xx隧道进口爆破设计方案

目 录

1. 工程及地质概况 .................................................................................................................................... 1 1.1 工程概况 ..................................................................................................................... 1 1.2 地质概况 ..................................................................................................................... 1 1.3 围岩等级 ..................................................................................................................... 1 2. 钻爆施工方案 ................................................................................................................... 1 2.1 台阶法开挖作业施工 ................................................................................................. 1 2.1.1 台阶法施工方法 ................................................................................................ 1 2.1.2 台阶法施工组织 ................................................................................................ 2 2.1.3 台阶法开挖爆破设计 ........................................................................................ 2 2.2 安全校核 ..................................................................................................................... 6 3. 施工组织设计 ................................................................................................................... 7 3.1 施工方法 ..................................................................................................................... 7 3.2 施工安全管理 ............................................................................................................. 8 3.3 爆破飞石控制 ............................................................................................................. 9 3.4 爆破器材存放、运输管理 ......................................................................................... 9 3.5 爆破施工常见问题及预防、处理办法 ..................................................................... 9

1

新建云桂铁路云南段六标（xx隧道）钻爆设计专项方案

xx隧道钻爆设计专项方案

1. 工程及地质概况

1.1 工程概况

xx隧道位于南盘江-弥勒区间，进口位于右偏曲线上，线路设计为单面上坡，进口里程D1K602+435，出口里程D1K607+240，全长4805m。隧道最大埋深约435m。

1.2 地质概况

测区覆盖层为第四系全新统坡残积（Q[4](dl+el)）碎石土、坡洪积（Q[4](dl+pl)）块石土、坡崩积（Q[4](dl+col)）块石土。下伏基岩为中三叠统法郎组第二段（T[2]f(b)）泥质页岩、粉砂岩、细砂岩。

测区在大地构造上处于青藏川滇歹字型构造体系，川滇经向构造体系及岭南纬向构造体系交接地带，应力集中，区域地质构造极其复杂。在漫长的地质年代里，经历了多次构造运动，形成了不同方向、不同性质、不同序次和等级的构造形迹，具有多次复活的长期发展史，对测区内的地层岩性、地质构造的发展与分布起着主导控制作用。因受多期构造运动的影响，区内发育一复式褶皱构造--xx交扭背向斜（27）、新哨向斜。

1.3 围岩等级

xx隧道：Ⅲ级围岩3425m，Ⅳ级围岩742m，Ⅴ级围岩638m。

2. 钻爆施工方案

根据围岩等级的情况，xx隧道主要采用台阶法和台阶法加临时横撑法施工。因此采用台阶法施工爆破设计。

2.1 台阶法开挖作业施工

隧道采用自制简易台车作为钻孔作业平台。地质条件好的地段采用导爆管起爆、光面爆破技术，严格控制超欠挖，软弱围岩地段采用微震光面爆破技术或非爆破开挖，以减轻对围岩的扰动和破坏。

施工过程中，执行“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤测量”的施工原则及时封闭。

2.1.1 台阶法施工方法 台阶法施工工序说明:

第1步：开挖①部后及时进行上台阶喷、锚、网系统支护，架设钢架并复喷砼至设计厚度，形成较稳定的承载拱。

第2步：在滞后①部3～6m后开挖②部，并进行下导初期支护。 第3、4步：及时施作仰拱砼、填充混凝土，及早封闭成环。 第5步：根据围岩量测结果，适时施作二次衬砌。

1

新建云桂铁路云南段六标（xx隧道）钻爆设计专项方案

台阶法开挖顺序图见图2-1。

仰拱栈桥

填充

仰拱

1部

二次衬砌

2部

图2-1 台阶法开挖顺序图

2.1.2 台阶法施工组织

采用台阶法进行开挖施工，施工时下部利用简易自制钻爆平台进行钻眼及安装锚杆、挂设钢筋网片和喷射砼作业。

施工时，上、下台阶钻眼、装药、连线、爆破应尽量错开一段时间，以充分发挥机械的利用率，爆破后应立即进行通风防尘，再进行除渣，施作锚杆、钢筋网及喷射混凝土作业。喷锚完成后，再进行下一循环开挖作业。

