水电站工程爆破方案优化

施工技术方案申报表

(山西水工01标［2023］技案()02号)

协议名称：山西省河曲引黄浇灌工程01标协议编号：HQYH—JS-2023-01

致：山西省水利水电T程监理企沙河曲引黄浇灌工程监理部

我方已根据施工现场实际状况完毕了隧洞开挖爆破方案B勺编制,并经我方技术负责

人审杳同意，现上报贵方，请审批。

附：1、隧洞开挖爆破方案

承包人：山西省水利建筑工程局

河曲引黄工程项目部

项目经理：

日期：年月日

监理机构将另行签发审批意见。

监理机构：山西省水利水电工程监理企业

河曲引黄浇灌工程监理部

签收入：

日期:年月日

阐明：本表一式工份，由承包人填写，监理机构审核后，随同审批意见承包人、监理机构、

设计代表各1份。

山西省河曲引黄浇灌工程

隧洞开挖爆破方案

协议编号：HQYH-JS-2023-01

山西省水利建筑工程局

河曲引黄工程项目部

二0一0年三月二日

隧洞开挖爆破方案

在前期准备工作完毕后，便进行隧洞的进出口石方明挖和主洞石方洞挖。

进出口石方明挖分为强风化岩开挖和一般岩石开挖。强风化岩开挖措施同

一般土方开挖，拟采用In?反铲挖机自上而下、分层依次开挖的措施进行开挖;

一般岩石开挖采用爆破法进行，为了保证周围岩面的平整，将采用浅眼微差控

制爆破、预裂爆破、保护层一次性开挖互相结合措施，采用自上而下、分层依

次开挖的措施进行开挖。

主洞开挖重要分为H、III、IV、V类围岩，采用手风钻钻孔，全断面一次

性开挖，周围采用光面爆破，每次钻孔深度根据围岩类别不一样及实际状况确

定进尺。

一、进出口石方明挖

根据各洞石方明挖的高度和详细施工特点分别采用不一样的开挖措施。

根据各洞口勺石方开挖特点，拟采用钻爆法进行开挖。针对本工程小断面H勺

沟槽爆破，发明临空面、选择合理日勺爆破参数尤为重要。这样既能消除炮根又

不会破坏边坡。由招标图可知，各部位石方开挖量较小、开挖深度不等，且成

型断面较小。因此选择手风钻钻孔。其长处为：①孔径较小，可精确控制装药

在1.5m如下取：a=l.()m、b=0.8m；孔深在1.5m以上取：a=2.0m>b=1.0m。保

护层一次性开挖取：a=1.0m、b=().8m,通过现场试验确定实际爆破参数。

3)单位耗药量q：根据地质状况及以往施工经验取：q=0.35〜0.4()kg/nA

并取偏大值q=0.4kg/m3和每米装药量1.0kg进行验算，从而确定单孔药量及最终

封孔长度。验算成果见表lo

表1石方明挖爆破参数表

梯段炮眼钻孔钻孔底盘单孔堵塞最大单响

孔距排距单耗

高度深度孔径倾角抵御线装药量长度药量

(m)(m)(kg/m3)

(m)(m)(mm)(0)(m)(kg)(m)(kg)

114290().81.()().80.320.68

1.51.542900.81.00.80.480.52

0.4<20

2.02.042901.02.01.01.60.40

3.03.042901.02.01.02.40.60

阐明采用632mm2#岩石钱锦炸药持续装药，梅花形布孔，非电导爆管亳秒微差爆破。

4)孔深H：根据施工经验，结合开挖分层状况，最大孔深控制在3m如下。

5)单孔装药量Q：计算公式如下：

Q=abqH(kg)

通过表1验算工作，不难看出，所选各项参数都在设计范围之内，并且都

比较精确。尤其在2.0m如下的保护层开挖中，也可运用。堵塞长度即孔深去掉

卜部柔性垫层H勺20cm和装药长度，所剩长度满足封孔规定。

(2)周围光面爆破参数的选择

1)光爆孔抵御线Wmin确实定：

Wmin=(10〜20)d=0.8mo

2)孔距a确实定:

周围光爆孔时孔距a=(0.6〜0.8)Wmin=0.6mo

3)周围孔线装药密度Q线确实定：

(3线=4@\¥1田1](其中q=0.15〜0.25kg/m3,软岩取小值，硬岩取大值)。

=0.lOkg/nio

4)炮孔底部柔性垫层厚度h确实定：

根据以往的I爆破经验，对于保护层开挖时，孔深在2.5〜5.0m以内的|垫层厚

度h=30〜40cm,本标段取30cm0

2、爆破施工工艺

爆破效果H勺好坏与起爆前各施工环节的工艺密不可分，只有充足的施工准

备和合理啊工艺，才能进行联网起爆。

(1)施工准备

在开挖前，需重新测量放线，并布置风、水、电、路，作好石方开挖的准

备工作。供风管路重要为钻孔机械手风钻使用。施工用水为后期混凝JJ尧筑所

用，施工用电为临时照明和后期混凝土所用。

施工供风：石方开挖的造孔机具所需动力重要依托风力来保证。按照整体

施工进度安排，在各部位布置一台20m'/min或12m3/min电动空压机。

施工道路：石方开挖的出渣道路采用新修的临时施工道路U

弃渣场：本工程开挖出H勺渣料，由自卸汽车运往开挖部位近来的业主指定

的弃渣场。

(2)钻孔

施工准备工作完毕后，按照确定爆破的参数绘制开挖布孔图并进行测量放

样，依图进行现场布孔、钻孔工作。

（3）装药、堵塞与爆破

①.装药构造：根据工程经验，光爆孔采用不偶合间隔装药，孔内装导爆索

起爆，以保护保留岩体不受破坏，其详细装药构造见图Io保护层开挖时的主炮

孔采用持续装药构造，并在底部设20cm的柔性垫层。保护层上部的开挖主炮孔

同样采用持续装药构造，孔内导爆管雷管起爆。

-I

t

图1周围光爆孔不偶合间隔装药构造示意图

②装药与堵塞：装药时，先将孔内的粉渣及积水用不大于孔径的吹风管吹

冲洁净，按照设计装药量和堵塞长度进行装药、封堵。对于间隔装药要提前探

孔，确定孔深后用木棍将导爆索伸入孔底，然后按设计分段装药。药包间隔处

用土充填。

（4）联网.爆破

起爆网络是最终决定爆破成败的关键。采用火雷管引爆，孔内采用高段位

的导爆管雷管，孔外低段位雷管接力，主炮孔先起爆，光爆孔后爆。整体形成

导爆管接力起爆网络。最大单响控制在20kg以内。

（5）石渣挖运

采用装载机装，lot自卸汽车运至业主指定日勺弃渣场。

3、安全距离控制

I）飞石安全距离

目前，常用下述公式计算飞石安全距离：

R=20Kn2W

式中：K—安全系数，一般取（1.0〜1.5）。根据上式计算飞石安全距离见表

2o

表2个别飞石距离估算表

经验公式：R=20n2WK

FF计算成果

参数含义取值

n计算药包作用指数按加强抛掷爆破计，n=1.5

RF=225ITI,根据爆破

W最大一种药包最小抵御线根据爆破设计，w取2.2

安全规程，取400m

KF安全系数对于山谷地形，KF取2.0

2）空气冲击波与噪声的安全距离

空气汗击波作用下日勺安全距离事要与爆炸药量有关，一般可用下式计算：

R=KQI/2

式中；R—安全距离；

K-安全距离系数；

Q一单响药量3

根据以上计算并结合爆破安全规程，本工程中爆破安全距离按40（）控制。

4、安全措施

鉴于本工程爆破部位比较分散，因此对施工作业要进行统一领导和管理,

并制定严格日勺管理作业制度，遵照国家“爆破安全规程”有关法律和法规。火

工材料配有网络跟踪卡。专人领用，专人负责，剩余材料必须及时返库，不得

私自寄存。

制定统一爆破时间，每次都确定警戒范围，放警戒信号。

5、进出口开挖资源配置

（1）机械选型

石方开挖造孔机械为手风钻。

挖装机械选用为In/反铲挖机，配10t自卸汽车。

（2）设备配置

所需设备需根据施工最高强度配置，详细配置详见表3

表3石方明挖施工设备配置表

序号机械名称规格型号单位数量备注

1电动空压机20m3/min台2

2电动空压机12m3/min台7

3手风钻YT-2X台36

4挖掘机Im3台9

5自卸汽车lOt台18

（3）劳力组织

所需劳力根据机械日勺定额定员配置，详细配置见表4。

表4劳力配置表

序号班组名称人数工作内容

1钻爆人员70钻孔、装药、放炮、警戒

2空压机操作9供风及维修，（包括流动内燃空压机操作）

3挖装人员30挖石方，运送石方至场地

4辅助人员28电工11人，炸药库3人，工地看守4人，机修1（）人

5管理人员33钻爆队长4人，安全员11人、技术员4人，材料员4

6小计170

二、主洞石方洞挖

引水隧洞开挖纵坡为1/2023,洞身开挖断面面积较小，围岩类别为II、m、

IV和V类，为小型断间。1#、2#、3#隧洞开挖断向积（II、111）、IV和V类分别

2

为9.9m2、12.4H?和12.9m；为隧洞开挖断面积DI、（MV）类分别为6.（）8n?

