最新XX区间爆破施工方案.doc
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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-dateXX区间爆破施工方案爆破施工方案XXXXXX六号线TBM试验段冉加坝站光电园站大里程端隧道爆破工程爆破施工方案中国XXXX集团有限公司二零零九年八月二十一日XXXXXXX六号线一期工程冉加坝站光电园站区间段节点工程(TBM试验段工程)爆破设计方案一、工程概况1.工程地理位置及范围XXXXXX六号线TBM试验段为五里店站(含)山羊沟水库段,位于江北区、渝北区、北部新区三
2、大主城区境内,主要沿主干道五红路、红石路和龙山大道地下敷设,贯穿三大行政区主客流方向。与规划的线路方向一致,即呈东南-西北方向走向。本区间为冉加坝站光电园站大里程端钻爆法施工段区间隧道、竖井、横通道采用钻爆法施工。区间隧道起讫里程:左线ZDK25+553.465ZDK25+899,长345.535m, 右线:YDK25+553.55YDK25+985,长度431.45m,其中竖井深32.1m,横通道长11.385m。竖井与施工横通道正交,竖井长边中线与施工横通道中线交点平面坐标为:X:73801.4784、Y:57129.3199。施工横通道中线交左线线路中线于ZDK25+750.667,交角
3、为90,交右线线路中线于YDK25+750,交角为90。2.施工环境本区间工程是XXXXXXX六号线一期工程(上新街-礼嘉段)的重要组成部分,地处主城区多条街道下,地表周围有高层商住建筑,但对施工干扰较小。冉光区间隧道处地下管线对隧道施工影响较小。3.地质条件冉加坝站光电园站大里程端钻爆法施工段区间隧道地质条件复杂,围岩条件差且变化频繁,主要以泥岩、砂岩、泥质砂岩为主。4.施工工期本区间施开工日期2009年9月1日,施工工期为487日历天。5.主要钻爆施工项目 本区间需要爆破开挖土石方项目有:竖井、左右线隧道及左右线横通道开挖,开挖设计方量约为4.4万m3。6.施工准备 6.1现场采用租凭临时
4、房屋作为工作人员办公、住宿使用。 6.2炸药雷管按公安机关有关规定执行配送。 6.3生产用电采用就近的高压电源“T”接,引入施工现场变压站,然后供生产用电需要。二、编制依据1、施工组织设计;2、XXXXXXX六号线一期工程(上新街-礼嘉段)施工图设计3、中华人民共和国爆破安全规程(GB7622-86);4、重庆市公安局爆破的具体要求;5、中铁集团在以往所施工的类似本工程的成功经验和资料;6、现场调查资料;7、依据隧道及竖井的围岩设计及开挖断面。三、隧道开挖爆破方案1.爆破形式根据现场的地质和施工条件,采用台阶法爆破开挖。其中浅埋段有部分V级围岩,根据实际情况,可采取局部爆破结合机械辅助的方式进
5、行洞室开挖。详见冉光区间隧道爆破设计图。2. 炮眼布置炮眼按浅密原则布置,控制单眼装药量,使有限的装药量均匀地分布在被爆破体中,采用非电毫秒雷管不对称起爆网络降低隧道爆破的震动强度。3.爆破控制 以地面建筑物基础底部(或地面)至爆源中心距离R为安全控制半径,借助于经验公式:Qm=R3(Vkp/K)3/a,设计以质点振动波速度限值2cm/s作为控制标准,进行爆破控制。4. 爆破监测地面洞内均需配合爆破振动监测,及时调整爆破参数,满足环境及施工要求。5. 爆破设计在隧道地段采用钻爆法开挖,采取有效的控制爆破技术,减少振动与降低噪音,同时要求成形效果好,采用光面爆破。根据地质条件,开挖断面、开挖进尺
6、、爆破器材、振速要求等条件编制爆破设计。根据围岩特点合理选择周边眼间距E及周边眼的最小抵抗线W,辅助炮眼交错均匀布置,周边眼与辅助眼眼底在同一垂直面上。严格控制周边眼的装药量,借助导爆索进行间隔装药,使药量沿炮眼均匀分布,以确保隧道周边成形良好,并减少对围岩的扰动。根据爆破安全规程(GB6722-2003)规定的交通隧道安全振速标准(1020cm/s,设计采用10cm/s),萨氏公式计算最大段装药量为114.7Kg,光面爆破引起的围岩破坏深度约0.81.0m,预裂爆破引起围岩破坏深度约0.40.6m。雷管选用微差毫秒雷管,每段间隔50ms避免地震波的叠加,减轻振动。根据爆破效果,调整掏槽眼形式