2.1.3 台阶法开挖爆破设计

采用台阶法开挖，上、下断面交替爆破，爆破器材导爆管起爆。周边眼采用Φ25mm小直径药卷。

（1）主要爆破器材：

炸药规格采用Φ32mm-200g。雷管采用非电毫秒雷管分为1～15段，脚线分3m、5m、7m三种，根据爆破循环进尺长度和炮眼间距分别选用。

（2）钻眼及装药：

为保证隧道光面爆破效果，周边眼间距在拱部控制在40～50cm以内并均匀布置，边墙周边眼间距控制在50～60cm以内并均匀布置；周边眼采用间隔装药结构，辅助眼采用连续装药结构，掏槽眼采用集中装药。

掏槽眼采用斜眼掏槽，与线路方向夹角为30度，超深20cm。为保证掏槽效果，掏槽眼水平间距按2.4～4m进行控制，炮眼底间距不大于60cm，掏槽眼采用集中装药。炮眼布置根据现场围岩具体情况可进行个别调整，眼底必须在同一面上，为保证爆破效果炮眼必须采用炮泥进行堵塞且周边眼堵塞不低于30cm。

起爆网路采用族联形式，眼内采用分段装药，眼外采用“一把抓”族联

2

新建云桂铁路云南段六标（xx隧道）钻爆设计专项方案

方式进行连接。

连续装药及间距装药结构示意图如图2-2所示。 （3）钻爆设计参数：

Ⅲ、Ⅳ级围岩，台阶法光面爆破炮眼布置、雷管段别见图2-3所示。 台阶法施工上台阶开挖人员分工示意图见图2-4所示图，台阶法施工下台阶开挖人员分工示意图见图2-5所示。

台阶法钻爆设计参数见表2-1。

台阶法钻爆主要经济技术指标见表2-2。

图2-2 连续装药及间距装药结构示意图

3

新建云桂铁路云南段六标（xx隧道）钻爆设计专项方案

图2-3 台阶法光面爆破炮眼布置图 附注：图中尺寸以m计

图2-4 台阶法施工上台阶开挖人员分工示意图

图2-5 台阶法施工下台阶开挖人员分工示意图

4

新建云桂铁路云南段六标（xx隧道）钻爆设计专项方案

表2-1 台阶法钻爆设计参数表（进尺为2.7m）

炮眼数 （个） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 下台阶 周边眼 底板眼 辅助眼 周边眼 合计 12 11 4 19 214 5 7 1 3 3.0 3.0 3.0 3.1 646.3 0.7 1.3 1.0 1.0 8.4 14.3 4.0 19.0 250.8 间隔 连续 连续 26 间隔 355 周边眼 底板眼 一排眼 二排眼 上台阶 22 34 55 16 11 10 9 11 13 15 1 3 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 1.25 1.25 0.7 1.3 1.0 1.0 27.5 42.5 38.5 20.8 11.0 10.0 连续 连续 间隔 连续 连续 连续 124 辅助眼 掏槽眼 6 11 17 19 1 3 5 7 3.4 3.0 3.0 3.0 炮眼 长度 （米） 炮眼装药量 合计 药量 （卷/孔） （Kg） （Kg） 1.3 1.0 1.0 1.0 7.8 11.0 17.0 19.0 每孔 药卷数 单孔 装药量 装药 结构 爆破 方量 3（m） 序 号 部 位 炮眼 分类 雷管 段数 集中 连续 连续 连续 205 仰拱

5

新建云桂铁路云南段六标（xx隧道）钻爆设计专项方案

表2-2 台阶法钻爆主要经济技术指标

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 项目 开挖断面 预计每循环进尺 每循环爆破方量 炮眼总数 钻孔总长度 雷管用量 炸药用量 比钻眼数 比钻眼量 比装药量 单位体积岩体耗雷管量 预计炮眼利用率 单位 m2 m m3 个 m 发 Kg 个/m2 m/m3 Kg/m3 发/m3 % 数量 131.5 2.7 355 214 646.3 214 250.8 1.631 1.82 0.707 0.6 90% 备注 未计连接管 2.2 安全校核

在爆破工程中，一般多以振速来衡量爆破振动强度，并作为划分破坏程度的指标，我国也用质点垂直振动速度值作为判断、评价爆破点周围建筑物安全程度的标准，其公式如下:

vKk(3Q/R)

v—建筑物质点垂直振动速度，mm/s；

Q—炸药重量，kg，齐发爆破按总装药量计算；分段爆破按最大一段药量计算；

R—自爆源到被保护建筑物或构筑物的距离，m。爆破中心一般按药量分布几何中心计算。如果被保护建筑物与各爆源点的距离大于药量分布几何中心至被保护建筑物距离的10%时，则R值按下式计算：