和8.180?；5#隧洞开挖断面积IH、（IV、V）类分别为4.54m2和6.37n?；I#隧

洞段支洞开挖断面积（IV、V类）为6.74n?；5#隧洞段斜井开挖断面积（川类）

为4.9nf；隧洞开挖采用YT-28型手风钻钻孔，全断面一次性开挖，周围采用光

面爆破，每次钻孔深度根据围岩类别不一样，随时调整深度。对于隧洞段.出

渣采用扒渣机装it农用三轮车运送至洞外，再用ZL30装载机装5t自卸汽车运

往业主指定日勺弃渣场。

1、石方洞挖工艺流程详见图2

图2石方洞挖施工程序图

（1）测量放样

本工程日勺测量放样由项目部下设的测量队负责进行，首先根据洞口平面布

置图以及业主提供日勺测量网点、以插网日勺形式加密，设置施工控制网点，作为

施工放样日勺根据。测量放线采用常用日勺水准仪和全站仪进行。所采用日勺测量仪

器自身日勺精度要符合水利水电工程测量用仪器的精度规定。施工测量放样采用

全站仪，采用前方交会法，然后根据设计提供的洞轴线控制点坐标，定出洞轴

线中心桩和开挖边坡范围线、高程等，作为施工控制根据，并将测量成果报监

理工程师，同意后方可开始开挖施工。

洞内控制测量按施工测量规范规定进行，首先运用洞口布置日勺控制点采用

施工导线法将洞中心线引至洞内，根据施工的需要，在洞内底板部位日勺合适位

置作相对固定的轴线中心控制桩点。轴线控制桩点要制作牢固，其精度要符合

规定，在施工过程中，要注意对桩号日勺保护，洞子开挖进尺到达一定长度后，

继续向前作轴线中心控制点，直到控制点能控制整条支洞的I开挖为止。洞底开

挖高程同样用导线法从洞口向洞内测引，并在洞内相对固定的地方作高程控制

点，以便在开挖过程中能及时控制开挖掌子面的高程。测量放线应每循环进行

一次测量放线。

（2）钻孔孔位布置

根据前面啊爆破参数对洞身各类围岩石方洞挖的炮孔孔位进行布置，其炮

孔布置图详见图3、4、5o

360

II、III类围岩IV、V类围岩

图31#、2#、3#隧洞炮孔孔位布置图（单位：cm）

250296

in类围岩IV、V类围岩

图44#隧洞炮孔孔位布置图（单位：cm）

e

IV、V类围岩in类围岩

图55#隧洞炮孔孔位布置图（单位：cm）

（3）钻孔

本工程石方洞挖所有采用带气腿的YT-28型手风钻进行钻孔，钻孔时分上、

F两部分同步进行，钻下半部分炮孔时，将手风钻气腿支在洞底直接进行钻孔,

钻上半部分炮孔时，先在隧洞腰线位置搭设脚手架，脚手架上铺活动木板或架

板形成工作平台，而后将手风钻支在工作平台上进行钻孔。

在钻孔前，首先要根据钻孔深度和设计纵坡支放好手风钻。在钻孔过程中

要随时检查钻孔角度，如发现偏差要及时调整，使各部位钻孔的孔位偏差控制

在招标文献技术条款和规范所规定的容许偏差范围内，以提高钻孔质量。

（4）清孔、装药、封堵

钻孔完毕后，要及时对每个炮孔进行清孔，清孔采用风管进行吹清。清孔

完毕后根据各孔的装药量用人工装药。在对掏槽孔和辅助孔（崩落孔）装药时,

先将一种药卷放进炮孔口，接着次序装入两到三个药卷，最终用木制炮棍轻轻

将药卷推至炮孔深处。周围孔采用间隔不偶合装药构造（见图6-7）,装药时，

每个药卷之间按设计留有一定的间隔，一般在周围孔孔口只装半个药卷。装药

后，用事先拌制好的炮泥或者其他封堵材料对每个炮孔进行封堵，孔口封渚要

密实。孔内炸药一般采用2号岩石炸药，在有渗水出现时，采用防水乳胶炸药。

封堵段炸药

导爆索八七

/

图6周围光爆孔装药构造图

（5）炮孔联网

本工程石方洞挖周围孔采用导爆索进行联网，掏槽孔及崩落孔（辅助孔）

采用塑料导爆管联网，最终用火雷管引爆。从内到外分6〜7段先后逐渐起

其起爆次序为先起爆掏槽炮孔，接着起爆崩落孔，然后是侧顶光爆孔，最终是

底板孔。洞身石方洞挖起爆网络图详见图7、8、9o

II、III类围岩

图71#、2#、3#隧洞石方洞挖起爆网络图

（6）点火起爆

