框图》。《Ⅲ级围岩段开挖步序图》特殊地段开挖

①紧急停车带施工本标段隧道共设4处紧急停车带，根据设计图纸，4处紧急停车带均位于Ⅳ级围岩地段，由于紧急停车带断面大，根据紧急停车带使用长度40米的特点，为确保施工安全，开挖拟采用上下台阶预留核心土法进行施工。②人行横洞及行车横洞开挖本隧道共设置了6处人行横洞、2处车行横洞。车行横洞间距为675m，行人横洞间距为200~300m，人行横洞净空：2.5m（宽）×3.1m（高）；车行横洞净空：5.0m（宽）×6.5m（高）。人行及车行横洞拟采用上下台阶法开挖，横洞在正洞超前30米后进行开挖，横洞进洞时先进行超前支护，设置超前锚杆，挂钢筋网喷护。尤其在锐角部位，要加强支护。针对上述情况，结合施工生产要素及施工生产能力，按照“管超前、严注浆、短开挖、不(弱)爆破、强支护、快封闭、勤测量、速反馈”的施工原则，在拱部超前小管棚注浆预固结围岩的保护下，采用三台阶法进行施工，确保施工安全。拱部预留核心土，周边采用风镐开挖，核心土及中槽运用挖掘机开挖。Ⅴ级围岩爆破设计图Ⅳ级围岩爆破设计图钻爆设计

本隧道施工中将根据实际地质条件、开挖断面、开挖循环进尺、钻眼机具、爆破器材、振速要求编制爆破设计，采用光面爆破、预裂爆破和预留光爆层爆破技术相结合，达到减少爆破振动、降低噪音、使围岩成形圆顺、平均线形超挖控制在5~10cm、达到充分发挥围岩自承能力的目的。（1）设计原则①根据洞室围岩岩性、结构、构造特点合理选择周边眼间距E和最小抵抗线W，辅助眼交错均匀布置，周边炮眼和辅助炮眼眼底在同一垂直面上。②合理选择掏槽形式，采用直眼掏槽，保证达到最佳掏槽效果，掏槽眼比辅助眼深10~20cm。③严格控制周边眼（预裂眼）装药量，采用竹片上绑扎导爆索和光爆专用小药卷间隔装药，使药量沿炮眼均匀分布。钻爆设计

④合理分布掘进眼，以达到炮眼数量少，材料最省，同时石碴块度适中，便于装卸。⑤合理选择循环进尺，根据围岩状况、施工部位、工期要求及机械能力等因素来综合考虑。⑥合理选择爆破材料，采用2号岩石及乳化炸药，非电毫秒雷管、塑料导爆管、导爆索。⑦合理选择起爆顺序和爆破网络联接方式，采用导爆管起爆网路，毫秒雷管分段起爆，时差50~100ms，同时控制单段同时起爆装药量，确保临近洞室围岩中最大振速小于爆破安全规程允许要求。⑧动态设计、动态施工。根据开挖后断面量测、围岩量测和爆破振动监控结果，采用计算机信息化管理系统，不断优化爆破设计。光面爆破参数

