隧道爆破工程.docx

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隧道爆破工程

诸永高速公路S106合同

隧道爆破施工

作

业

指

导

书

编制：

审核：

批准：

中铁四局集团诸永项目经理部

2005年1月

第一章工程概况

一、工程概述

诸永高速公路S106合同段全长11..5公里，设计有三条隧道：

后择坞隧道、马宅隧道、杨岩隧道，均为连拱隧道。

J3x

后择坞隧道位于K84+525~K84+790之间，全长265m。

诸暨端洞口段设14米明洞，永嘉端洞口段设12米明洞，进口端为半明洞式洞门，出口端为端墙式洞门。

隧道穿越地层以Ⅷ9d微风化凝灰岩为主，兼有Ⅷ9b强风化凝灰岩、Ⅷ9c弱风化凝灰岩、V1层亚粘土和V2层含碎（砾）石亚粘土，最大埋深59m。

区内地表水分布较少，地下水水量匮乏。

马宅隧道位于K91+140~K91+385之间，全长245m。

进洞口设12米明洞，出洞口段设5米明洞，进口端为半明洞式洞门，出口端为端墙式洞门。

隧道穿越地层以Ⅷ9d微风化凝灰岩为主，兼有Ⅷ9a全风化凝灰岩、Ⅷ9b强风化凝灰岩和Ⅷ9c弱风化凝灰岩，最大埋深44.57m。

地下水以基岩裂隙水为主，水位埋深0.8~11.4m。

J3x

杨岩隧道位于K94+306~K94+540之间，全长234m。

两端洞口段各设10米明洞、半明洞式洞门。

隧道穿越地层以Ⅷ9d微风化凝灰岩为主，兼有Ⅷ9b强风化凝灰岩、Ⅷ9c弱风化凝灰岩和V2层含碎石亚粘土，最大深48.5m。

地下水以基岩裂隙水为主，水位埋深0.8~11.4m。

二、施工技术要求

隧道施工遵循新奥法原则，Ⅱ、Ⅲ类围岩采用短台阶法光面爆破开挖；Ⅳ类围岩采用全断面光面爆破开挖；对于软弱破碎不稳定基岩实施浅眼多循环、勤支护、早封闭的开挖原则，确保施工安全。

第二章爆破方案的选择

整个隧道用非电毫秒雷管微差光面爆破，上下台阶分段开挖，上半断面循环进尺1.2~2m，下半断面循环进尺为2~3m；采用全断面非电毫秒雷管微差爆破开挖；进出口时，为安全起见，采用线性转孔微差爆破进洞。

