隧道爆破方案.docx

1、隧道爆破方案1.编制说明 编制依据1、国家爆破安全规程 （GB6722-2003）；2、“民用爆炸物品安全管理条例” （2006年4月 26日）；3、重庆市民用爆炸物品安全管理办法 （2007年 9月 3日）；4、垫江县南阳大道新建工程园区主干道路建设工程施工图设计 ；5、爆破安全规程实施手册 ；6、民用爆破器材工程设计安全规范 ；7、现场踏勘调查所获得的有关资料；8、我公司拥有的科技工法成果和现有的管理水平、劳力设备、技术能力，以及长期 从事公路、市政建设所积累的施工经验。编制原则1、在充分研究设计图纸及认真踏勘工地现场的基础上，采用先进合理、安全可靠、 经济可行的施工方法；2、南阳隧道中导

2、坑、正洞钻爆作业必须严格按钻爆设计进行；3、施工过程中，根据实际爆破效果及时对爆破设计参数进行调整，不断优化爆破设 计，达到最好的爆破效果；4、钻爆设计内容应包括：炮眼的布置、数目、深度和角度、装药量和装药结构、起 爆方法和爆破顺序等。设计图应包括炮眼布置图、钻爆参数表、主要技术经济指标及必 要的说明；编制范围本方案适用于垫江县南阳大道新建工程区园区主干道路建设工程项目中南阳隧道的 爆破开挖施工 （ 包括中导坑、正洞 ） 。2 工程概况总体概况本项目是垫江县南阳大道新建工程园区的主干道路，本项目总长（ K1+ K2+400），路幅宽度 36m,为新建工程段。项目建设标准为城市主干道，设计行车速

3、度为 50km/h。项目起点与南阳转盘相接， 接点桩号为 K1+。沿赵家工业园区规划道路布线。 拟建南 阳隧道位于开县赵家镇，设计为双连拱公路隧道 , 隧道宽，高，有效净高 5m，两洞间距 4m，路面设计高程。隧道起止里程为 K1+770K2+225，全长 455m, 轴线走向 233265。隧道进出洞口有简易乡村路到达，交通较为方便。爆破作业点详见施工总平面图（附图一）地震动参数自有记载以来， 流域 100km范围内， Ms 3 的有感地震共 9 次，其中除距开县县 城 150km的湖北恩施黄金洞 1931 年地震 Ms=外，其余均为 Ms，表明流域及周边地区历 史及现今地震活动微弱，强度小

4、，频度低，处于地壳稳定的弱震环境。根据中国地震动参数区划图 （ GB18306-2001），地震基本烈度小于度，相应地 震加速度值小于，反应谱特征周期为。南阳隧道地质情况隧道主要为岩质隧道，隧道穿越高程在，岩性主要泥岩为主，局部夹少量中厚层 状的砂岩。根据岩石试验成果，泥岩单轴饱和抗压强度，为软岩，砂岩单轴饱和抗压 强度，为较软岩较坚硬岩；南阳道隧址区未发现区域断裂及褶皱构造，也无新构造运动迹象，地质构造简单， 区域稳定性较好。隧道区构造简单，岩性较简单，未发现滑坡、崩塌岩堆、泥石流等不 良地质现象，隧道围岩为砂岩、泥岩，场地整体基本稳定，适宜隧道修建。隧道进口设计桩号 K1+771，位于赵家

5、工业园施工开挖区，地表覆盖层全部已挖除， 出露基岩为侏罗系中统上沙溪庙组（ J2s）灰白色砂岩、紫红色泥岩，岩层产状 153 14。隧道出口设计桩号 K2+205，为一自然平台，地势平坦，地表为第四系残坡积层粉质 粘土，厚度约，下伏基岩为侏罗系中统上沙溪庙组 （J2s）紫红色泥岩， 岩层产状 153 14，强风化厚度 。隧道洞身段地面高程， 隧道最大埋深约 70m，隧道穿越高程在， 岩性主要以侏罗 系中统沙溪庙组 （ J2S）的紫红色泥岩为主， 局部夹少量中厚层状的砂岩， 岩石中等风化。 南阳隧道爆破与周边主要建 （ 构） 筑物位置关系南阳隧道位于开县赵家工业园区拟新建主干道路上，根据现场测量

