爆破设计方案.docx
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爆破设计方案
一、工程概况
改建铁路成都至昆明线峨眉至米易扩能改造工程EMZQ-3标段，线路起自峨眉站，经燕岗、乐山市沙湾、峨边、金口河进入凉山州甘洛、越西、喜德、冕宁至西昌,起迄里程：
DK188+407.05～DK217+430.82，线路长度29.241km。
项目主要工程内容为：
路基及站场土石方138万m³；特大桥1458.835延长米/2座；大桥382.599延长米/2座；小桥2165.27顶平米/2座；涵洞6座；隧道25518延长米/4座。
本方案主要对改建铁路成都至昆明线峨眉至米易扩能改造工程EMZQ-3标段沙湾段的。
隧道工程与洞口孤石进行爆破设计。
主要工程内容有:
三峨山隧道、孤石爆破。
1、三峨山隧道。
起迄里程DK198+580~~DK194+875,全长5295m，位于沙湾大渡河右侧，横洞设置于线路右侧，与左线线路中线交于D1K194+500，全长235m，采用无轨双车道运输，内净空尺寸7.5m（宽）×6.2m（高）。
2、开挖洞口孤石。
根据现场的围岩等级与稳定性，隧道洞口暂不具备隧道掘进爆破，目前根据实际情况，采用的是机械开挖，但由于孤石的不规则发育，呈块状结构，孤石表面受自然条件影响，风化程度较高，裂隙不明显，表面呈湿润状态，存在少量黏土。
经过我公司技术人员的现场勘查，从岩石的表面状况，可以判断出：
岩石属砂岩，砂岩中存在少量石英、卵石等，硬度中等，普氏系数为4--6，按岩石的硬度系数划分，孤石属于普坚岩。
此次孤石爆破的主要目的为降低孤石的块径，方便进行装运。
由于孤石分布不规则，通过对施工现场的踏勘，先由挖掘机进行挖运，如遇无法完成装运的岩石才进行爆破作业，因此暂时无法统计需要进行爆破作业的孤石方量。
隧道上覆第四系全新统坡洪积层（
）粉质黏土及碎石土、崩坡积层（
）碎石土、第四系全新统滑坡积层（
）块石土，下伏基层为二叠系上统（ρ2β）峨眉山玄武岩，上统乐平组（p21）砂岩夹碳质页、薄煤层，下统栖霞-茅口组（P1q+m）奥陶系下统红石崖组（O1h）砂岩夹页岩、泥质灰岩、泥岩。
地层岩性分述如下：
<3-5>块土石（
）：
深灰色、灰褐色，稍潮-潮湿，稍密-中密，块石约占70%，角约占20%，其余为粉粘粒填充。
石质成分主要为玄武岩。
厚20～40m，局部稍后，属Ⅳ级软石，C组填料。
<7-3>粉质黏土（
）：
棕红、紫红、黄褐、灰黄色，硬塑。
土质不纯，含10～20%角砾，φ10～50mm，厚5～25m，局部稍厚。
普遍分部斜坡地带表层，属Ⅱ级普通土，D组填料。
<7-8>碎石土（
）深灰色、灰褐色，稍湿~潮湿，稍密~中密，块石约占70%，角砾约占20%，其余为粉粘粒充填。
石质成分主要为玄武矿。
厚约25m，局部稍厚，属Ⅳ级软石，B组填料。
<7-9>块石土（
）:
深灰色、灰褐色，稍湿~潮湿，稍密~中密，块石约占70%，角砾约占20%，其余为粉粘粒充填。
石质成分主要为玄武矿。
厚约25m，局部稍厚，属Ⅳ级软石，B组填料。
<8-1>粉质粘土（
）：
棕红、紫红、黄褐、灰黄色，硬塑，土质不纯，含10~20%角砾,Φ10~50mm，厚0~6m，局部稍厚，普遍分布斜坡地带表层，属Ⅱ级普通土，D组填料。
<9-7>块石土（
）深灰色、灰褐色，稍湿~潮湿，稍密~中密，块石约占70%，角砾约占20%，其余为粉粘粒填充。