爆破器材：

炸药全部采用二号岩石硝铵炸药，规格为，φ32×200mm和φ20×200mm。

并采用1~13段非电毫秒雷管、火雷管、导火索引爆。

开挖方案和机具：

进出口采用以起拱线分上下两个断面开挖上断面超前开挖，形成一台阶，台阶长度可根据围岩情况适当调整。

洞身段采用全断面一次光面爆破。

凿岩机系国产YGP-28气腿式风动凿岩机，上半断面采用人工和手推车倒运，下半断面采用侧卸式装载机装碴，汽车运输，洞身段直接采用侧卸式装载机装碴汽车运输。

第三章爆破方案设计

一、爆破设计原则

爆破设计的原则是安全稳妥、施工便利、合理循环进尺、保持各工序相互配合、均衡施工。

爆破要求：

1．后成形规整，符合设计轮廓，减少超挖，超挖量不得超过5%。

2．痕迹保存率硬岩≥80%，中硬岩≥70%，软岩≥50%，并应在开挖面上均匀分布。

3．台阶爆破时，两爆破衔接台阶的最大尺寸不得大于15cm。

二、爆破参数的选定

根据该隧道的地质情况和爆破机具与爆破材料采用非电毫秒雷管微差光面爆破。

设计参数的选定：

1、周边眼距离E：

Ⅱ级围岩E为50~65cm

Ⅲ级围岩E为45~50cm

Ⅳ,Ⅴ级围岩E为40~45cm

2、周边眼抵抗线W：

Ⅱ级围岩W为75~80cm

Ⅲ级围岩W为60~75cm

Ⅳ,Ⅴ级围岩W为50~65cm

3、装药集中度q：

Ⅱ级围岩q为0.30~0.35cm

Ⅲ级围岩q为0.25~35cm

Ⅳ,Ⅴ级围岩q为0.08~0.12cm

4、辅助眼间距70~85。

5、爆破炮眼布置图见附图：

6、主要施工工艺

（1）光面爆破施工工艺

1）全断面开挖光面爆破

1>拱部光爆周边采用小直径φ20×200mm的硝铵炸药进行不耦合装药，其它眼采用φ32×200mm的硝铵炸药。

2>掏槽方式：

采取楔形掏槽。

3>炮眼深度：

除掏槽眼垂直深度2.4m外，其均垂直深度2.2m。

4>钻孔：

①准备工作：

测出轨面线和中线，凿岩台架就位，画出轮廓线。

②采用YT28风钻钻孔，钻眼孔径φ42mm。

③钻眼应符合下列要求：

A、掏槽眼：

深度、角度按设计施工，眼口间距误差和眼间距误差不大于5cm。

B、掘进眼：

眼口排距、行距误差不大于6cm。

C、内圈眼：

与周边眼的排距误差不大于5cm。

D、周边眼：

炮眼间距误差不大于5cm，外斜率不应大于5cm/m，与内圈眼间最小抵抗线误差不应大于5cm，钻孔位置在轮廓线上。

E、当开挖面凸凹不平时，应按实际情况调整炮眼深度，力求所有炮眼（除掏槽眼外）眼底在同一垂直面上。

F、钻眼完毕，按炮眼布置图进行检查做好记录，有不符合要求的炮眼应重钻。

5>装药作业

装药前应将炮眼内的水、泥浆、石粉吹洗干净，检查炮眼达到设计要求后方可装药，装药时严格按设计药量进行，装药后，所有炮眼均应堵塞炮泥。

6>装药结构

光爆周边眼采用不耦合装药，其它孔集中装药。

7>起爆作业

采用导火索+火雷管+非电毫秒雷管+炸药，正向装入眼孔内，导爆管引线连接采用把抓型式，连接线雷管采用低秒段，同组连接线必须采用同段导爆管。

导爆管于8号雷管连结时，导爆管应均匀地铺设在雷管的周围，并用胶布等捆扎牢固。

为防止雷管的聚能穴炸断导爆管，雷管的聚能穴禁止朝向导爆管的传爆方向。

《一把抓联接式》见下图

8>爆破参数

爆破参数见爆破设计图：

2）半断面开挖光面爆破

1>断面选择

采用上下半断面分别起爆，分界线在起拱线处

2>上部掏槽方式

采用五眼梅花平行直眼掏槽，周围四个空眼为临空面。

3>炸药选用

拱部光爆周边采用小直径φ20×200mm的硝铵炸药进行不耦合装药，其它眼采用φ32×200mm的硝铵炸药。

4>钻孔上半断面站在台阶上打眼，下台阶在出碴前站在碴堆上打上部眼，出碴后打下部眼孔。

5>钻孔要求、装药作业，起爆作业的要求同全断面光爆工艺。

3）光面爆破施工工艺流程及相关注意事项

光面爆破施工总工艺流程是：

依据掌子面的地质情况，确定围岩级别，选定爆破方案→依据爆破设计放线布眼YT28型风钻钻眼→（按规程领取加工爆破火工品）装药→人员设备退场→起爆→排烟→检查爆破效果→修正爆破设计→进入下一工序。

光面爆破时，炮眼的位置、角度、装药量等是影响光爆效果好坏的关键，应认真按爆破设计进行布眼、钻眼。

并对钻爆操作人员进行岗前培训，强化进程管理，确保光爆效果良好。

装药采用人工进行。

周边眼按爆破设计方案，采用间隔装药法装药，药卷与药卷之间用木棍进行间隔。

其它炮眼按设计的装药量，进行耦合连续装药结构。

爆破后，排烟完毕，指派专人检查爆破效果。

如爆破进尺、轮廓线超欠挖、炮痕保存率、爆方石块大小、抛距等情况。

进行综合分析、效果欠佳时，逐步修正爆破设计，以达到满意的钻爆效果。

第四章安全设计及安全措施

一、安全计算：

1、振动安全计算：

安全距离：

R=（K/v）1/aQ1/3其中k取200，a取1.6，v取15。

则：

R=23.5

计算震速：

v=K（Q1/3/R）a其中k取200，a取1.6，R取30

则：

V=10.1，小于15。

减震措施：

1，使同排起爆炮间时间差小于排间炮延期时间。

2，选取适当的单位耗药量。

3，减少布孔和钻孔偏差。

4，布孔时使孔距大于排距。

5，控制合理超深。

6，尽量减少单响药量。

避免孔间殉爆。

2、爆破飞石的安全距离计算：

Rf=20n2WKf

式中：

Rf——碎石飞散对人员的安全距离；

n——爆破作用指数；n取1.1;