6、，出口附近均为 当地民房，且均为三峡移民拆迁范围，当地政府部门对其均完成了征迁测量，故隧道出 口处建筑物距离不进行考虑。隧道进口位置位于园区附近，距离园区最近小区建筑物 600m，距离正运营的万开高速路（简支梁桥）距离为 450m。南阳隧道与周边主要建 （ 构） 筑物位置关系表建（构）筑物与南阳隧道位 置关系（进口）周边建筑基础 形式周边建筑基础 底标高与南阳隧 道进口距备注离工业园区小区北侧独立基础约 200600m接近水平，不考虑斜距万开高速（简 支梁桥）北侧桩基础简支梁约 200450m接近水平，不考虑斜距注：以隧道进口位置为准进行的测量（以最近距离点进行计算）3、总体施工方法根据垫江县

7、南阳大道新建工程区主干道路建设工程施工图设计， 南阳隧道围岩性质、 设计施工方法及工期要求，南阳隧道中导洞、正洞开挖施工时，洞口部位、以及洞身岩 层较破碎松散时，采用 CAT320D破碎机头破碎后，直接开挖的方式进行施工。隧道洞身 施工时，根据岩层实际情况，采用控制爆破结合破碎机开挖的方式进行施工。根据本工 程实际特点，南阳隧道为双向六车道连拱隧道，且整体岩层较破碎、埋深较浅；中导洞 开挖采用上下台阶开挖的方式进行施工，正洞采用单侧壁导坑开挖的方式进行施工。 4、钻爆方案根据南阳隧道地勘资料及现场实际施工条件，确定合理的开挖方法。在保证开挖方 法不变，控制爆破的基础上，采用理论计算法、工程类比

8、法与现场试爆相结合，确定各 部位炮眼钻爆参数、封口炮泥之比，分配各个炮眼装药量及装药结构，通过合理布孔、 控制装药量和起爆爆炸力、起爆顺序等，得到设计要求的开挖轮廓面，从而减少超欠挖， 减轻对围岩的破坏作用，达到爆后开挖面圆顺、平整，缩短清理周边时间。 南阳隧道洞身（中导坑、正洞）爆破方案根据减振控制爆破的特点及爆破部位的不同，选用不同的爆破器材：炸药：2 号岩石乳化炸药 （规格： 32mm、25mm，） 导爆索（红线）。 雷管：孔外采用电雷管起爆导爆管，孔内均采用导爆管起爆炸药。 起爆器材及导爆索：电雷管采用专用安全放爆器起爆， 周边炮眼装药并采用导爆索 传爆。毫秒雷管与电雷管采用串并联方式

9、进行连接。1、减震爆破技术措施利用萨氏公式： Q=R3（V/K）3/a ，对周边主要构建筑物规范允许安全振速 , 以设计质 点允许振速为计算依据 ,反算单段最大装药量 , 必要时适当增加雷管段数 ,减少单段最大 装药量。2、爆破参数设计（1） 掏槽眼方式中导坑、正洞的掏槽眼均按照楔形掏槽形式布置，中导坑每循环按照 2m进尺进行设计，掏槽眼孔口距离按照 2m进行设计；正洞采用单侧壁导坑法进行开挖，侧壁导坑开挖 时掏槽眼孔口距离按照进行设计，拱部掏槽眼孔口距离按照 2m进行设计。掏槽眼底部距离控制在 40cm左右。掏槽眼超深按照 20cm考虑。（2）爆破不偶合系数、药卷直径中导坑及正洞均采用 YT

10、-28 型气腿式凿岩机钻眼，钻头采用 42mm，成孔直径约为 48mm50mm，本处所有炮孔成孔直径 dk 按 50mm考虑, 开挖周边眼药卷选择 2号岩石乳化 炸药标准小药卷，直径 di 为 25mm，不耦合系数 K=dk/di=, 符合规范中软岩装药不耦合系 数 D=的要求。（3）确定周边眼间距（ E）、最小抵抗线（ W）和相对距系数（ K） 最小抵抗线与开挖的断面大小、围岩性质有关。断面大所受到的夹制作用小，岩石 比较容易崩落，最小抵抗线可以大些，断面小所受到的夹制作用大，最小抵抗线可以小 些，最小抵抗线与岩石的性质和地质构造有关，坚硬岩石最小抵抗线可小些，松软破碎 的岩石最小抵抗线可大