石成分主要为玄武岩。
厚大于110m，局部稍厚，属Ⅳ级软石，B组填料。
隧道施工区域为单斜构造，岩层产状为N2°~80°E/11°~25°E，陡倾节理发育，主要为N60~85°E/90°，N5~25°W/90°，未见断层及褶皱构造发育。
不良地质为岩溶、错落体、岩堆、滑坡、危岩落石及卸荷带、煤层瓦斯，无特殊岩土。
改建铁路成都至昆明线峨眉至米易扩能改造工程EMZQ-3标段位于四川省西南部，所经地区兼有亚热带湿润气候、亚热带半湿润气候、亚热带高原型季风气候等多种气候特征。
从盆地至高原，地形起伏较大，随着地势的不断提高，区域差异和垂直变化十分明显。
地表水主要为地表沟水，水塘水及少量水田水，水量随季节性变化较大，沟水旱季流量较小，雨季流量较大。
受大气降水补给，以蒸发及地下径流等形式排泄。
地下水较发育，主要为基层裂隙水及熔岩水，基层裂隙水主要赋于泥岩夹砂岩、页岩的裂隙中，水量较小，埋深较大，岩溶水主要赋于白云质灰岩中，水量较大。
二、编制依据及原则
1、设计依据
《中华人民共和国安全生产法》
《中华人民共和国环境保护法》
中华人民共和国国家标准《爆破安全规程》（GB6722-2014）
四川省民用爆炸物品管理条例
公安部《爆破作业人员安全技术审核标准》（GA53-11）
《爆破作业项目管理要求》（GA991-2012）
《爆破作业人员资格条件和管理要求》（GA53-2015）
2、编制原则
针对此次爆破的特殊性和安全风险的巨大性，本此爆破方案的编制遵循以下原则：
（1）充分分析本工程的重难度和施工条件，选择科学先进、合理、安全的施工方法，爆破方案应满足施工过程安全可靠，易于在全线推广实施；
（2）爆破方案应能完全保证爆破施工质量要求和支护之前围岩的安全稳定，爆破效果最佳，施工方案应做到统筹规划，施工方法合理先进，各种措施得当，满足施工环境保护的要求。
（3）充分考虑我公司现有的技术水平、施工管理水平和机械配套能力的基础上，围绕着确保安全、保证质量、保证工期、降低造价的目标来编制。
三、爆破方案的选取
隧道洞口处，由于岩石的不稳定性，岩层较松散，不具备整体爆破开挖条件，目前采用机械开挖，在机械开挖时，偶遇孤石无法完成开挖时，采用松动爆破。
主要的目的为降低孤石的块径，对爆后孤石的块径大小无具体要求，只要求能满足挖运条件。
隧道掘进，当隧道机械开挖至围岩稳定时，为了提高隧道围岩的安全稳定与质量要求，同时结合铁路隧道施工特点，结合施工图，施工中主要采用台阶法、三台阶法开挖，非电微差爆破，周边孔采用浅孔光面爆破技术。
4、爆破参数选择与设计
1、主要钻孔设备选择
三台阶爆破循环进尺分别取0.6m、0.8m、1.0m、1.2m进行设计，实际施工过程中的进尺主要根据掘进过程中围岩级别和设计参数来掌握。
选用的钻孔工具主要采用手持式风钻YT28，压缩空气提供动力，钻头直径42mm。
2、三台阶爆破参数设计
（1）设计原则
①降低爆破地震、噪声、冲击波和飞石等有害效应，减少对非开挖区（围岩）的介质扰动；
②在满足爆破效果的前提下，尽可能降低炸药单耗，提高单位循环进尺，以获取得最佳经济效益。
（2）三台阶七步爆破开挖步骤
爆破开挖步骤如图2.1所示，为防止上台阶掌子面坍塌，上台阶采用预留核心土的方法，整个断面开挖采用三台阶左右交错法开挖。
台阶高度分别为380cm，300cm，300cm，仰拱高208cm。
图2.1开挖步骤示意图
2.1、爆破参数设计与选取
（1）孔径：
由所使用钻机的钻头直径决定d=42mm；