7、及爆破参数,并适当加深掏槽眼深度(比其它眼深约20cm),以保证掏槽效果。合理分布掘进眼,以达到炮眼数量最少、材料最省、同时渣块又不致过大。合理选择循环进尺:根据工期、环保及机械能力等因素来综合考虑。合理选择爆破材料:采用安全性能好的熟料导爆管、选择高爆力、低爆速的防水乳胶炸药进行微差爆破。5.1 爆破器材的选择 根据微震爆破的特点,选用乳化炸药,周边眼采用小药卷,直径25mm,其他炮眼采用标准药卷33mm(乳化)。雷管:孔外采用电雷管起爆,连接件及孔内均采用非电毫秒微差雷管(1-15段)。导火索及导爆索:电雷管引爆,周边炮眼间隔装药采用传爆线传爆。5.2 爆破参数的选择爆破参数的确定采用理论
8、计算方法、工程类比法与现场试爆相结合,在保证爆破振动速度符合安全规定的前提下,提高隧道开挖成型质量和施工进度。光面爆破参数参考表2-1。表2-1 光面爆破参数参考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(E/W)周边眼装药参数(kg/m)、级围岩405055700.81.00.10.155.2.1 、级围岩爆破参数确定(1)炮眼深度L本爆破设计的炮眼深度主要受爆破地震动强度控制,设计炮眼深度根据爆破部位不同进行调整。、级围岩分上下短台阶法开挖,上下断面按2.0m/循环计算,各炮眼眼深:掏槽眼2.3m、辅助眼2.2m、掘进眼2.2m、周边眼2.0m、底板眼2.0m。(2)炮
9、眼数目N本爆破设计炮眼直径采用42mm。冉光区间开挖面积约45m2,单位面积钻眼数约为1.8个。 根据断面炮眼布置情况,、级围岩(预备洞、出口及冉光钻爆段)炮眼数目确定为83个。(3)炮眼布置 周边炮眼采用经验公式和工程类比法确定。间距:E=(812)d(d为炮眼直径),设计为隔孔装药,炮眼直径42mm。本区间、级围岩(冉光钻爆段) 周边眼间距确定为45cm,均能满足E值要求。抵抗线:W=(1.01.5)E。、级围岩(冉光钻爆段) 周边眼间距确定为55mm,均能满足W值要求。类似工程地质的装药集中度:q=0.10.15kg/m,根据本区间围岩级别情况,、级围岩装药集中度确定为0.1mm。 掏槽
10、眼、级掏槽眼布置型式在对隧道爆破的质点振动速度观测中发现,一般掏槽爆破在整个断面爆破中往往产生最大的震动强度,因此减少掏槽爆破的震动强度,是确保围岩稳定及周围建筑物稳定的主要手段。从有关隧道爆破开挖质点震动速度的观测中可知:一般情况下,掏槽爆破的震动强度比其他部位炮眼爆破时的震动强度都要大,而所有的形式中,契形掏槽的震动最小。因此,从掏槽效果及减小震动强度等方面的综合考虑,本爆破设计采用空眼双层复式契形混合掏槽。 掘进炮眼当炮眼直径在3542mm的范围内时,抵抗线W与炮眼深度有如下关系式:W=(1525)d或W=(0.30.6)L根据以上关系式,本区间、级围岩(冉光钻爆段)抵抗线间距确定为0.
11、7m,能够满足W值要求。5.3 单眼装药量的计算隧道爆破,炮眼所在的部位不同,所起的作用是不同的。掏槽眼要求抛掷,掘进眼只要求松动,而在掏槽部位的两侧与其上、下部位各部分的炮眼要求又不一样,侧部要求松动,上部要求弱松动,下部要求加强松动,周边眼则要求光面爆破,地板眼则要求用抛掷爆破的药量,否则可能底板爆破失败。所以各部位炮眼的装药量是不同的。台阶法与全断面爆破装药参见表2-2、表2-3。表2-2 分台阶爆破装药参数表开挖部位炮眼名称段别数量孔深(m)单眼装药量(kg)单段装药量(kg)上台阶掏槽162.30.694.14掏槽342.30.692.76掏槽532.30.692.07掘进眼752.