W——最小抵抗线，m;W取0.70；

Kf——安全系数，一般选用Kf=1~2

则Rf=20×1.12×0.7×2=34

二、控制飞石的安全措施：

1、设计合理，测量验收严格，避免单耗失控，是控制飞石危害的基础工作。

2、慎重对待断层、软弱带、张开裂隙、成组发育的节理、溶洞、覆盖层等地质构造，采取间隔堵塞，调节药量，避免过量装药等措施。

3、选择合理的延迟时间，防止应前炮带炮（后冲），造成后炮最小抵抗线大小与方向失控。

5、空气冲击波的安全距离：

Rk=KnQ0.5

Rk=20

式中：

Q——装药量，Kg；

Kn——与爆破作用指数和破坏状态有关的系数，取2；

控制空气冲击波的方法：

1、避裸露爆破，特别是在居民区更需重视，一次爆孔间延时不要太长，以免前排带炮后百变成裸露爆破。

2、保证堵塞质量特别是第一排炮孔，如果掌子面出现较大后冲，必须保证足够堵塞长度。

对水孔要防止上部药包浮起。

3、考虑地质异常采取措施。

例如断层、张开裂隙处要间隔堵塞，溶洞及大裂隙处要避免过量装药。

4、在设计时要考虑避免形成波束。

5、合理安排放炮时间，避免空气冲击波的能量向地表集中。

三、安全警戒

1、爆破工作开始之前，必须确定危险区边界，并设置明显标志。

2、地表爆破应在危险区的边界设置岗哨，使所有通道路经常处于监视之下。

每个岗哨应处于相邻岗哨视线范围之内。

3、隧道内爆破应在洞口挂上“爆破危险区，不准入内”的标志。

爆破结束，经过充分通风后经检查无安全隐患方可拆除标志。

4、爆破前必须同时发出音响和视觉信号，使危险区的人员都能清楚地听到和看到。

并使全体职工和附近居民事先知道警戒范围、警戒标志和声响信号的意义，以及发出信号的方法和时间。

第一次信号——预告信号。

所有于爆破无关人员应立即撤到危险区以外，或撤至指定的安全地点。

向危险区边界派出警戒人员。

第二信号——起爆信号。

确定人员、设备全部撤离危险区，具备安全起爆条件时，方准备发出起爆信号。

根据这个信号准许起爆员起爆。

第三信号——解除警戒信号。

未发出警戒信号之前，岗哨应坚守岗位。

除爆破工作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，方准发出解除警戒信号。

四、安全检查和处理

爆破后，爆破员必须按规定的等待时间进入爆破地点，检查有无冒顶、危石、支护破坏和盲炮等现象。

爆破员如果发现冒顶、危石、支护破坏和盲炮等现象，应及时处理，未处理前应在现场设立危险警戒或标志。

只有确认爆破地点安全后，经当班爆破班长同意，方准人员进入爆破地点。

每次爆破后，爆破员应认真填写爆破记录。

五、盲炮处理

1、处理盲炮必须遵守下列规定：

a．发现盲炮或怀疑有盲炮，应立即报告并及时处理。

若不能及时处理，应在附近设立明显标志，并采取相应的安全措施；

b．难处理的盲炮，应先请示爆破工作领导人，派有经验的爆破员处理；

c．处理盲炮时，无关人员不准在场，应在危险区边界设立警戒，危险区内禁止进行其它作业；

d．禁止拉出或掏出起爆药包；

e．盲炮处理后，应仔细检查炮堆，将残余的爆破器材收集起来，未判明爆堆有无残留的爆破器材前，应采取预防措施；

f．每次处理盲炮必须由处理者填写登记；

2、处理盲炮采用方法：

a．经检查确认炮孔的起爆线路完整，可重新起爆；

b．打平行眼装药爆破；平形眼距盲炮孔口不得小于0.3m，为确定平行炮眼的方向允许从盲炮孔口起取出长度不超出20cm的填塞物；

c．用木制、竹制或其它不发生火星的材料制成工具，轻轻的将炮眼内大部分填塞物掏出，用聚能药包诱爆；

d．在安全距离外用远距离操纵的风水喷管吹出盲炮填塞物及炸药，但必须采取措施回收雷管；

e．盲炮应在当班处理，当班不能处理或未处理完毕，应将盲炮情况（盲炮数目、炮眼方向、装药数量和起爆药包位置、处理方法和处理意见）在现场交接清楚，由下一班继续处理。