（2）炮孔深度：
炮孔深度受开挖面大小的影响，炮孔过深，周边岩石的夹制作用较大，故炮孔深度不宜过大，在保证围岩稳定前提下尽可能加大循环进尺。
根据循环进尺的设计要求，炮孔深度如下：
①循环进尺为0.6m时，炮孔深度为0.7m；
②循环进尺为0.8m时，炮孔深度为1m；
③循环进尺为1.0m时，炮孔深度为1.25m；
④循环进尺为1.2m时，炮孔深度为1.5m
（3）七步开挖施工爆破设计及炮孔孔网参数（图2.2）
第一步：
上台阶施工
由于上台阶需要保留核心土（图2.1），第一步开挖的断面形状比较复杂，且没有自由面，在断面底部采用三对炮孔进行楔形掏槽。
掘进孔参数间距在70~80cm左右，排距在70cm左右（具体参见图2.2）。
底孔对爆破的要求不高，采用普通爆破技术。
周边孔要求较高，采用光面爆破技术。
孔网参数：
掏槽孔：
孔距100cm；排距45cm左右
掘进孔：
孔距70~80cm；排距70cm左右
底孔：
孔距70cm左右
周边孔：
孔距40cm左右
第二步：
核心土开挖
由于核心土上方和侧面的围岩已经开挖，形成了很好的自由面。
采用抬炮进行爆破施工，可以适当增加炮孔间距和排距。
孔网参数：
第一排排距120cm，孔距117cm左右，布置4个炮孔；
第二排排距110cm，孔距105cm左右，布置6个炮孔，
第三步：
中台阶左开挖
中台阶上方的上台阶已经开挖，形成了两个自由面，与核心土部分开挖比较，围岩的夹制力增加，同时为减少爆破对开挖轮廓的破坏，提高围岩的稳固性，周边孔采用光爆技术。
孔网参数：
第一排排距80cm，孔距86cm左右，布置7个炮孔；
第二排排距80cm，孔距78cm左右，布置8个炮孔；
第三排排距70cm，孔距79cm左右，布置8个炮孔；
第四排排距70cm，孔距78.5cm左右，布置8个炮孔；
周边孔孔距44cm左右，布置7个炮孔。
第四步：
中台阶右开挖
由于中台阶左部分已经开挖，中台阶的右部分爆破条件比左边得到改善，可以充分利用这一条件，适当加大孔距。
周边孔采用光爆技术保证周边轮廓的光滑平整。
孔网参数：
第一排排距80cm，孔距100cm左右，布置5个炮孔；
第二排排距80cm，孔距88.5cm左右，布置6个炮孔；
第三排排距70cm，孔距89.5cm左右，布置6个炮孔；
第四排排距70cm，孔距89cm左右，布置6个炮孔；
周边孔孔距44cm左右，布置7个炮孔。
第五步：
下台阶左开挖
下台阶左部分开挖同中台阶做部分开挖技术雷同，技术要求一致。
孔网参数：
第一排排距90cm，孔距78cm左右，布置8个炮孔；
第二排排距90cm，孔距77cm左右，布置8个炮孔；
第三排排距80cm，孔距77cm左右，布置8个炮孔；
第四排排距78.86cm，孔距86cm左右，布置8个炮孔；
周边孔孔距42cm左右，布置8个炮孔。
第六步：
下台阶右开挖
下台阶右部分开挖同中台阶右部分开挖技术雷同，技术要求一致
孔网参数：
第一排排距90cm，孔距89cm左右，布置6个炮孔；
第二排排距90cm，孔距88.5cm左右，布置6个炮孔；
第三排排距80cm，孔距89.5cm左右，布置6个炮孔；
第四排排距78.86cm，孔距89cm左右，布置6个炮孔；
周边孔孔距42cm左右，布置8个炮孔。
第七步：
仰拱开挖
考虑施工和钻孔方便，仰拱采用向下钻垂直孔的方法进行爆破开挖。
炮孔的孔深根据仰拱的轮廓进行调整（具体参见图2.2）。
进尺为0.6m和0.8m时布置一排眼，进尺为1.2时布置两排孔。
