南龙铁路隧道工程光面爆破施工专项方案(共18页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上南平至龙岩铁路扩能改造工程第标段南龙铁路隧道爆破施工（光面爆破）专项施工方案 编制 复合 审核 批准 中铁四局南龙铁路NLZQ-7标项目经理部2014年3月目 录专心-专注-专业南龙铁路隧道工程光面爆破施工专项方案1工程概况1.1项目概况中铁四局南龙铁路项目经理部二分部承担南平至龙岩铁路扩能改造工程7标DK198+562.15DK204+873.05段，共计6310.9m的施工任务，本段位于福建省龙岩市新罗区苏坂乡，其中包含金鸡岭隧道出口2209.15m、田坪岭隧道3903.3m、汶水溪大桥136.39m、下村中桥54.28m、路基7.78m。金鸡岭隧道最大埋深293.1m，田坪岭隧道最大埋深198.03m，两座桥梁均为现浇简支箱梁。 施工段落内分布有双永高速公路、203省道和地方村路，交通较为便利。隧道分部施工范围：金鸡岭隧道出口2209.15m、田坪岭隧道3903.3m1.2隧道工程围岩分布金鸡岭隧道主要围岩分布表序号衬砌类型数量（m)备注1斜切段332级a6403级分相3004级下锚105级b23656级c1557级下锚308级a3009级b29510级b19011级c100.3112合计4418.31田坪岭隧道主要围岩分布表序号衬砌类型数量（m)备注1斜切段242级b21054级c9955级下锚306级b3307级c2609级c414.310合计3903.31.3隧道出口开挖施工方法隧道明挖段开挖时严禁采用爆破施工，严格按图纸设计要求采用机械（如挖机、破碎锤）开挖，隧道工程V级（含V级）以上围岩采用人工配合机械开挖法，III级围岩、IV级围岩采用控制弱爆破施工，严格遵循光面爆破技术要求，控制超欠挖。2 III级、IV级围岩开挖III级围岩、IV级围岩采用台阶法施工，爆破时采用光面爆破。2.1爆破方案选择1设计依据（1）中华人民共和国爆破安全规程（GB6722-2011）；（2）公安部爆破作业人员安全技术考核标准；（3）以往类似的隧道爆破开挖工程的成功经验和资料。2爆破方案选择（1）根据围岩特点合理选择周边孔间距及周边孔的最小抵抗线，辅助孔交错均匀布置，周边孔与辅助孔孔底在同一垂直面上，掏槽孔加深20cm。（2）严格控制装药量，周边孔采用间隔装药，其它炮孔采用连续装药，药量沿炮孔全长均匀分布，导爆索起爆。（3）采用毫秒微差分段起爆。3爆破器材选用炸药选用2号岩石乳化炸药，其规格为25、32两种，周边眼采用25的小直径药卷间隔装药方式，其余采用32药卷连续装药、密集堵塞方法，炮眼堵塞采用炮泥堵塞,导爆管毫秒雷管起爆，电雷管引爆。施工中根据地质变化不断调整爆破参数，以取得良好的光爆效果。表1 爆破器材表爆破器材名称规格用途雷管电雷管起爆115段非电毫秒导爆管雷管掘进、传爆炸药2#岩石乳化炸药，直径32mm，长度200mm，重量150g起爆、光爆台阶法炮眼布置图2.2爆破参数的选择与装药量计算2.2.1炮孔深度为1米1 钻孔参数的选择 光面爆破参数表 岩石种类周边眼间距E（cm）周边眼最小抵抗线W（cm）相对距离E/W装药集中度q（kg/m）极硬岩506055750.80.850.250.3硬岩405050600.80.850.150.25软质岩354545600.750.80.070.12钻孔工作采用风钻进行。1）炮孔直径（D）根据设备情况，炮孔直径取：D=40mm。2）炮孔深度（L）根据被保护对象的实际情况，宜采取短进尺弱爆破，因此炮孔深度取：L=1.0m。2爆破参数的选择1）最小抵抗线（W）松动爆破，抵抗线不宜过大，因此，最小抵抗线取：W=0.8m。2）爆破作用指数（n）根据爆破作用原理，并参见图1，爆破作用指数用式（1）表示： （1）式中，r为爆破漏斗底圆半径，m；W为最小抵抗线，m。