六、起爆器材的加工：

1、起爆管和信号管应在爆破器材库或作业面附近的单独房间帐篷等安全场所加工。

2、加工起爆管应在铺有软垫和绝缘的工作台上操作，工作台上应安装带有金属框架的防护罩。

3、每个台上不得存放超过100发雷管，且应放在带盖的木盒里面，操作者手中只准拿一发雷管。

4、应使用快刀切取导火索或导爆管。

每盘导火索和每盘导爆管的两端应先切掉5cm。

切取导火索和导爆管时每根导火索的一头应切成垂直面。

每根导爆管的两端都应切成垂直面，一端封口。

切割导火索或导爆管时工作台上禁止堆放雷管。

切割前应认真检查导或索和导爆管的质量，凡有过粗、过细、破皮和其它缺陷的部分，均应切除。

5、装配起爆管和信号管前，必须逐个检查雷管质量，凡管体压扁、破损、锈蚀、加强帽歪斜者，严禁使用。

雷管内有杂物，严禁用工具掏和口吹，只准用手轻轻地弹出杂物。

弹不出杂物的雷管禁止使用。

6、应将导火索和导爆管有垂直面的一端轻轻插入雷管，不得旋转摩擦。

金属壳雷管应采用安全紧口钳紧口，纸壳雷管应采用胶布捆扎紧口或附加金属扎圈后紧口。

7、加工好的起爆管与信号管应分开存放，信号管必须系上标记。

8、加工起爆药包和起爆药卷应在爆破作业附近的安全地点进行，加工数量不应超过当班爆破作业需用量。

加工药包时，应用木质或竹质锥子，在炸药卷中心扎一个雷管大小的孔，孔深应能将雷管全部插入，不得露出药卷。

雷管插入药卷后，应用细绳固紧。

加工起爆药柱时，必须将雷管放在药柱的预留孔内，禁止露在药柱外面。

七、起爆方法：

1、导火索起爆时，应采用一次点火法点火。

单个点火时，一个人连续点火的根数不得超过10根（或分组一次点火的组数）地下爆破不得超过5根（组）。

导火索的长度应保证点完导火索后，人员能撤至安全地点，但不得短于1.2m。

2、同一工作面由一人以上同时点火时，应指定其中的一人为组长，负责协调点火工作，掌握信号管或计时导火索的燃烧情况，及时发出撤至安全地点的命令。

3、连续点燃多根导火索时，必须先点燃计时导火索。

信号管响后或计时导火索燃烧完毕，无论导火索点完与否，人员必须立即撤离。

信号管和计时导火索长度不得超过该次。

被点导火索最短导火索长度的三分之一。

4、必须用导火索或专用点火器点火。

严禁脚踩和挤压已点燃的导火索。

5、导爆管网路中不得有死结。

孔内不得有结，孔外传爆管之间应留有足够的间距。

用于同一工作面的导爆管必须是同厂同批号产品。

6、用雷管起爆导爆管网路时应防止雷管的集中穴炸断导爆管和延期雷管的气孔烧坏导爆管，导爆管应均匀地敷设在雷管周围，并用胶布等捆扎牢固。

7、用贯通隧道时，应有准备的测量图，每班都要在图上填明进度。

两工作面相距15m时，地质测量人员应事先下达通知，此后只准从一个工作面向前掘进，并应在双方通向工作面的安全地点派出警戒。

双方工作面的人员全部撤至安全地点后，才准起爆。

8、距离炸药库30m以内的区域禁止爆破。

在离炸药库30~100m区域内进行爆破时，禁止任何人员留在库内。

9、可用水炮泥或不燃性、可塑性的松散材料（如粘土或粘土和沙子的混合物等）填塞炮孔。

使用水炮泥时，其后部必须用不小于0.15m的炮泥将炮孔填满堵严。

无填塞或填塞长度不足的炮孔严禁爆破。

10、在岩层内爆破，炮孔深度在0.9m以下时，装药长度不得超过炮孔长度的二分之一；炮孔深度在0.9m以上时，装药长度不得超过炮孔深度的三分之二；炮孔剩余部分都应用填塞材料填满。

11、爆破员必需最后离开爆炮地点。

必需在有掩护的安全地点起爆。

12、爆破后，爆破员和班、组长必需巡回检查爆破地点的通风、围岩、支护、盲炮、残炮等情况，遇有险情，应立即处理。

只有在工作面的炮烟被吹散、爆破警戒人员由布置警戒的班、组长亲自撤回后，方可进入工作面。