为提高爆破效果，起爆顺序采用楔形起爆（参见图2.2）。
孔网参数：
孔距：
100cm左右。
排距：
布置两排时，排距60cm左右。
炮孔布置参数及起爆顺序参见图2.2
图2.2三台阶炮孔布置及起爆顺序示意图
（4）炸药单耗q
炮孔深度为0.7m时，取q为0.7Kg/m³。
炮孔深度为1m时，取q为0.7Kg/m³。
炮孔深度为1.25m时，取q为0.75Kg/m³。
炮孔深度为1.5m时，取q为0.75Kg/m³。
2.2、孔网参数和装药量
2.2.1、循环进尺为0.6m时
设炮孔孔深为0.7m，炮孔利用率为0.86。
理论总装药量为：
（1）Q=qV=qSLη=0.7×120×0.7×0.86=50.56kg
其中：
S约为120m2。
理论炮孔数目N为：
（2）N=Q/Q0=50.56/0.2=252个
实际施工过程中考虑操作和管理方便，掘进孔和周边孔装1.5条药，掏槽孔多装1条药。
不同之处是周边孔采用隔孔装药，两个装药孔之间的那个炮孔起定向作用。
仰拱装药参见表2.3。
实际炮孔数242个，实际装药50.325kg。
实际炮孔数及火工品消耗量如表2.3所示，与理论计算值吻合较好。
表2.3三台阶法分段施爆装药量及火工品消耗统计表（L=0.7m）
开挖方法
起爆顺序
雷管类别
单孔装药量（kg）
每段眼数
单段最大药量（kg）
备注
上
台
阶
掏槽孔
1段
0.375
6
2.25
加深15cm
掘进孔
3段
0.225
22
4.95
底孔
5段
0.225
16
3.6
周边孔
7段
0.225
37
4.275
隔孔装药
合计
81
15.075
核
心
土
掘进孔
1段
0.225
4
0.9
掘进孔
3段
0.225
6
1.35
合计
10
2.25
中
台
阶
左
掘进孔
1段
0.225
7
1.575
掘进孔
3段
0.225
8
1.8
掘进孔
5段
0.225
8
1.8
掘进孔
7段
0.225
8
1.8
周边孔
9段
0.225
7
0.9
隔孔装药
合计
38
7.875
中
台
阶
右
掘进孔
1段
0.225
5
1.125
掘进孔
3段
0.225
6
1.35
掘进孔
5段
0.225
6
1.35
掘进孔
7段
0.225
6
1.35
周边孔
9段
0.225
7
0.9
隔孔装药
合计
30
6.075
下
台
阶
左
掘进孔
1段
0.225
8
1.8
掘进孔
3段
0.225
8
1.8
掘进孔
5段
0.225
8
1.8
掘进孔
7段
0.225
8
1.8
周边孔
9段
0.225
8
1.125
隔孔装药
合计
40
8.325
下
台
阶
右
掘进孔
1段
0.225
6
1.35
掘进孔
3段
0.225
6
1.35
掘进孔
5段
0.225
6
1.35
掘进孔
7段
0.225
6
1.35
周边孔
9段
0.225
8
1.125
隔孔装药
合计
32
6.525
仰
拱
掘进孔
1段
0.75
1
0.75
掘进孔
3段
0.6
2
1.2
掘进孔
5~1段
0.45
2
0.9
掘进孔
5~2段
0.3
2
0.6
掘进孔
7~1段
0.225
2
0.45
掘进孔
7~2段
0.15
2
0.3
合计
11
4.2
2.2.2循环进尺为0.8m时
设炮孔孔深为1m，炮孔利用率为0.8，
理论总装药量为：
（1）Q=qV=qSLη=0.7×120×1×0.8=67.2kg