R(r1r2r3rn)/n

式中：r1r2r3rn—被保护建筑物或构筑物的距离，m； n—药包总数；

Kk—与岩石性质、地势高低、爆破方法和爆破条件有关的系数。岩石取

6

新建云桂铁路云南段六标（xx隧道）钻爆设计专项方案

300～700，土取1500～2500；

—爆破地震波随距离衰减的系数，一般为1.5～2.0，较远距离为1.5，近距离为2.0；

根据铁道部文件铁建设【2010】120号文件二次衬砌距长子面的距离：Ⅳ级围岩不得大于90m，Ⅴ、Ⅵ级围岩不得大于70m；考虑到掌子面爆破对二次衬砌的影响，当围岩等级为Ⅳ时，取R=90m，Kk=1200

由公式计算：

vKk(3Q/R)=1200(3250.8/90)25.9mm/s，由表2-3知，混凝土建筑物、构筑物爆破振动速度临界值为≤200mm/s，故安全。

当围岩等级为Ⅴ时，取R=70m，Kk=1600 由公式计算：

vKk(3Q/R)=1600(3250.8/70)213.1mm/s，由表2-3知，混凝土建筑物、构筑物爆破振动速度临界值为≤200mm/s，故安全。

当已知被保护建筑物、构筑物的允许临界爆破质点振动速度和距离时，也可以由以上式推算一次允许的爆破最大装药量。

表2-3建筑物、构筑物爆破振动速度允许界限 建筑物和构筑物类别 振速临界值（mm/s） 安装有电子仪器设备的建筑物 ≤50 质量差的古、旧房屋 50～70 质量较好的砖石建筑物 100～120 坚固的混泥土建筑物、构筑物 ≤200 土质边坡 ≤50

3. 施工组织设计

3.1 施工方法

针对爆破工作技术性强，工序多，为了保证爆破工作有条不紊地进行，必须有良好的施工组织。

(1) 技术交底

首先对钻孔工人进行技术交底，将布孔原则，钻孔允许偏差等技术要求传达给所有施工人员。

(2) 炮孔定位

设计及有关人员事先将炮孔中心位置按设计图准确标在爆区内。 (3) 钻孔施工

使用有经验的钻工，严格按炮孔布置设计图钻孔。 (4) 炮孔验收

7

新建云桂铁路云南段六标（xx隧道）钻爆设计专项方案

炮孔钻好，由技术人员验收，偏差不大于20cm为合格 ,抵抗线偏差大的孔应废弃，验收合格后方可装药施工。

(5) 装药施工警戒

为了现场机械设备及施工人员的安全，装药爆区范围内必须警戒。 (6) 炮孔装药

装药前用压风吹孔，将炮孔泥砂吹净，由专业爆破作业人员将炸药送到相应的孔位，放好雷管；药卷要装到底，药卷间不留空隙、泥砂，然后堵塞。堵塞用木质炮棍堵粘土，严禁使用铁器冲击炮孔内药包，雷管，装药由专业技术人员指导，由熟练的炮工持证上岗作业。

