隧道爆破专项施工方案.docx
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隧道爆破专项施工方案
利万高速公路第一标段
隧道工程爆破专项方案
湖北利万高速公路第一标段
中铁十四局项目经理部
二0一三年四月
隧道工程爆破专项施工方案
一、设计说明
1.1设计依据
（1）勘察单位提供的隧道地质勘察资料；
（2）《公路隧道施工技术规范》；
（3）中华人民共和国《爆破安全规程》（GB6722-2003）；
1.2工程要求和目的
（1）减少对隧道围岩的扰动，保证隧道施工安全；
（2）减少隧道施工的超欠挖，降低工程投入；
（3）采取合理的爆破形式，加快施工进度，保证施工工期；
（4）保证隧道施工期间的安全。
1.3爆破设计原则
（1）合理确定爆破的各项参数，保证爆破安全。
（2）经济上合理，在保证爆破效果的前提下，尽可能做到投资少，开挖工程量少，工程进度快，爆破成本低。
（3）根据隧道修建和开挖整体要求及地形地质条件，确定合理的爆破范围和爆破方案，不给后期工程留下隐患。
（4）必须保证爆破后的围岩稳定；必须保证周围环境的安全。
（5）在保证爆破效果的前提下，尽量方便施工。
二、工程概况
2.1地质概况
湖北省利万高速公路TJ-1合同段，起点里程为YK0+030（ZK0+030），终点里程为YK25+591（ZK25+647），全长25.561公里，本标段范围内隧道有狮子山隧道、凹儿槽隧道、茶园隧道、齐岳山隧道以及磨盘山隧道。
所有隧道均为分离式隧道，隧道净空为10.5m×5.0m，埋深50m~550m不等。
隧道围岩主要以Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩为主。
隧道区属构造溶蚀—剥蚀中山地貌。
地形整体呈波状起伏，K20+260附近为地下分水岭，溶沟、溶槽，漏斗、落水洞等岩溶微地貌发育。
全线隧道Ⅲ级围岩地段长8455m，Ⅳ级围岩地段长6015m，Ⅴ级围岩地段长1330m。
磨盘山隧道为中-强风化泥岩夹页岩，岩体破碎，岩体强度较低。
除此之外，围岩为中-强风化灰岩，岩体强度较高。
2.2工程特点
（1）本标段内隧道工程Ⅲ级围岩所占的比例比大，爆破效果直接影响施工进度和施工成本，所以要严格控制爆破效果。
（2）本标段内隧道工程岩溶发育，地下水发育，有煤系地层存在，对爆破技术要求高。
三、爆破方案
3.1爆破方案的确定
3.1.1光面爆破
在Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级围岩地段宜采用光面爆破，控制超欠挖，减少对围岩的扰动。
3.1.2掏槽形式的确定
采用楔形掏槽，开口角度控制在75°左右，掏槽眼间距0.8m，距底板线0.5～0.8m布置。
3.1.3爆破器材的选择
炸药：
为了保证施工安全，采用乳化炸药。
雷管：
在正常地段采用非电毫秒雷管。
3.1.4循环进尺的确定
主要根据地质条件考虑，Ⅴ级围岩每循环开挖进尺控制在1.0m以内，Ⅳ级围岩每循环开挖进尺控制在2.0m以内，Ⅲ级围岩每循环进尺控制在2.5m以内。
3.1.5爆破参数的确定
炮眼直径d：
选用42mm的钻孔直径。
炮眼深度L：
根据围岩的实际情况确定炮眼深度Ⅲ级为2.8m，Ⅳ级为2.2m，Ⅴ级为1.2m，其中掏槽眼在其它炮眼深度的基础上加深20cm。
周边眼间距E：
Ⅴ级、Ⅳ级围岩取E=35cm。
Ⅲ级围岩取40cm。
抵抗线W：
根据以往的施工经验取W=E/0.8：