11、些。南阳隧道中导坑开挖按照上下台阶开挖、正洞开挖按照单侧 壁导坑开挖，且岩层均为泥页岩、夹杂少量强风化砂岩，故确定最小抵抗线（ W）为。相对距系数是周边眼间距（ E）与最小抵抗线（ W）的比值，是影响爆破效果的重要 因素。K= E/ W式中， E周边炮眼间距，单位 cm；W最小抵抗线，单位 cm；K值总是小于 1，当 dk=3850mm，E=3050cm，W =3080cm时， K=。 考虑到隧道围岩均为强风化页岩、夹杂少量强风化砂岩，节理较发育、岩体破碎， 并参照规范周边眼间距取值范围 30cm50cm，对周边眼间距取 40cm，最小抵抗线值取 75cm，K=E/V=。（4）周边眼装药系数1

12、） L= c/（V 0 0）L周边眼每米装药长度，单位 mm不耦合系数， m 0 炸药密度，采用 2岩石乳化炸药， 0 cm3 c 岩石抗压强度，南阳隧道爆破段主要为强风化 - 中风化页岩、以及夹杂部分 砂岩，考虑实际情况，此处取值按照页岩最高值进行取值。 故参照地勘资料取 c= cm3 (详见地勘资料)V0标准状态下，每克炸药生成气体的体积，查表取 8000 cm3/g2) q ( dk2/4 )0?L2 52/4 m q装药集中度 dk炮眼直径 dk 2 号岩石乳化炸药光面爆破参数表参数 岩石种类饱和单轴 抗压极限 强度 Rb(MPa)装药不耦合系数 D周边眼间 距 E(cm)周边眼最 小

13、抵抗线V(cm)相对距E/V周边眼装药 集中度 q ( kg/m )硬岩6055707085中硬岩306045 606075软岩30305040 60周边眼装药系数结合 2 号岩石乳化炸药光面爆破参数表进行比较，同时结合隧道爆 破开挖段，页岩中夹杂部分砂岩，同时既有软岩又有中硬岩，计算值处于软岩装药系数 上限，考虑到实际情况，本处周边眼装药系数取 qm。其它炮眼的装药系数按规范及经验，选用见下表。炮眼装药系数表炮眼名称掏槽眼辅助掏槽眼辅助眼装药系数40%35%35%(5) 循环进尺由于本工程的南阳隧道为双向六车道连拱隧道，隧道断面大，埋深浅，围岩大部分 为页岩，岩层破碎，开挖方式为单侧壁导坑开

14、挖方式，综合考虑各项因素，中导坑进尺 取 L=，正洞单侧壁每循环进尺按照 L=计算。(6)孔径和孔深孔径：凿岩采用一字钎头，直径为 =42mm，则炮眼孔径考虑为 =50mm。 孔深：为克服岩石的夹制作用及降低爆破震动强度，同时也能保证第一排掏槽眼能 较好的掏槽，此处掏槽眼按楔形掏槽眼设计，掏槽眼向中心方向倾斜。中导坑取掏槽眼 深度为(径向深度)，正洞单侧壁开挖时， 取掏槽眼深度为 (径向深度，且均按照超深 20cm 设计）；中导坑辅助掏槽眼、辅助眼及周边眼孔深取，正洞单侧壁开挖时，辅助掏槽眼、 辅助眼、周边眼孔深取。（7） 南阳隧道炮眼布置图 按照炮孔计算数量以及相应技术参数设计南阳隧道中导坑

15、、正洞炮眼布置图 （另详见附图二）南阳隧道爆破开挖参数表部 位目项名称炮眼毫秒雷管装药总计 (kg)个 数深度段数25 药卷 32 药卷装药 系数个m段节- 长度- 重量节- 长度- 重量中导坑掏槽眼82+1辅助眼591、3、5、7周边眼655、9侧壁导坑掏槽眼81+1辅助眼263、5周边眼517正洞拱部掏槽眼81+1辅助眼553、5、7、9、11周边眼4713正洞下部辅助眼911、3、5、7、9、11、13、15周边眼2317小计441注：以上正洞为单洞数量。周边眼为操作方便，调整为节药量。（8） 炮眼数量（采用 2 号岩石乳化炸药）N眼=adi式中 N炮眼数目（个）；q 单位炸药消耗量，取