图1 爆破漏斗示意图松动爆破的爆破作用指数为0<n0.75，取n=0.625。3）标准单位炸药消耗量（q0）根据地质资料，工程区内地层岩性为板岩夹碳质板岩、灰岩，因此设计时取q0=1.5kg/m3，实际施工时视具体情况进行适当调整。4）周边孔单孔装药量（Q）装药量的多少取决于要求爆破的岩石的体积、爆破漏斗的形状和岩石的性质等因素，一般采用体积公式进行计算，即： （2）式中，q0为标准爆破单位炸药消耗量，kg/m3；V为爆破的岩石体积，m3。根据图2，爆破的岩石体积V=r2W/3。将n=r/W=0.625、W=0.8代入式（2），计算得：Q=0.314kg，为了便于装药，取单孔装药量为0.3kg。3上台阶单孔装药量及装药量分配（1）周边孔根据光爆孔的线装药量，单孔药量取q1=300g=0.3kg（2卷）总药量Q1=300×40=12000g=12.0kg（2）辅助孔根据经验，辅助孔的单孔药量取周边孔单孔药量的1.21.5倍。单孔药量q2=300×1.5=450g=0.45kg（3卷）总药量Q2=400×41=16400g=16.4kg（3）掏槽孔由于掏槽孔的夹制系数最大，为了取得良好的掏槽效果，需加大掏槽孔的装药量。单孔药量q3=600g=0.6kg（6卷）总药量Q2=600×18=10800g=10.8kg（4）底孔根据经验，底孔的单孔药量取周边孔单孔药量的1.21.5倍。单孔药量q4=300×1.5=450g=0.45kg（3卷）总药量Q4=450×11=4950g=4.95kg采用毫秒微差起爆，这种方法具有降低爆破地震效应、改善破碎质量、降低炸药单耗、减小后冲、爆堆集中等明显优点，起爆时差为50ms。炮孔布置图见台阶法开挖起爆图，炮孔装药量及起爆顺序见下表。表2 钻孔1米上台阶炮孔装药量及起爆顺序炮孔编号炮孔名称炮孔个数单孔深度(cm)装药量(g)雷管段别起炮顺序单孔合计1掏槽孔61206003600113掏槽孔61206003600325掏槽孔61206003600537辅助孔51004502250749辅助孔1910045085509511辅助孔17100450765011613周边孔401003001200013715底 孔111004504950158合计11046200下台阶各孔装药量与上台阶相同。表3 钻孔1米下台阶炮孔装药量及起爆顺序炮孔编号炮孔名称炮孔个数单孔深度(cm)装药量(g)雷管段别起炮顺序单孔合计1辅助孔131004505850112辅助孔131004505850323辅助孔131004505850534辅助孔131004505850745辅助孔131004505850956周边孔1410030042001167底 孔131004505850137合计92393004起爆顺序掏槽孔辅助孔周边孔底孔。5装药结构采用2号岩石铵梯炸药进行爆破，每节炸药重150g，长20cm。实际装药时，周边孔采用间隔装药，掏槽孔、辅助孔和底孔采用连续装药，见图2、图3、图4，孔口部位采用纸团和黄泥堵塞。图2钻孔1米周边孔装药结构图图3 钻孔1米辅助孔和底孔装药结构图图4 钻孔1米掏槽孔装药结构图6最大单响药量（Qmax）本工程出口采用为控制爆破，炸药单耗低，空气冲击波对周围环境的影响不大，同样地，松动爆破理论上不产生飞石，因此，忽略不计空气冲击波和飞石对周围环境的影响。爆破振动会对周围设施产生危害，应预计其危害程度，以便采取必要的防护措施。爆破地震的安全距离采用M.A.萨道夫斯基公式计算： （3）式中，Rs为爆破地震的安全距离，m；Qmax为最大单响药量，kg；Vs为建筑物允许的震动速度，cm/s；K为与爆破地形、地质条件有关的系数；a为地震波衰减指数。K和a的取值见表4。建筑物允许的振动速度见爆破安全规程GB6722-2003。表4 爆区不同岩性的K、a值岩性Ka坚硬岩石501501.31.5中硬岩石1502501.51.8软岩石2503501.82.0本工程爆区内的岩石为工程区内地层岩性为板岩夹碳质板岩、灰岩，为坚硬岩石，根据表4，取K=150，a=1.5。