Ⅴ级、Ⅳ级围岩取W=45cm，Ⅲ级围岩取W=50cm。
堵塞长度：
堵塞长度不小于20cm。
掏槽眼形式：
掏槽眼采用楔形掏槽，开口角度控制在75°左右，掏槽眼间距0.8m，距底板线0.5～0.8m布置。
3.1.6装药及连线
按照设计孔的装药量及电雷管（毫秒雷管），每段装在钻孔内采用正起爆。
用炮泥塞好炮孔，为了使爆破效果均匀，可提前用竹片加工好炸药串，使炸药沿炮孔方向均匀分布。
3.1.7起爆顺序
掏槽眼——掘进眼——二台眼——内圈眼——底板眼——周边眼，在施工过程中，根据地质情况和爆破效果及时调整炮眼深度等各种参数，使光爆达到最佳效果。
3.1.8爆破网络
爆破振动与同段起爆的炸药量密切相关，采用非电微差起爆技术不但控制单段雷管的起爆药量，又能有效控制每段雷管间的起爆时间，使爆破震动波减少叠加。
消除爆破震动的有害效应。
在施工中采用孔内微差的网络起爆。
周边孔采用导爆索入孔导爆。
3.1.9装药结构
周边眼采用直径25mm小药卷，间隔装药；其余炮眼直径采用32mm普通药卷连续装药结构。
图1周边眼光面爆破间隔装药结构示意图
图2普通炮眼连续装药结构示意图
3.1.10光面爆破技术措施
（1）提高测量放样精度，确保周边眼的定位误差在3cm以内；
（2）周边眼钻孔精度的控制，周边眼钻孔误差在2cm以内；钻孔外插角控制在2°以内，控制每循环爆破进尺，确保眼底和孔口之间最大偏距不超过10cm；
（3）根据本工程地质资料，进行论证和爆破试验，选择与本工程地质特性、围岩岩性相匹配的炸药品种，提高爆破效果；
（4）通过爆破试验，选择合理的爆破参数：
（5）根据围岩岩性，选择确定光面爆破周边眼间距、抵抗线、不偶合装药结构、起爆顺序、堵塞长度等爆破参数，确定各主爆孔特别是掏槽眼的爆破参数，确保光面爆破达到炮眼残留率硬岩达到80%以上，中硬岩达到60%以上。
3.2隧道明挖部分钻爆设计
本标段内隧道明挖部分采用挖掘机、装载机配合大型载重自卸车运输至弃碴场，遇到部分坚硬岩石时采用浅眼爆破：
炮孔间距取2.5m；炮孔排距取2.0m；台阶高度取2.0m；炮孔深度2.4m。
单孔药量根据设计依据
（1）提供的公式计算。
Q=kabL
（1）
式中：
a－炮孔间距，2.5m；
b－炮孔排距，2.0m；
L－炮孔深度，2.4m；
k—炸药单耗，kg/m3，本次工程对于中风化岩石取0.35kg/m3。
将上述参数值代入
（1）式计算Q=4.2kg，取4.0kg。
爆破参数及爆破药量必须进行现场爆破试验，进一步取得经济合理的爆破参数。
3.3隧道洞身掘进炮孔布置
3.3.1Ⅲ级炮眼布置
图3Ⅲ级围岩炮眼布置图
表1Ⅲ级围岩爆破参数表
炮眼名称
段位
个数
孔深（m）
每孔药卷（个）
单孔装药量（kg）
装药系数
炮眼数
耗药量
备注
全断面（Ⅲ级）
辅助掏槽眼
1
6
1.2
3.5
0.525
0.55
6
3.15
开挖断面积87.7m2，进尺2.5m，单位炸药消耗量1.04kg/m3
掏槽眼
3
8
3
8.5
1.275
0.55
8
10.2
辅助眼
5
12
2.8
6.5
0.975
0.45
12
11.7
辅助眼
7
20
2.8
6.5
0.975
0.45
20
19.5
辅助眼
9
24
2.8
6.5
0.975
0.45
24
23.4
辅助眼
11
28
2.8
6.5
0.975
0.45
28
27.3
辅助眼
13
31
2.8
6.5
0.975
0.45
31
30.23
辅助眼
15
34
2.8
6.5
0.975