16、 m3（大部分都为页岩）；S 开挖断面面积（m2）， S中导坑=、 S 侧壁导坑=S 正洞拱部=、S正洞下部 =；a 炮眼装填系数；取di 一药卷直径，乳化炸药（除周边眼外）为 32mm；通过计算： N 中导坑 =93（个）N 侧壁导坑 =48（个）N 正洞拱部 =106（个）N 正洞下部 =112（个）根据炮眼布置图统计计算，中导坑炮眼数量为 132 个，侧壁导坑为 85个，正洞拱部为 110 个，正洞下部为 114 个，均大于计算数量，能满足要求 （9） 装药结构及堵塞方式炮孔装药与堵塞必须符合的条件1清孔装药前清除炮孔内煤粉或岩渣；2堵塞长度孔深时，不应装药；（特殊情况下，必须采取安全措

17、施，并满封炮泥） ； 孔深时，封泥长度倍孔深；孔深时，封泥长度；孔深时，封泥长度 ；光面周边孔，封泥长度；3抵抗线自由面 2 个时，最小抵抗线在煤层中；最小抵抗线在岩层中；浅眼破碎 大块岩石时，最小抵抗线和封泥长度；4水封水炮泥堵塞后必须用黏土炮泥堵塞，长度；5堵塞材料瓦斯工区爆破必须用炮泥堵孔，炮泥材料为应用黏土或不燃性材料；装药结构：爆破炮眼中的炸药采用正向或反向起爆。掏槽眼的首段采用正向起爆，其它炮眼采用反向起爆，这样可得到较好的岩碴块度。周边眼采用不耦合装药，软岩一 般不耦合系数为，炮眼装药按装药集中度计算出的药量均匀装入炮眼内。周边眼装药 结构采用 25药卷不耦合间隔装药。其它炮眼采

18、用 32标准药卷 ,32标准药卷长 20cm， 每节重 200g。堵塞方式：堵塞作用使炸药在受约束条件下作充分爆炸进而提高能量利用率，因此堵塞长度不小于 50cm（根据钻孔深度 1m，装药系数等参数，可能造成堵塞长度不够，现场可根据实际情况略作适当调整），堵塞材料采用炮泥（组分砂、粘土）。堵塞质量要求密实，不能有空隙和间断。掏槽眼、辅助掏图（10） 单段允许药量的控制槽眼、辅助眼装药结构示意面）至爆源中心距离 R 为安地面建筑物基础底部（或地 全控制半径，借助于经验公式： Q=R3（V/K）3/a ，并以设计质点振动波速度限值作为控制 标准，进行反算各部分所允许的单段用药量，并进行试爆试验，取

19、得合理的爆破参数。 同时结合下表 4、5 选取相应规范值进行验算。式中： V-被保护物处的质点振动速度， cm/sK- 介质性质、爆破方式等有关系数；a- 与传播途径和地形有关的系数；Q- 同时起爆单段最大装药量；R- 爆破中心到被保护物之间的距离；表 4 爆破振动安全允许标准序号保护对象类别安全允许振速 （cm/s）10Hz10Hz 50Hz50Hz 100Hz1土窑洞、土坯房、毛石房屋 a2一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物 a3钢筋混凝土结构房屋 a4一般古建筑与古迹 b5水工隧道 c7156交通隧道 c10207矿山巷道 c15308水电站及发电厂中心控制室设备9新浇大体积混凝土 d：

20、:龄期：初凝 3d 龄期： 3d 7d 龄期： 7d 28d12注 1 ：表列频率为主振频率，系指最大振幅所对应波的频率。注 2：频率范围可根据类似工程或现场实测波形选取。选取频率时亦可参考下列数据：硐室爆破 20Hz ；深 孔爆破 10Hz 60Hz ；浅孔爆破 40Hz 100Hz 。a 选取建筑物安全允许振速时，应综合考虑建筑物的重要性、建筑质量、新旧程度、自振频率、地基条件等 因素。b 省级以上（含省级）重点保护古建筑与古迹的安全允许振速，应经专家论证选取，并报相应文物管理部门 批准。c 选取隧道、巷道安全允许振速时，应综合考虑构筑物的重要性、围岩状况、断面大小、深埋大小、爆源方 向、