①周边眼间距E，保证光面效果，避免过大的隧道超欠挖，取45～50㎝。②光面层厚度及炮眼密集系数，隧道爆破施工中主要指周边眼与内圈辅助眼之间的间距，取60～70㎝。③装药量：周边眼的装药量，通常以线装药密度表示。在光面层单独爆落时，周边眼的线装药密度一般为：0.15～0.25㎏/m（即每米1～2码药卷）；全断面一次起爆时，为减少炮眼残量，装药密度需适当增加，一般为：0.30～0.35㎏/m（即每米2～2.5码药卷）。④保证光面爆破技术措施：使用低爆速、低猛度，低密度、传爆性能好，爆破威力大的炸药；采用不偶合装药结构（缓冲爆破）；严格掌握与周边相邻的内圈炮眼的爆破效果，为周边眼爆破创造临空面；周边眼尽量同步起爆；严格控制装药集中度，必要时可采取间隔装药结构。（3）掏槽方式全断面掘进时采用直眼掏槽方式，掏槽断面26m2。（4）装药结构及堵塞方式①装药结构：周边眼用小直径药卷间隔捆绑在竹片上以控制药卷间距，药卷用导爆索串联传爆；掏槽眼、掘进眼均为连续装药，非电毫秒雷管传爆，所有炮眼均采用反向装药结构。②堵塞方式所有炮眼装药后均用炮泥堵塞，堵塞长度大于20cm。（5）起爆网路及起爆方式采用导爆管串、并联起爆网路。导火索、火雷管起爆，毫秒雷管传爆，起爆时差间隔50~100ms，以控制爆破震动迭加和减少单响最大起爆药量，减少爆破震动。（6）爆破震动验算按爆破安全规程查出需保护围岩允许振动值，反算最大单响起爆药量，校核爆破设计。（7）爆破效果及振动监控和爆破设计优化。1）爆破效果监测①超欠挖检查采用激光隧道限界检测仪检测开挖断面尺寸，与标准断面比较。②上半断面轮廓是否圆顺，下半断面轮廓是否平整。③爆破进尺是否达到爆破设计要求。④爆出碴堆是否较集中，飞石是否得到控制。石碴块度是否适合装碴要求。⑤炮眼痕迹保存率，硬岩不小于90%，中硬岩不小于70%，并在开挖轮廓面上均匀分布。⑥爆破振动监测结果小于爆破安全规程规定，围岩受扰动小，自稳能力强。2）爆破振动监控采用爆破振动监测仪监测爆破振动实际值，观测已支护段和需保护段围岩稳定情况，如有异常情况，及时加固并反馈调整爆破设计。3）爆破设计优化每次爆破后对爆破效果数据对比分析，优化爆破设计（8）施工注意事项1）严格按钻爆破设计进行钻眼、装药、接线和起爆，所有爆破工人均经过培训，持证上岗。2）钻眼前定出开挖断面中线、水平线和断面轮廓，标出炮眼位置。经检查符合设计要求后方可钻眼。3）炮眼开眼误差＜5cm，周边眼眼底不超出开挖断面轮廓线10cm。4）当开挖面凹凸不平时，按实际情况调整炮眼深度，并相应调整药量，使除掏槽眼以外所有炮眼底在同一垂直面上。5）碰到围岩节理、裂隙时，调整炮眼布置和装药量。爆破安全计算及防护措施

4.1爆破安全4.1.1爆破安全计算（1）爆破震动速度因爆破而引起的质点振动速度可按依据5推荐公式计算：V=K(Q1/3/R)α(12-1)式中：

K—与岩石、爆破方法等因素有关的系数；

α—与地质条件有关的地震波衰减系数；

Q—与振速V值相对应的最大一段起爆药量，Kg；

R—测点与爆心的直线距离，m；

α，K

值可以在现场通过小型爆破试验确定，也可以参见表8选取。(2)爆破飞石明挖部分飞石安全距离为200米，高压线在安全距离以外。在爆破过程中采用适当的覆盖防护，确保飞石不影响高压线。洞内掘进安全飞石不小于100米距离,本标段隧道对人员安全距离设定为150米，巷道内对设备安全距离设定为100米。（3）爆破防毒气安全距离计算：根据设计依据Rg=式中：Rg-爆破毒气的安全距离,mKg-系数，根据有关实验资料统计，一般取Kg的平均值为160；下风时，Kg值乘2Qg-爆破总炸药量查依据3得Kg=160故，本标段隧道控制最大单段装药量为Qmax=0.2589t。故毒气安全距离Rg=102米。4.2爆破警戒布置根据《大爆破安全规程》有关规定和爆破安全计算，结合隧道周围环境情况，设计爆破安全警戒点4个。警戒范围布置为：北侧100米、西侧100米、南侧100米、东侧100米。4.3爆破安全措施

1)严格遵守《爆破安全规程》和《大爆破安全规程》的规定。

2)认真组织爆破施工，对所有参加爆破工作的人员进行安全教育，对技术人员进行爆破交底，坚持持证上岗。

3)对警戒人员进行专门培训，严格按照设计位置进行警戒；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，按照设计发放。

5)禁止携带打火机、火柴和其它易燃品进入爆破现场。禁止在爆区内使用手机、对讲机等射频电。

6)安排专人负责起爆体制作，网路敷设和联接。

7)起爆体安放和导线联接必须按照规定进行，并随时注意网路短路。

8)采用绝缘照明，禁止使用普通手电和电灯照明。瞎炮处理

由于操作不良、爆破器材质量差等原因，引起药包没有爆炸。瞎炮危及安全，在发生瞎炮后，必须严格按照安全技术规范处理。一般处理方法是：a)引爆。即在瞎炮旁不大于30米处打一平行炮眼，装药引爆，使瞎炮殉爆。若无打平行条件炮眼