0.45
34
33.15
底板眼
17
24
2.8
7
1.05
0.4
24
25.2
周边眼
17
59
2.8
5
0.75
0.35
59
44.25
连接导爆管
1
6
引爆电雷管
1
合计
253
246
228.1
3.3.2Ⅳ级炮眼布置
图4Ⅳ级围岩炮眼布置图
表2Ⅳ级围岩爆破参数表
炮眼名称
段位
个数
孔深（m）
每孔药卷（个）
单孔装药量（kg）
装药系数
炮眼数
耗药量
备注
Ⅳ级上台阶
辅助掏槽眼
1
4
1.2
3.5
0.525
0.5
4
2.1
开挖断面积59.41m2，进尺2m，单位炸药消耗量0.96kg/m3
掏槽眼
3
6
2.4
6.5
0.975
0.5
6
5.85
辅助眼
5
4
2
4
0.6
0.4
4
2.4
辅助眼
7
12
2
4
0.6
0.4
12
7.2
辅助眼
9
19
2
4
0.6
0.4
19
11.4
辅助眼
11
21
2
4
0.6
0.4
21
12.6
辅助眼
13
26
2
4
0.6
0.4
26
15.6
辅助眼
15
27
2
4
0.6
0.4
27
16.2
底板眼
17
22
2
5
0.75
0.5
22
16.5
周边眼
17
53
2
3
0.45
0.3
53
23.85
连接导爆管
1
6
引爆电雷管
1
合计
201
194
113.7
Ⅳ级下台阶
辅助眼
1
17
2
4
0.6
0.4
17
10.2
开挖断面积38.98m2，进尺2m，单位炸药消耗量0.83kg/m3
辅助眼
3
17
2
4
0.6
0.4
17
10.2
辅助眼
5
13
2
4
0.6
0.4
13
7.8
辅助眼
7
7
2
4
0.6
0.4
7
辅助眼
9
25
2
4
0.6
0.4
25
15
周边眼
11
47
2
3
0.45
0.3
47
21.15
连接导爆管
1
2
引爆电雷管
1
合计
129
126
64.35
3.3.3Ⅴ级炮眼布置
图5Ⅴ级围岩爆破布置图
表3Ⅴ级围岩爆破参数表
炮眼名称
段位
个数
孔深（m）
每孔药卷（个）
单孔装药量（kg）
装药系数
炮眼数
耗药量
备注
Ⅴ级上台阶
掏槽眼
1
4
1.4
3
0.45
0.5
4
1.8
开挖断面积24.01m2，进尺1.2m，单位炸药消耗量1.08kg/m3
辅助眼
3
10
1.2
2
0.3
0.4
10
3
辅助眼
5
6
1.2
2
0.3
0.4
6
1.8
辅助眼
7
6
1.2
2
0.3
0.4
6
1.8
辅助眼
9
8
1.2
2
0.3
0.4
8
2.4
辅助眼
11
18
1.2
2
0.3
0.4
18
5.4
底板眼
13
21
1.2
2
0.3
0.5
21
6.3
周边眼
13
38
1.2
1.5
0.225
0.3
38
8.55
连接导爆管
1
3
引爆电雷管
1
合计
115
111
31.05
Ⅴ级中台阶
辅助眼
1
17
1.2
2
0.3
0.4
17
5.1
开挖断面积40.12m2，进尺1.2m，单位炸药消耗量0.74kg/m3
辅助眼
3
18
1.2
2
0.3
0.4
18
5.4
辅助眼
5
18
1.2
2
0.3
0.4
18
5.4
辅助眼
7
28
1.2
2
0.3
0.4
28
8.4
周边眼
9
20
1.2
2
0.3
0.4
20
6
底板眼
11
20
1.2
2
0.3
0.3
20
6
连接导爆管
1
2
引爆电雷管
1
合计
124
121
36.3
Ⅴ级下台阶