21、地展振动频率等因素。d 非挡水新浇大体积混凝土的安全允许振速，可按本表给出的上限值选取。表 5 解区不同岩性的 K 、a 值岩性Ka坚硬岩石50 150中硬岩石150 250软岩石250 350根据南阳隧道围岩岩性类别以及参照上表规范， 此处取 K=250、a=；万开高速简支梁 桥取 s，赵家工业园区小区为钢筋混凝土结构房屋， V取 cm/s 。R参照下表，计算出允许 的最大一次单响起爆药量分别为： （见下表 6）表 6 单段允许最大一次单响起爆药量表建（构）筑物距离爆破最近 位置允许起爆药量备注工业园区小区600m满足要求万开高速简支 梁桥450m满足要求通过上表计算可以看出，（11） 起爆

22、顺序中导洞采用上下台阶开挖，上台阶爆破顺序为 : 掏槽眼 辅助眼 周边眼。下台阶下开挖中槽，最后施工下台阶拱架时再分别开挖两侧马口位置，爆破顺序为：辅 助眼 地板周边眼 两侧周边眼。正洞开挖采用单侧壁开挖形式，先开挖侧壁 导坑，再开挖拱部，最后开挖正洞下部。侧壁导坑爆破顺序为： 掏槽眼 辅助眼周边眼。正洞拱部爆破顺序为 : 掏槽眼 辅助眼 周边眼。正洞下部爆破顺序 为：辅助眼 周边眼。中导坑及正洞爆破开挖时，周边采用光面爆破参数进行布置，以确保开挖轮廓平整 圆顺，减少对周边围岩的扰动，尽量保证周边围岩的整体性。1、光面爆破参数为减轻爆破对围岩的扰动，周边眼采用 25 直径药卷，不耦合系数为，孔

23、径考虑 50mm（采用 42 钻头成孔），装 25乳化药卷，针对周边的 岩石情况初次选用如下爆破参数，在施工中可按照选定的参数总结每次爆破效果，测量 半孔率和轮廓不平整度，不断调整光面爆破参数；考虑爆破作业时不影响周壁岩层的完 整性，将控制周边眼的外倾角，尽量将炮孔底部落在开挖边线处，如出现周壁少量未爆 破掉岩层，可采用破碎头处理，尽量保证围岩的整体性：孔深 L=（以正洞为例）周边眼最小抵抗线设置 75cm周边眼间距取 40cm；装药系数控制在 30%， m（实际按照 m控制）。 周边眼每个孔采用导爆索相连，以便达到更好的切边效果。2、装药结构 周边采用空气间隔柱装药结构，光面爆破孔采用导爆索

24、、竹片把 30 药卷绑扎成炸药串装入孔中，孔口用炮泥堵塞长度不小于 50cm。实践证明这种装药结构比单用 30 药卷光爆效果好。 周边眼导爆索每个孔相连。 其装药结构见光面爆破孔装药结构示意图3、光面爆破质量标准光面爆破孔装药结构示意图爆破后的围岩面应圆顺平整，无欠挖，超挖量控制在设计要求范围内。围岩为整体性好的坚硬岩石时， 半眼痕迹率应大于 85%，中硬岩石应大于 80%，软岩应大于 60%。 围岩面上无粉碎岩石和明显的裂缝，无虚碴石。网路联接中导坑及正洞爆破开挖时，按上述技术参数及要求进行爆破开挖，每阶段爆破开挖 采用毫秒导爆管微差起爆网路；起爆时，将每个爆破区域内的毫秒雷管并联在一起与电