(7) 联线

以上工作全部完工后，由有经验的操作人员联网，经反复检查后无误开始警戒。

(8) 安全警戒方案：

本工程需进行爆破施工的项目主要为隧道暗挖部分。隧道暗挖部分爆破施工时因处于隧道内，需施工人员远离爆破点，同时撤出施工工具和电线电缆。

(9) 起爆命令

一旦全部警戒工作完成，由爆破班长再次联络各警戒点，确认无误后，下达起爆命令。

(10) 解除警戒

爆破完毕，经技术人员检查现场无误后，由爆破班长下达解除警戒命令。

3.2 施工安全管理

(1) 施工前对有关人员进行技术培训和安全教育，认真学习《爆破安全规程》的有关规定及《爆破设计方案》。

(2) 严格按炮孔布置图钻孔、验收、装药。 (3) 分台阶装填的炮孔数，以一次爆破为限。

(4) 导爆管起爆时必须事先检测导通状况，同时导爆管必须符合“爆破安全规程”规定。

(5) 处理瞎炮必须遵守下列规定：

①在距瞎炮至少0.5米处另打同瞎炮平行新炮孔，重新装药放炮；

②严禁用风镐，铲蚀或从炮孔中取出原放置的引药或从引药中拉出雷管，严禁将炮孔残底(无论有无残余炸药)继续加深；严禁用打孔方法往外掏药；严禁用压风吹这些炮孔；

③处理瞎炮的炮孔爆炸后，放炮员和清渣工必须详细检查炸落矸石。 (6) 施工中及时清除台阶和围岩邦壁浮石，防止掉渣石片打伤人，工作

8

新建云桂铁路云南段六标（xx隧道）钻爆设计专项方案

台阶不得留有伞檐。

(7)火工品运输、储存、领用、登记、退回按《爆破安全规程》的规定执行和当地公安局的规定执行。

(8) 放炮员、仓管员必须持证上岗。

3.3 爆破飞石控制

对于控制飞石，除了合理地选择爆破作业指数及炸药单耗，科学的计算最小抵抗线，合理的确定堵塞长度、严格控制堵塞质量，防止飞石造成人身伤害。飞石产生的最远距离由下式估算：

2L20KnW； A

KA，与地形、地质、气候等条件有关、一般取1.5。 W，最小抵抗线的最大值，取w＝1.2m。 n，爆破作用指数，0.5。 L＝9m。

为了保证绝对的安全，爆破飞石控制在60m范围内。

3.4 爆破器材存放、运输管理

（1）炸药领取前现场技术主管根据隧道内实际围岩情况，设计允许作业步距，依据钻爆方案计算钻孔数量、使用药量、认真填写领用申请单，报分部安全总监批准后向炸药库申请，炸药库管理人员必须见到上次领料使用消耗的监炮记录正确无误内容齐全，才能办理本次炸药发放。

（2）炸药库手续完成后，由押运员采用专用火工品运输车及时运到现场，监炮人员组织工人进行装药，并在监炮记录表上准确填写爆破的位置，炸药用量等，体现出“领哪炸哪”的原则。对未使用完的余量炸药必须同一个工作日内采用专用车辆退回炸药库。严禁在车内留存炸药，甚至过夜留存。

（3）爆破器材应统一存放，设置专人管理。 （4）爆破器材室设置防火及防雷击设施，照明必须采用防爆型电气器材，电线使用凯装电缆，采用安全电压。屋内严禁烟火。

（5）火药及雷管分别在两辆车内运送，两车间距应大于50m。

（6）爆破器材运输时，火药及雷管不准由一人运送，两人同行时应保持50m间距。

（7）爆破器材领取后应立即送至工作地点，不得中途停留，不得携带火种。

（8）每人次运送炸药不得大于20kg，运送起爆卷不得大于10kg。 （9）运爆破器材人员前后30m范围内，派专人保护。

3.5 爆破施工常见问题及预防、处理办法

爆破施工时常见问题及预防、处理办法见表3-1。

9

新建云桂铁路云南段六标（xx隧道）钻爆设计专项方案

表3-1爆破施工时常见问题及预防、处理办法

名称、现场 产生原因 预防措施和处理方法 1.用防水材料包扎炸药，避免浸水、受潮； 2.装药密度要控制在最优范围内，1.在水中或潮湿环境中爆破，炸药包未不使其过于密实； 瞎炮 做防水或防潮处理，雷管受潮实效。 4.在同一网路中采用了不同厂、不同批、不同品种的雷管。 3.避免使用不同厂、不同批、不同穿过很湿的岩层时要做防水和漏气处理。 瞎炮处理方法： 打平行孔诱爆法：在离瞎炮50cm处另打一平行炮孔，装药爆炸。 冲天炮 （爆破气体从炮孔中冲出） 1.使用堵塞材料不合格。 2.炮孔堵塞长度不够，或密度不够，造成漏气。 3.炮孔方向与临空面垂直。 1.炮孔间距过大；临空面太少；抵抗线爆渣块度过大 （块度过大，需二次爆破处理） 长度过长。 2.炸药用量过小，破碎力不够。 3.采用集中药包爆破，使得爆渣大小不均，局部过大。 1.未按照边线控制爆破法布孔。 超爆 2.一次用药量过大。 在边线部位采取密空孔法，采取密布孔，少装药，依次起爆，使爆裂面较规则的出现在设计位置上。 堵塞材料选用内摩擦力大、易于密实、不漏气的材料，并保证有足够的堵塞长度，一般应大于抵抗线长的10％～15％；堵塞时应做到密实；炮孔方向与垂直临空面呈30度角。 按破碎块度要求设计布置炮孔，采取适当的临空面和抵抗线长度；炸药尽量按照计算及通过试爆确定； 2.装药密度过大，爆炸的敏感度不够。 品种的雷管和炸药在同一网路中；炮孔

10