其中：
S约为120m2。
理论炮孔数目N为：
（2）N=Q/Q0=67.2/0.3=224个
实际施工过程中考虑操作和管理方便，掘进孔和周边孔装都装2条药，掏槽孔多装1条药，不同之处是周边孔采用隔孔装药，两个装药孔之间的炮孔起定向作用。
仰拱装药参见表2.4。
实际炮孔数242个，实际装药65.4kg。
实际炮孔数及火工品消耗量如表2.4所示，与理论计算值比较炮孔数略多于理论值，装药量吻合较好。
表2.4三台阶法分段施爆装药量及火工品消耗统计表（L=1m）
开挖方法
起爆顺序
雷管类别
单孔装药量（kg）
每段眼数
单段最大药量（kg）
备注
上
台
阶
掏槽孔
1段
0.45
6
2.7
加深15cm
掘进孔
3段
0.3
22
6.6
底孔
5段
0.3
16
4.8
周边孔
7段
0.3
37
5.7
隔孔装药
合计
81
19.8
核
心
土
掘进孔
1段
0.3
4
1.2
掘进孔
3段
0.3
6
1.8
合计
10
3
中
台
阶
左
掘进孔
1段
0.3
7
2.1
掘进孔
3段
0.3
8
2.4
掘进孔
5段
0.3
8
2.4
掘进孔
7段
0.3
8
2.4
周边孔
9段
0.3
7
1.2
隔孔装药
合计
38
10.5
中
台
阶
右
掘进孔
1段
0.3
5
1.5
掘进孔
3段
0.3
6
1.8
掘进孔
5段
0.3
6
1.8
掘进孔
7段
0.3
6
1.8
周边孔
9段
0.3
7
1.2
隔孔装药
合计
30
8.1
下
台
阶
左
掘进孔
1段
0.3
8
2.4
掘进孔
3段
0.3
8
2.4
掘进孔
5段
0.3
8
2.4
掘进孔
7段
0.3
8
2.4
周边孔
9段
0.3
8
1.5
隔孔装药
合计
40
11.1
下
台
阶
右
掘进孔
1段
0.3
6
1.8
掘进孔
3段
0.3
6
1.8
掘进孔
5段
0.3
6
1.8
掘进孔
7段
0.3
6
1.8
周边孔
9段
0.3
8
1.5
隔孔装药
合计
32
8.7
仰
拱
掘进孔
1段
0.75
1
0.75
掘进孔
3段
0.6
2
1.2
掘进孔
5~1段
0.45
2
0.9
掘进孔
5~2段
0.3
2
0.6
掘进孔
7~1段
0.225
2
0.45
掘进孔
7~2段
0.15
2
0.3
合计
11
4.2
2.2.3循环进尺为1.0m时
设炮孔孔深为1.25m，炮孔利用率为0.8，
理论总装药量为：
（1）Q=qV=qSLη=0.7×120×1.25×0.8=90kg
理论炮孔数目N为：
（2）N=Q/Q0=90/0.35=257个
实际施工过程中考虑操作和管理方便，掘进孔都装3条药，当循环进尺为1.2m时，由于岩石夹制力增加，不能采用隔孔装药，每个炮孔都装药，为减少爆破对周边孔围岩的损伤，周边孔采用减弱装药，即周边孔比掘进孔少装半条药。
仰拱布置两排炮孔。
实际炮孔数253个，实际装药91.02kg。
实际炮孔数及火工品消耗量如表2.5所示。
表2.5三台阶法分段施爆装药量及火工品消耗统计表（L=1.25m）
开挖方法
起爆顺序
雷管类别
单孔装药量（kg）
每段眼数
单段最大药量（kg）
备注
上
台
阶
掏槽孔
1段
0.6
6
3
加深15cm
掘进孔
3段
0.45
22
8.25
底孔
5段
0.45
16
6
周边孔
7段
0.375
37
11.56
减弱装药
合计
81
28.81
核
心
土
掘进孔
1段
0.45
4
2.33