25、 雷管串联起爆。 起爆器采用 ?MFQ150型发爆器起爆。 在电雷管引爆毫秒雷管过程中， 如 遇毫秒雷管较多，可采用两个电雷管起爆；如遇毫秒雷管角线不够长，可采用多个电雷 管分开同时引爆。爆破网路电阻计算起爆前先采用测电阻仪对整个网路进行电阻测试，通过以克希荷夫定律为基础，建 立了闭合并联爆破网路电参数方程及其求解的数学模型进行计算。分析电爆参数计算结 果当汇流圈电阻很小时，爆破网路无论采用闭合反向并联还是闭合正向并联，起 爆电流的分配都是比较均匀的。因此，爆破网路既可采用闭合反向并联，也可采用闭合 正向并联。当汇流圈电阻很小时，闭合并联网路上的爆破参数可按簇并联简化计算，由此 引起的误差可以

26、忽略不计。爆破网路，由于并联雷管多，爆破网路电阻小，爆破母线上的起爆电流一般将 达到数百安培；因此选用大截面、低电阻率的放炮母线，对于降低爆破母线上的电压降， 提高雷管起爆电流，保证雷管的可靠起爆有显着作用。通过计算，本项目放炮电缆的截 面最好不小于 16mm。2爆破时采用闭合并联爆破网路，起爆电流大，应该选用大功率的起爆电源。 警戒和起爆南阳隧道进出口均有路基引道爆破警戒，必须设在危险区的边界外、设有醒目、清晰的标志并设专人看管。 爆破的警戒标志，应采用明哨、警示牌、警示灯、岗哨、路障、警报器等视觉及音 响信号。针对，且计划同时施工，在洞口处爆破时及时与路基上施工人员联系，在洞身 爆破时应重

27、点加强洞内人员管控 .设置警戒：起爆前 5 分钟，所有与爆破无关人员应立即撤到离掌子面距离不小于 300 m处，300m范围严禁有人。详见 附图三南阳隧道爆破平面警戒示意图 ，并由当班现场 爆破领导人向危险区边界派出警戒人员，警戒地点按照南阳隧道爆破警戒平面布置图进 行设置。起爆：确认人员、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。 该信号由指挥长或当班现场爆破领导人发出，放炮员听到可靠信号方可起爆，否则严禁 起爆。撤除警戒：未发出解除警报信号前，岗哨应坚守岗位，除指挥长或现场爆破领 导人批准的检查人员以外，不准任何人进入危险区。经检查确认安全后，方可由指挥长 或现场爆破领导人

28、发出解除警戒信号，撤回警戒人员。爆破员：必须由经过安全培训、考试合格取得爆破证的专职人员进行爆破作业。 联线：采用非电不对称起爆网路技术起爆联线时，要确保起爆顺序和每一炮孔都能 起爆。装药前检查：洞内应有专人负责，记录装入各药孔的炸药品种和数量，并与设计数 量核对无误后，再填卡、签字或盖章，交现场爆破领导人 , 检查炮眼间距、垂直度、是否 堵塞等；爆破后检查：有无瞎炮。爆后检查：放炮后由爆破安全员、爆破员带队进行爆破安全检查，爆破后必须等待15 分钟后方可进入爆破面检查， 这 15 分钟时间，一是为了通风排烟， 二是避免可能发生 的“迟缓”炮响伤人。检查内容为：有无瞎炮及可疑现象；有无残余及雷

29、管；支护有无 松动和变形。如有，应立即处理。爆破警戒时警戒人员以及爆破员应配备对讲机，及时保持联系，相互沟通，保持协 调一致，确保爆破安全。5支护 本工程南阳隧道为双向六车道连拱隧道，根据本工程的实际情况，本工程先开挖中 导坑，再施作左右两侧正洞。中导坑、正洞每次开挖完成后，及时对碴体进行清除，清 除完成后及时进行初期支护。初期支护时，先及时对围岩进行一次素喷，对围岩进行封 闭，并及时施作工字钢、锚杆、网片，再进行第二次喷混。6爆破效果监测及爆破设计优化 爆破效果监测检查1、超欠挖检查；2、开挖轮廓是否圆顺，开挖面是否平整检查；3、爆破进尺是否达到爆破设计要求；4、爆出石碴块是否适合装碴要求；5、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；6、两次爆破衔接台阶不大于 15cm； 爆破效果符合下表要求：爆破效果检查项目表序号项目中硬岩软岩1平均超挖量（ cm）15102最大超挖量（