12、20.552.75辅助眼9142.20.669.24周边眼11272.00.308.10掘进眼1342.20.552.20底板眼1552.00.502.50下台阶辅助眼142.20.551.10掘进眼342.20.552.20底板眼572.00.503.50合计8340.56周边眼装药参数在5.2中已确定。其它炮眼的装药量均可按以下公式计算:q=k.a.w.L.(kg)式中:q-单眼装药量(kg) k-炸药单耗(kg/m3),取0.9kg/m3; a-炮眼间距(m) w-炮眼爆破方向的抵抗线(m) L-炮眼深度(m) 炮眼部位系数(参照表5-4选取)表2-3 中硬岩隧道炮眼部位系数表炮眼部位掏
13、槽眼炮扩槽炮眼掘进槽下掘进槽侧掘进槽上内圈炮眼二台炮眼底板炮眼值1.5-21.0-1.21.0-1.210.8-1.00.5-0.81.2-1.51.5-2.05.4 开挖爆破设计及验算5.4.1 结构稳定性分析隧道爆破施工:根据爆破震动及监测数据进行优化设计,确保既有隧道结构安全,可以确保支护结构及施工机械设备安全。对于硬岩地段爆破采用分两部进行,这样可大大降低最大段装药量,减轻爆破震动影响,同时确保隧道开挖超欠挖在允许范围之内。5.4.2 药包参数确定孔深确定:L=0.30.5D 、级取2.0m。周边光爆孔或预裂孔孔网确定:根据a/w=0.81.0原则确定,一般a=4060cm, 、级取4
14、5cm;w=5080cm,、级围岩取55cm。5.4.3 线装药密度确定依据区间设计围岩情况,本段、围岩线装药密度q取0.22g/m。施工时若围岩变化较大,可适当增加或减少q值。5.4.4 掘进孔孔网参数确定掘进孔孔网根据单孔装药量负担面积确定: a.w=S=Q单/q.l Q单一单孔装药量 q一单耗 l一孔深 a一孔距 w 一抵抗线 S一炮孔负担面积5.4.5单耗确定单耗根据类似经验确定, 、级围岩周边眼取0.15kg/m。断面开挖取0.91.5kg/m3。1.5.4.6 掏槽孔确定掏槽眼详见区间爆破设计图。5.4.7药包布置隧道药包参数及布置图详见区间爆破设计图。5.4.8 起爆顺序和延期时
15、间起爆顺序:掏槽孔掘进孔辅助眼周边孔;延期时间:一般掏槽孔段间延时差为50ms75ms,确保抛碴2M。综上所述,、级围岩爆破设计相关参数见汇总表1-7、表1-8。表1-7 爆破设计参数汇总表围岩级别平均进尺(m)炮眼数目(cm)单眼装药量(kg/m)循环装药药量(kg)、级2.0830.4940.56表1-8 爆破设计参数汇总表围岩级别周边眼间距E(cm)周边眼最小抵抗线W(cm)相对距(E/W)周边眼装药参数(kg/m)、级45550.810.15.5 药量计算、装药方法、装药结构及炮孔堵塞5.5.1药量计算单孔药量计算及单耗见爆破设计图。5.5.2装药方法采用人工用木制炮棍装药,起爆体均在
16、火工品加工房进行加工,起爆体必须专人加工,分段存放。5.5.3 装药结构周边眼采用光面或预裂爆破,装药结构为间隔装药;掏槽孔和掘进孔、底板孔采用连续装药结构,如下图所示: 药卷空气间隔导爆管竹片药卷空气间隔导爆管竹片 孔装药结构示意图 药卷导爆管掘进炮孔连续装药结构示意图 药卷导爆管掏槽、底眼装药结构示意图5.5.4 炮孔堵塞炮孔采用人工堵塞,堵塞材料为粘性土卷(需提前加工),用木制炮棍压紧。堵塞长度洞内一般不小于0.2m;严禁不堵孔爆破。5.6 网络设计及起爆方法5.6.1 起爆网络连接起爆网络采用并簇连法,按如下顺序连接:(起爆网络见附图)图1-4 起爆网络示意图 孔内雷管脚线分组周边孔导
