隧道光面爆破設(shè)計(jì)方案（20頁）

1、PAGE PAGE 19隧道光面爆破設(shè)計(jì)1、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)開挖掘進(jìn)是隧道施工的最重要工序之一。爆破質(zhì)量直接影響隧道施工的安全、掘進(jìn)速度以及經(jīng)濟(jì)效益，爆破效果不好。對圍巖的破壞范圍過大，將會造成坍方影響施工安全；石碴塊度過大，將會影項(xiàng)裝運(yùn)速度；超挖過大，增加回填量直接影響經(jīng)濟(jì)改益；欠挖補(bǔ)炮，增加工序直接影響掘進(jìn)速度；眼底不平（不在同一平面內(nèi)），影響下一進(jìn)尺的開挖：炮眼利用率不高，增加鉆眼的時間和工費(fèi)。因此，為了避免盲目施工并獲得良好的爆破效果，根據(jù)設(shè)計(jì)文件和圖紙，鐵路隧道施工規(guī)范（TB10204-2002）及鐵路隧道噴錨構(gòu)筑法技術(shù)規(guī)范 (TB10108-2002)的有關(guān)規(guī)定，編制適用官嶺尾隧道級圍巖臺

2、階法開挖及、級圍巖全斷面開挖施工的光面爆破設(shè)計(jì)，其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如下：1.1眼痕率不小于80%;1. 2巖面不應(yīng)有明顯的爆震裂縫，爆破后圍巖的攏動深度小于0.8 m； 1.3隧道周邊不應(yīng)欠挖； 1.4平均線性超挖值小于15cm; 1.5爆破后圍巖穩(wěn)定，基本無剝落現(xiàn)象； 1.6最大線性超挖量小于25cm; 1.7兩炮銜接臺階的最大尺寸小于l5cm; 1.8炮眼利用率達(dá)到90%以上，即每次循環(huán)進(jìn)尺要達(dá)到2. 0 m以上。2、設(shè)計(jì)原則2.1確保人員及構(gòu)筑物的安全；2.2符合爆破質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；2. 3爆破后的巖面光滑平整，肉眼幾乎看不到爆破裂隙，原有構(gòu)造裂隙也不困爆破影響而有明顯擴(kuò)展，可保持圍巖的整體性和穩(wěn)定性

3、，有利于施工的安全；2.4一次成型：周邊輪廓精確地符合設(shè)計(jì)要求，節(jié)省因超挖、欠挖而增加的工程量和費(fèi)用，提高掘進(jìn)速度和質(zhì)量；2.5與噴射混凝土和錨桿支護(hù)相配合，形成一套多快好省的隧道工程施工新工藝。2.6可行性原則：爆破設(shè)計(jì)必須符合施工條件，切實(shí)可行，達(dá)到安全上可靠，技術(shù)上可行，效益上可觀。3、爆破總體方案 根據(jù)設(shè)計(jì)和施工組織要求，其中級圍巖的開挖施工采用臺階法光面爆破施工，級、級圍巖采用全斷面光面爆破施工。開挖掘有進(jìn)、出口兩個工作面同時進(jìn)行，打眼深度為2.23.2m，進(jìn)循環(huán)進(jìn)尺為2.03.0m；使用普通氣腿式風(fēng)動鑿巖機(jī)鉆眼，炮眼孔徑為42mm；爆破材料有，周邊眼、有水地段及底版眼采用乳化炸藥，

4、其他采用2號巖石硝銨炸藥；起爆炸藥的雷管采用非電毫秒延期雷管（導(dǎo)爆管長分別為5m、7m）和8號紙雷管；為了周邊眼間隔裝藥的需要，采用導(dǎo)爆索聯(lián)接；整個爆破網(wǎng)絡(luò)使用導(dǎo)火線引燃8號紙雷管，再由紙雷管引爆導(dǎo)爆管來實(shí)現(xiàn)。4、爆破參數(shù)選擇4.1對于級圍巖光面爆破的計(jì)算，有很多種方法，現(xiàn)采用巖石爆炸力學(xué)計(jì)算方法的有關(guān)公式，對各參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，該方法的基本思想是：炸藥在眼中爆炸時，使作用在眼壁的壓力小于其巖石的抗壓強(qiáng)度。4.1.1光面爆破不偶合系數(shù)、裝藥直徑由 式中 D一不偶合系數(shù)； dk炮眼直徑，mm; di炸藥直徑，mm; a爆生氣體分子余容系數(shù)，a=0.395； P爆生氣體初始壓力，對于二號巖石硝銨炸藥P