辅助眼
1
16
1.2
2
0.3
0.4
16
4.8
开挖断面积43.08m2，进尺1.2m，单位炸药消耗量0.72kg/m3
辅助眼
3
16
1.2
2
0.3
0.4
16
4.8
辅助眼
5
17
1.2
2
0.3
0.4
17
5.1
辅助眼
7
12
1.2
2
0.3
0.4
12
3.6
辅助眼
9
26
1.2
2
0.3
0.4
26
7.8
周边眼
11
49
1.2
1.5
0.225
0.3
49
11.025
连接导爆管
1
2
引爆电雷管
1
合计
139
136
37.125
3.4爆破效果
根据《公路工程质量检验评定标准》规定，对现场的爆破效果进行评定，并根据超欠挖情况，对爆破参数进行动态调整。
洞身开挖检验项目如表4所示。
表4洞身开挖实测项目
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
权值
1
拱部超挖（mm）
破碎岩石、软土等
平均100，最大150
激光断面仪器：
每20m抽一个断面，观测间距≤1m
3
中硬岩、软岩
平均150，最大250
硬岩
平均100，最大200
2
边墙超挖（mm）
每侧
+100，-0
2
全宽
+200，-0
3
仰拱、隧底超挖（mm）
平均100，最大250
水准仪：
每20m检查3处
1
3.5爆破施工重点工序
3.5.1测量
明挖段及隧道起始点的位置必须在施工前由测量人员标定原地面标高、方向、坡度等相关数据。
对于明挖段以便控制爆破深度，隧道段以便控制施工中腰线。
测量组应及时将测量的数据提供给工程部，以便指导施工。
明挖段应由爆破技术人员及爆破员进行现场布孔，标明钻孔的深度、角度，将布孔资料提交给钻爆施工队，并现场交待清楚。
在隧道开挖以前，首先由测量人员按照技术交底进行周边眼炮孔位置测量放样，并用红油漆标识，技术人员严格要求施工人员要按照测量放样的位置进行钻孔，以保证隧道轮廓圆顺。
在爆破排险后，测量人员及时进行断面复测，以检查爆破效果，并将结果反馈给施工人员，以便施工人员及时调整爆破参数，达到更好的爆破效果。
3.5.2钻孔
明挖段：
钻爆作业队根据工程技术人员提供的钻孔要求和测量放样的点位进行钻孔作业。
钻孔采用气腿式风枪配合穿钻Φ42mm炮孔。
每钻完一孔应及时检查孔深并保护好孔口。
隧道内钻孔使用气腿式风枪钻Φ42mm炮孔，钻孔时采取湿式钻眼。
一是有利于作业人员进行操作，二是对作业环境的要求所采取的综合防尘措施之一，保护作业人员的身体健康。
3.5.3验孔
每次钻孔结束后应由工程部技术人员或专职验收人员对钻凿的炮孔进行检查验收，应检查炮孔位置、深度、角度等参数是否符合爆破设计，并填写相关记录。
如不符，需报现场技术人员确定后再施工或修改施工。
3.5.4装药
装药应按爆破设计装药量和装药结构进行，孔内使用毫秒延期导爆管雷管制作起爆药包。
装药前必须仔细检查有无堵孔、卡孔现象，及时调整地质薄弱面和抵抗线发生变化的炮孔装药量。
装药过程中经常检查装药部位的深度，防止炸药过量引起飞石或装药不到位产生上下段隔爆。
一旦发生过装，用木制的工具将多余的炸药掏出孔外或用高压水冲洗。
3.5.5堵塞
明挖段用钻孔产生的炮泥进行堵塞，防止小石子混入。
隧道内使用炮泥进行堵塞。
要注意堵塞质量及保护好雷管脚线，堵塞的动作要轻，防止损坏导爆管造成拒爆。
确保堵塞长度和堵塞质量。
多余的火工材料应及时退库。
3.5.6联网
爆破员根据爆破设计要求联接起爆网络。