17、爆索并接同段非电雷管双发簇连电雷管起爆。5.6.2 起爆器材 孔内采用非电毫秒雷管和导爆索(周边孔)起爆,孔外采用非电毫秒雷管传爆,起爆采用电雷管起爆。5.6.3 起爆方法警戒完成后,人工在安全距离(250m)以外采用电雷管起爆。在完成爆破后15min后进入爆区检查,确认无盲炮后方可解除警戒。5.7 合理段间隔时间的选择 隧道爆破,实际质点振动速度测试得到的曲线波形图表明,每段间隔时差50ms时,波形基本上无叠加现象。从减震观点来看,每段起爆间隔时差应50ms。根据以往爆破振动观测得到的波形中发现,毫秒雷管110段其振动波形均有叠加现象,其振动速度可能出现叠加增大,也可能出现叠加减小的现象,为
18、了使波形不叠加,排除振动速度增大的可能性。段间隔时间尽可能的大于段爆破振动持续时间。根据有关试验资料表明,经测定对脆性坚硬岩石爆破来说,岩石从炸药爆轰开始到移动的时间t为822ms;中硬岩达到100ms,从有利于后段炮眼的爆破出发,后段的起爆应在前段爆破卸载后开始,即每段起爆的间隔时间应大于岩石从炸药爆轰到开始移动这一段时间。但是,每段起爆间隔不宜太长,间隔时间太长,炸药爆炸能量不能互相利用,后爆段不能起到补充前爆段的破碎作用和抛掷作用。试验结果表明,掏槽爆破段时间间隔以5075ms为宜,后续炮眼的间隔段时间受爆破器材条件限制,只能逐段进行安排。5.8 爆破有害效应验算由于爆破过程中部分炸药能
19、量转化为地震波,同时产生一定飞石、冲击波、爆破毒气和噪声,影响建筑物、机械设备及生命财产的安全,务必对其安全情况进行校验,采取严格的防范措施加以保护确定爆破安全。5.8.1 地震效应计算经计算本工程最大段装药量为40.56kg,实际用量不超过45kg,即Qmax=45kg。V=k(Q1/3/R)a 取 k=150 a=1.6 R=45M时。V=150(451/3/45)1.6=2.5cm/s2.5cm/s(交通隧道安全震动速度)。下列表为不同距离范围内震动指标,可据此进行安全防范。距 离R(m)1005045403020垂直震速V(cm/s)0692.11250301477912从以上列表可以
20、看出,对于本工程爆破作业,均在安全要求范围内。5.8.2 爆破冲击波超压的影响由于隧道施工方向为水平,而隧道洞室爆破均在地下,因此超压冲击波对洞口周围建筑不会造成影响。5.8.3 爆破产生噪声影响本项目爆破噪声影响按隧道内裸露药包计算空气冲击波超压值。在隧道内一次爆破转化为冲击波的能量:Q= 165.6(0.050.1)=8.28kg16.56kg.利用地表裸露药包爆破计算冲击波超压值:: p=(14Q/R3+43Q2/3/R2+1.1Q1/3/R)105距离R(m)50030020010050空气冲击波超压p(105pa)0.00670.01240.0210.05620.1697R=50m时
21、,p=0.017mpap=0.02(161dB),但不大于151dB,因此,必须采取措施,降低噪声影响(控制在90dB以下)。因此在洞内加设湿泡沫罩或废旧轮胎,以减少冲击波产生噪声影响,同时爆破时间应在白天喧闹时间进行。5.8.4 爆破安全距离隧道爆破时,个别飞石对人员安全距离不小于300m。5.9事故预防及处理措施5.9.1 现场调查现场调查对隧道进出口100m范围和隧道穿越地段进行实地调查,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。5.9.2 地表震动观测必要时可进行地表震动观测,以优化爆破设计。5.9.3 爆堆检查时间根据爆破安全规程要求,地下开
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