液化气站，取Vs=1cm/s。根据表2得出最大单响药量Qmax=12kg，代入式（3）得出爆区距离液化气站的最近距离为Rs=64.6m。即隧道采用机械开挖至D2K28+397.5时可采用炮孔深度为1米的控制爆破。2.2.2炮孔深度为2米1钻孔参数的选择钻孔工作采用风钻进行。1）炮孔直径（D）根据设备情况，炮孔直径取：D=40mm。2）炮孔深度（L）根据被保护对象的实际情况，宜采取短进尺弱爆破，因此炮孔深度取：L=2.0m。2爆破参数的选择1）最小抵抗线（W）松动爆破，抵抗线不宜过大，因此，最小抵抗线取：W=0.8m。2）爆破作用指数（n）根据爆破作用原理，并参见图1，爆破作用指数用式（1）表示： （1）式中，r为爆破漏斗底圆半径，m；W为最小抵抗线，m。图1 爆破漏斗示意图松动爆破的爆破作用指数为0<n0.75，取n=0.625。3）标准单位炸药消耗量（q0）根据地质资料，工程区内地层岩性为板岩夹碳质板岩、灰岩，因此设计时取q0=1.5kg/m3，实际施工时视具体情况进行适当调整。4）周边孔单孔装药量（Q）装药量的多少取决于要求爆破的岩石的体积、爆破漏斗的形状和岩石的性质等因素，一般采用体积公式进行计算，即： （2）式中，q0为标准爆破单位炸药消耗量，kg/m3；V为爆破的岩石体积，m3。根据图2，爆破的岩石体积V=r2W/3。将n=r/W=0.625、W=0.8代入式（2），计算得：Q=0.314kg，为了便于装药，取单孔装药量为0.3kg。3上台阶单孔装药量及装药量分配（1）周边孔根据光爆孔的线装药量，单孔药量取q1=300×2=600g=0.6kg（4卷）总药量Q1=600×40=24000g=24.0kg（2）辅助孔根据经验，辅助孔的单孔药量取周边孔单孔药量的1.21.5倍。单孔药量q2=600×1.5=900g=0.9kg（6卷）总药量Q2=900×41=36900g=36.9kg（3）掏槽孔由于掏槽孔的夹制系数最大，为了取得良好的掏槽效果，需加大掏槽孔的装药量。单孔药量q3=1050g=1.05kg（7卷）总药量Q2=1050×18=18900g=18.9kg（4）底孔根据经验，底孔的单孔药量取周边孔单孔药量的1.21.5倍。单孔药量q4=600×1.5=900g=0.9kg（6卷）总药量Q4=900×11=9900g=9.9kg采用毫秒微差起爆，这种方法具有降低爆破地震效应、改善破碎质量、降低炸药单耗、减小后冲、爆堆集中等明显优点，起爆时差为50ms。炮孔布置图见台阶法开挖起爆图，炮孔装药量及起爆顺序见下表。表5钻孔2米上台阶炮孔装药量及起爆顺序炮孔编号炮孔名称炮孔个数单孔深度(cm)装药量(g)雷管段别起炮顺序单孔合计1掏槽孔622010506300113掏槽孔620010506300325掏槽孔620010506300537辅助孔52009004500749辅助孔19200900171009511辅助孔172009001530011613周边孔402006002400013715底 孔112009009900158合计11089700表6钻孔2米下台阶炮孔装药量及起爆顺序炮孔编号炮孔名称炮孔个数单孔深度(cm)装药量(g)雷管段别起炮顺序单孔合计1辅助孔1310090011700112辅助孔1310090011700323辅助孔1310090011700534辅助孔1310090011700745辅助孔1310090011700956周边孔1410060084001167底 孔1310090011700137合计92786004起爆顺序掏槽孔辅助孔周边孔底孔。5装药结构采用2号岩石铵梯炸药进行爆破，每节炸药重150g，长20cm。实际装药时，周边孔采用间隔装药，掏槽孔、辅助孔和底孔采用连续装药，见图5-图7，孔口部位采用纸团和黄泥堵塞。 