为确保网络的正常传爆，4m以上的炮孔每个传爆节点均使用延期导爆管雷管进行传爆。
联网时孔与孔之间的导爆管、雷管脚线要保持一定的松紧度，防止拉脱或损坏导爆管造成拒爆。
起爆网络经技术人员检查无误后，才能进行爆破警戒。
3.5.7警戒
明挖段的爆破应在白天进行，为此应成立现场爆破指挥小组，由该施工段的工区副经理担任负责人，负责爆破事项的协调指挥。
隧道内因为三班作业，各施工点应由施工班组的班组长为现场爆破负责人。
爆破负责人爆破前应对各警戒点亲自布设，及时通知隧道内爆破安全距离以内的工作人员进行撤离。
3.5.8起爆
爆破现场负责人在警戒工序结束，经确认警戒区内人员、设备均已撤离警戒区，警戒人员到岗做好安全警戒后，发出第二次警报并以倒计时数秒的方式发出“起爆”命令，爆破员操纵起爆器点火起爆。
3.5.9通风排尘
隧道内的粉尘及有毒有害气体浓度较大，需要15min左右的时间进行排尘，将爆破烟尘和有毒有害气体的浓度降至安全允许的范围内。
如果在验炮时发现工作面的风筒脱节或损坏而不能使工作面的烟尘很快吹散时，验炮人员应首先对通风设施进行处理。
3.5.10盲炮的处理
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：
（1）引爆。
即在瞎炮旁不大于30米处打一个平行炮眼，装药引爆，使瞎炮殉爆。
若无打平行炮眼的条件，或炮眼已裂碎，断裂，则可用裸露药包处理。
（2）用雷管起爆药包，产生瞎炮后，小心地用竹木器具掏出原填炮泥，直至发现药包，然后再装一起爆药包重新诱爆。
（3）如因炸药失效，可往炮眼灌入盐水，使炸药和火具等完全失效，然后再用竹木器具轻轻掏出炸药。
（4）无堵塞的反向装药结构的炮眼，产生瞎炮后可再装一药卷诱爆。
在瞎炮处理完毕之前，不允许继续施工，除负责处理瞎炮人员外，所有无关人员均应撤离现场。
3.6瓦斯隧道注意事项
3.6.1基本要求
（1）瓦斯隧道施工前，必须建立安全生产管理机构，建立安全生产责任制，建立健全各种安全管理制度，并确保有效实施。
（2）瓦斯隧道施工前必须编制专项施工方案；必须编制相应预案。
（3）瓦斯隧道施工前应对所有作业人员进行培训和安全教育并签字备查。
（4）瓦斯隧道的施工应建立救护队，配备救护装备。
（5）瓦斯监测应符合下列规定：
①瓦斯隧道洞口必须设置经专业培训的专职瓦斯检测员负责检测记录。
②检测瓦斯用的仪器必须定期进行校验。
凡经大修的仪器，必须经计量检定合格后方可使用。
③易产生局部瓦斯积聚的地点，必须重点检测，并采取有效措施进行处理。
④进入隧道的所有金属管线必须在洞外设置有效的接地装置，其电阻值必须符合相关规定。
3.6.2爆破作业
爆破作业应符合下列安全要求：
（1）严格执行“三人连锁爆破制”（指放炮前放炮员将警戒牌交给班组长，班组长派人警戒准备下达放炮命令，然后将自己的放炮命令牌交给瓦斯检查员，经检查瓦斯浓度符合要求后，再将放炮牌交给放炮员）。
（2）瓦斯作业面必须采用电力起爆，严禁使用半秒、秒级电雷管。
（3）瓦斯作业面爆破必须使用煤矿许用炸药和煤矿许用电雷管。
（4）洞内爆破时，人员应撤至洞外。
（5）炮孔的装药及填塞必须符合相关技术指标参数要求。
装药前应清除炮孔内的煤（岩）粉。
（6）爆破母线应采用铜芯绝缘线，严禁使用裸线和铝芯线爆破，爆破母线、连接线和电雷管脚线必须相互扭紧并悬挂，不得与轨道、金属管、钢丝绳等导电体接触。
3.6.3隧道照明
（1）照明与电气信号应符合下列要求：
①低瓦斯隧道不应大于220V，高瓦斯隧道和瓦斯突出隧道不应大于110V.