掘进孔
3段
0.45
6
2.25
合计
10
4.58
中
台
阶
左
掘进孔
1段
0.45
7
2.63
掘进孔
3段
0.45
8
3
掘进孔
5段
0.45
8
3
掘进孔
7段
0.45
8
3
周边孔
9段
0.375
7
2.19
减弱装药
合计
38
13.82
中
台
阶
右
掘进孔
1段
0.45
5
1.87
掘进孔
3段
0.45
6
2.25
掘进孔
5段
0.45
6
2.25
掘进孔
7段
0.45
6
2.25
周边孔
9段
0.375
7
2.19
减弱装药
合计
30
10.81
下
台
阶
左
掘进孔
1段
0.45
8
3
掘进孔
3段
0.45
8
3
掘进孔
5段
0.45
8
3
掘进孔
7段
0.45
8
3
周边孔
9段
0.375
8
2.5
减弱装药
合计
40
14.5
下
台
阶
右
掘进孔
1段
0.45
6
2.25
掘进孔
3段
0.45
6
2.25
掘进孔
5段
0.45
6
2.25
掘进孔
7段
0.45
6
2.25
周边孔
9段
0.375
8
2.5
减弱装药
合计
32
11.5
仰
拱
（2排）
掘进孔
1段
0.75
2
1.25
掘进孔
3段
0.6
4
2
掘进孔
5~1段
0.45
4
1.5
掘进孔
5~2段
0.3
4
1
掘进孔
7~1段
0.225
4
0.75
掘进孔
7~2段
0.15
4
0.5
合计
22
7
2.2.4循环进尺为1.2m时
设炮孔孔深为1.5m，炮孔利用率为0.8，
理论总装药量为：
（1）Q=qV=qSLη=0.75×120×1.5×0.8=108kg
理论炮孔数目N为：
（2）N=Q/Q0=108/0.45=240个
实际施工过程中考虑操作和管理方便，掘进孔都装3条药，当循环进尺为1.2m时，由于岩石夹制力增加，不能采用隔孔装药，每个炮孔都装药，为减少爆破对周边孔围岩的损伤，周边孔采用减弱装药，即周边孔比掘进孔少装半条药。
仰拱布置两排炮孔。
实际炮孔数253个，实际装药108.225kg。
实际炮孔数及火工品消耗量如表2.6所示。
表2.6三台阶法分段施爆装药量及火工品消耗统计表（L=1.5m）
开挖方法
起爆顺序
雷管类别
单孔装药量（kg）
每段眼数
单段最大药量（kg）
备注
上
台
阶
掏槽孔
1段
0.6
6
3.6
加深15cm
掘进孔
3段
0.45
22
9.9
底孔
5段
0.45
16
7.2
周边孔
7段
0.375
37
13.875
减弱装药
合计
81
34.575
核
心
土
掘进孔
1段
0.45
4
1.8
掘进孔
3段
0.45
6
2.7
合计
10
4.5
中
台
阶
左
掘进孔
1段
0.45
7
3.15
掘进孔
3段
0.45
8
3.6
掘进孔
5段
0.45
8
3.6
掘进孔
7段
0.45
8
3.6
周边孔
9段
0.375
7
2.625
减弱装药
合计
38
16.575
中
台
阶
右
掘进孔
1段
0.45
5
2.25
掘进孔
3段
0.45
6
2.7
掘进孔
5段
0.45
6
2.7
掘进孔
7段
0.45
6
2.7
周边孔
9段
0.375
7
2.625
减弱装药
合计
30
12.975
下
台
阶
左
掘进孔
1段
0.45
8
3.6
掘进孔
3段
0.45
8
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