图5 钻孔2米周边孔装药结构图图5 钻孔2米辅助孔和底孔装药结构图图5 钻孔2米掏槽孔装药结构图本工程爆区内的岩石为工程区内地层岩性为板岩夹碳质板岩、灰岩，为坚硬岩石，根据表4，取K=150，a=1.5。液化气站，取Vs=1cm/s。根据表5得出最大单响药量Qmax=24kg，代入式（3）得出爆区距离液化气站的最近距离为Rs=81.4m。即隧道开挖至D2K28+375.5时可采用炮孔深度为2米的控制爆破，开挖至DK28+354以后，掌子面距离液化气站距离大于100米，按正常台阶法爆破施工。光面爆破设计测量放线台车（架）就位钻 孔钻孔质量验收装药与堵塞连接起爆网络起 爆通 风危石处理清理钻孔装药计算与结构爆破材料准备网路检查设置警戒准备填筑材料光面效果与质量检查6. 爆破施工流程3安全可靠性评估1设计方法设计方法的合理性体现在以下几个方面：（1）针对爆区的地质、地形条件和环境情况，选择浅眼松动控制爆破作为洞身爆破开挖方案。（2）采用毫秒微差起爆，避免了爆破地震效应对液化气站的危害。2设计参数设计参数的合理性体现在以下几个方面：（1）根据爆区的环境特点，将最小抵抗线设计为0.8m，把爆破作用的范围限制在内部破坏与外部破坏的临界点，只产生松动效应，而基本不产生飞石。（2）根据本工程所在地区的岩性和地质构造情况、以前本地爆破的实际用药量，综合确定单位炸药消耗量q0。（3）根据爆破技术要求和周围环境的特点，确定的爆破作用指数n=0.625，属于松动爆破，符合国家的有关规定，与国内外松动爆破的成功的经验数据一致。3工程安全性评估（1）本工程采用条形装药，与同等药量的集中装药相比，条形装药引起的地震波强度低30%。（2）爆区节理裂隙较发育，爆破地震波在节理裂隙发育的岩体的传播速度低，能量衰减快。（3）本工程爆破开挖设计方案的最大单响药量均小于按照萨道夫斯基经验公式计算得出的最大单响药量。（4）本工程爆破开挖施工与对液化气站的爆破振动监测同时进行。因此，本工程的爆破不会对液化气站造成任何影响。4安全技术与防护措施1工程现场100m范围内进行实地调查，记录可能影响的构筑物或其它结构状态，记录资料应包括文字和图片资料，现场可作观测标志。在每个液化气罐及基座上设置观测标识（裂缝砂浆贴片），每次爆破前后对标识进行观测并进行记录。2在洞口处用湿草帘子、布袋子覆盖，距洞口5m处搭设脚手架，并在脚手架上挂毛竹篱笆和钢丝网，对爆破飞石进行阻挡。3对液化气站进行爆破振动监测，严格控制最大单响药量。（1）采用LC-2200袖珍式测振仪对液化气罐进行震动测量。（2） 在爆破前2小时，在液化气罐上安装测振仪，对观测点进行编号，测量并记录震源中心与传感器的位置与高程。（3）爆破后，收集相关数据并进行分析，及时根据测量结果调整爆破参数。4在爆后30min且炮烟排出后，由熟练爆破员进行爆堆检查。5盲炮处理：发生盲炮后，必须由专职爆破员进行处理。处理方法为：（1）能够重新引爆的，加大警戒范围，重新加入起爆体引爆；（2）不能重新引爆的炮孔，采用高压风吹出堵塞炮渣，取出起爆雷管，并将炸药取出；（3）严禁采用木棍硬捣起爆药卷。5严禁利用残孔穿孔，以免钻爆残孔中残留炸药。6爆破警戒：装药警戒范围由爆破工作领导人确定，装药时应在警戒边界设置明显标志并派出岗哨；执行警戒任务的人员，应按指令到达指定地点并坚守工作岗位。7信号：预警信号：该信号发出后爆破警戒范围内开始清场工作；起爆信号：起爆信号应在确认人员、设备等全部撤离爆破警戒区，所有警戒人员到位，具备安全起爆条件时发出。起爆信号发出后，准许负责起爆的人员起爆；解除信号：安全等待时间过后，检查人员进入爆破警戒范围内检查、确认安全后，方可发出解除爆破警戒信号。在此之前，岗哨不得撤离，不允许非检查人员进入爆破警戒范围；各类信号均应使爆破警戒区域及附近人员能清楚地听到或看到。8 火工品管理必须有火工品管理人员进行管理，现场火工品使用由爆破员使用，安全员现场监督。爆破完成后，剩余火工品必须全部退库，做到帐账相符，账物相符。