②输电线路必须使用密闭电缆，不得使用裸线和绝缘不良的导线。
③瓦斯突出隧道内的照明电器应使用防爆型。
（2）在瓦斯隧道内严禁使用有火焰的灯火照明。
任何人员进入隧道前必须接受安全检查，严禁将可能产生火花和自燃的物品带入洞内。
（3）电缆在洞内接头时，应在特制的防爆接线盒内或有防爆接线盒的电气设备内进行连接。
（4）严禁在洞内已敷设电缆上临时接装电灯或其他设备。
3.6.4揭煤防突应符合下列规定
（1）施工人员必须佩戴自救器。
（2）掘进工作面中煤层爆破时，所有人员必须撤到洞外。
（3）应加强通风管理，开挖面应有足够新鲜空气。
（4）加强地勘与调查收集邻近隧道、矿山等相关资料工作。
（5）对于不知道是否具有突出危险性的煤层，必须进行预探，并进行瓦斯考察，检验其是否具有突出危险性。
预探时必须保证足够的安全距离。
具体操作按《隧道防治煤与瓦斯突出设计》的具体要求进行。
（6）经预测具有突出危险性时，必须按照突出煤层进行施工管理，并严格遵守《煤矿安全规程》及《防突实施细则》的规定。
3.6.5施工安全措施
（1）隧道施工应认真编制工地安全实施细则、全面规划、合理安排、规范指挥。
（2）实施性施工组织设计要按照煤系地层爆破施工规范和设计要求，结合地形、地貌、水文地质条件，科学选定施工工艺，制定详细具体的安全技术措施并在施工中不断的补充完善，认真做好安全教育和技术交底。
（3）不良地质及特殊地质，应组织技术论证，确定钻爆、掘进、支护方案。
（4）洞内通风、照明、电线等要统一规划，加强维护，做到布设整齐，状态良好。
（5）洞内施工应由值班领导统一指挥，按施工组织设计合理安排开挖、衬砌和运输作业。
（6）爆破开挖应做出爆破设计，严格控制周边眼间距、外插角和装药量等参数，减少对围岩的扰动及超欠挖。
（7）爆破起爆后，应派专人进行检查，处理危石、悬石，并设人监护。
确认安全后，其他人员方准进入作业面。
（8）爆破器材应建立严格的领用、退库制度，严禁库外存放，现场爆破员应具体负责领用审批，掌握领用和退库数量。
（9）专职安检人员每班都要对施工现场进行一次全面检查，尤其要注意加强对围岩和临时支护状态的检查，不放过任何微小变化，并做好记录。
发现问题及时报告主管部门妥善处理。
（10）隧道施工应制定防坍塌、涌水、瓦斯等抢险预案，配备必要的抢险机械、物资，明确组织和人员分工，出现问题迅速采取措施，减少损失。
四、爆破安全控制措施
4.1爆破警戒线布置
爆破前，警戒人员按规定时间清理掌子面附近安全距离范围内的施工人员。
4.2起爆信号
起爆信号采用手持式警报器。
第一次信号：
预告信号，预示无关人员马上撤出危险区，同时向各岗哨点增派警戒人员；
第二次信号：
起爆信号，在起爆前一分钟发出各工作站进入工作状态，现场指挥开始倒数“5，4，3，2，1，起爆”，听到“起爆”时合闸起爆；
第三次信号：
解除信号，起爆后约10分钟左右、经安全检查后发出。
4.3爆破器材装卸运输管理
（1）爆破器材运输车辆应经过公安机关审批，运输时应遵守下列规定：
①行驶速度不超过10km/h；
②不应在上、下班或人员集中运输；
③应在道路中间行驶，会车让车时应靠边停车。
（2）装卸爆破器材时，须遵守下列规定：
①应有爆破安全员在场监督；
②禁止爆破器材与其他货物混装；
③须检查运输工具的完好状况，清除杂物；
④严禁摩擦、撞击、抛掷爆破器材；
⑤炸药或雷管的装运量，不准超过运输工具额定载重量；
⑥爆破器材的装载高度不得超过车厢边缘；
⑦分层装载爆破器材时，不准站在下层箱（袋）上去装上一层；
⑧遇雷雨或暴风雨时，禁止装卸爆破器材；
⑨装卸和运输爆破器材时，严禁烟火、携带发火物品、手机等易产生静电的通讯器材。
（3）人工
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