爆破指挥人员要确认洞内日勺安全警戒工作完毕，并公布放炮信号后，方可

发出起爆命令；警戒人员应按规定警戒点进行警戒，在未确认撤除警戒前不得

擅离职守；要有专人查对装药起爆炮孔数。起爆后，确认炮孔所有起爆，经检

查后方可发出解除警戒信号，撤离警戒人员。如发现盲炮要及时处理。

OoOOOQj^-|

in类围岩IV、V类围岩

图84#隧洞石方洞挖起爆网络图

in类围岩w、v类围岩

图95#隧洞石方洞挖起爆网络图

(7)通风与安全检查

起爆完毕后，施工人员要及时进行洞内通风，排出洞内囚爆破而形成口勺爆

破气体，通风后，施工人员要对开挖面进行安全检查，认真清撬所有开挖面上

的危石、碎块，以保证进入洞内的人员和设备的安全，为进行下一种工作循环

发明安全的工作面。洞内通风、供水、供电及通风布置详见图I0o

(8)出渣

本工程出渣1#、2#、3#、4#、5#隧洞采用扒渣机装渣，It农用自卸车运送

至洞外，再用ZL30装载机装5t自卸汽车运往业主指定的弃渣场。伴随隧洞的

开挖掘进，为以便洞内出渣，加紧出渣进度，1#、2#、3#隧洞在洞内每隔

150m~200m打一种避车洞，单个避车洞长10m,扩挖帘.度6m：4#、5#游洞在洞

内每隔500m打一种避车洞。单个避车洞长10m,扩挖宽度4.8m。施工后期避

车洞采用50cm厚的浆砌石封堵，内部回填石渣。

动力电缆060cm软风管

_用入式风管

啰些燔—1/

出渣车

图10洞内通风、供水及供电布置图（单位：cm）

（9）地下照明、通风及排水

1）地下照明

在隧洞开挖施工期间，应按招标文献有关技术条款的规定全面提供洞内工

作面的I照明设施。本工程洞内按每10m安一盏10（）w白炽灯泡提供照明。

2）洞内通风与防尘

隧洞开挖作业应按照有关规定设置有效的通风、除尘设施，以保证施工人

员的安全、正常施工。本工程隧洞单向最大开挖长度长，拟采用轴流风机进行

压入式通风。

①洞内通风量计算

爆破散烟所需风量

V=（21.4//）X7GSL

式中：t一通风时间；min

Q一—次开挖循环炸药量；kg

S一开挖断面积；6

L一隧洞长度；m

施工人员所需风量

Vp=vpmK

式中：Vp一施工人员所需风量；m3/min

vp—洞井内每人所需新鲜空气量，一股按3m3/min计；

田一洞井内同步工作的最多人数；

K—风量备用系数采用1.10〜1.15。

根据以上计算公式可知，隧洞长度的不一样，所需风量也不一样。各条隧

洞确定风机最大供风量采用其隧洞最大长度，通风时间按1小时进行选定。工

作面通风量及风机配置见表6-6

表5工作面通风量及风机配置表

施工人员压入式通风量

隧洞长度通风机配置

所需风量(m3/min)

1#隧洞76039m3/min245m3/min2台JBT61-2型轴流式通风机

2#隧洞19039m3/min123m3/min2台JBT51-2型轴流式通风机

3#隧洞75539m3/min245m3/min2台JBT6L2型轴流式通风机

4#隧洞58039m3/min133m3/min2台JBT51-2型轴流式通风机

5#隧洞134039m3/min158m3/min4台JBT51-2型轴沈式通风机

②通风措施

本标段隧洞单向洞挖长度大，为获得良好的通风排烟效果，拟采用轴流风

机进行压入式通风。根据配置状况，轴流通风机安设在隧洞顶部，风管采用直

径为600mm口勺软风管，风管每节长度为20m,通风管每隔10m采用8号铅丝固

定在洞顶。

3)洞内排水

本工程局部地下水位低于洞底高程，故在开挖过程中如遇有地下水渗出时,

可在出水汇集点临时设潜水泵进行抽排，将水排出洞外。

（10）石方洞挖循环作业时间计算

本工程石方洞挖为n、HI、N、V类围岩，循环进尺为2.0m、1.7m、1.5m

和1.3m,工作面平均钻孔深度为2.3、2.（）、1.8、1.6m,其石方开挖循环作业时