5、=6997Pa； 巖石的三軸抗壓強(qiáng)度，對于類圍巖，取=900kg/cm3； r絕熱指數(shù)，1/r=0. 8299；所以，對于周邊眼： 1.93則： d炸藥=d炮眼/D= 42/1.93=22 式中： d炸藥炸藥直徑； d炮眼炮眼直徑。 在實(shí)際率作過程中，對周邊眼的藥卷，我們采取自制加工或直接采用直徑為25mm的乳化炸藥。這個數(shù)值與理論計(jì)算值相近，則實(shí)際周邊眼不偶合系數(shù) D=42/25=1.68，符合規(guī)范D=1.5-2.0的要求。4.1.2確定周邊眼間距（E）和最小抵抗線（W） E=54.2976kpdi 式中E周邊眼間距； kP巖石抗破壞屈服系數(shù)，見下表； di一藥卷直徑。表一 巖石抗破壞屈服系

6、數(shù)KPF值4-681012KP0.560.530.510.48計(jì)算E=54.2976KPdi =54.29760.5625 =76cm 考慮到權(quán)爆區(qū)巖石節(jié)理十分發(fā)育，并參照規(guī)范周邊眼間距取值范圍35cm-50cm, 對周邊眼間距取45Cm,最小抵抗線W=E/0.56=60.5cm，取61 cm。4.1.3炮眼裝藥系數(shù) 周邊眼的裝藥集中度采用規(guī)范取值范圍0.070.12kg.m-1，取0.10kg/m,其它炮眼的填充系數(shù)選用見下表：表二炮眼名稱掏槽眼擴(kuò)槽眼掘進(jìn)眼內(nèi)圈眼二臺眼底板眼備注全斷面裝藥系數(shù)（參考值）95%88%80%70%80%84%底角眼取84%確定值96%90%80%68%80%83

7、%4.1.4 循環(huán)進(jìn)尺綜合考慮各項(xiàng)因素，取L=3.0m。4.1.5 孔徑及孔深鑿巖采用一字纖頭，直徑為=40mm，則 炮 眼 孔 徑 為=42mm?？咨畛筒邸⒌捉茄蹫?.2m外，其它采用3.0m。 孔深：為克服巖石的夾制作用，對掏槽眼和底角眼取20cm的超深（即3.20m），其余各眼孔深取3.00m。4.1.6 炮眼數(shù)量 N眼=0.0012qS/ad2 式中N炮眼數(shù)目（個）； q單位炸藥消耗量，取1.5kg.m-3； S開挖斷面面積(m2），S=119.89m； A炮眼裝填系數(shù)一般為0.650.75，取0.70； d一藥卷直徑，硝銨炸藥（除周邊眼外）為32mm; N0.00121.5119.

8、89/(0.700.0320.032) =301（個） 以此理論計(jì)算值作為參考，并結(jié)合類似的工程經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行炮眼布置，在本次炮眼布置中取252，其中空眼6個，具體布置情況有待在施工過程中對待具體巖性及結(jié)構(gòu)更改。4.1.7 裝藥結(jié)構(gòu) 裝藥結(jié)構(gòu)周邊眼采用間隔裝藥并使用導(dǎo)爆索作為傳爆線，直徑為25mm乳化炸藥（防水）加竹片綁扎的串狀裝藥結(jié)構(gòu)。其它炮眼采用連續(xù)裝藥，藥卷為32mm,全部采用反向起爆裝藥結(jié)構(gòu)。4.1.8堵塞長度 在一般情況下，周邊眼的堵塞長度不少于20cm,其它炮眼堵塞長度不少于30cm，堵塞材料可選用黃泥。4.1.9各孔裝藥量及總裝藥量總裝藥量Q，及各孔裝藥量，詳見下表項(xiàng)目名稱炮眼毫秒雷

9、管裝藥總計(jì)編號個數(shù)深度段數(shù)個數(shù)25藥卷32藥卷填充系數(shù)個m段個節(jié)-長度-重量節(jié)-長度-重量空眼63.2掏槽眼193.211817-3.06-2.5596%20.25擴(kuò)槽眼343.03415-2.7-2.2590%9掘進(jìn)眼583.05813-2.4-1.9580%15.6掘進(jìn)眼6103.061013-2.4-1.9580%19.5掘進(jìn)眼7133.071313-2.4-1.9580%25.35掘進(jìn)眼853.08513-2.4-1.9580%9.75掘進(jìn)眼9343.093413-2.4-1.9580%66.3掘進(jìn)眼11433.0114313-2.4-1.9580%83.85內(nèi)圈眼13363.0133

10、613-2.4-1.958070.2周邊眼15573.015577-1.75-0.8751-20-0.150.34kg/m58.45底板眼15253.0152515-2.7-2.2590%56.25底角眼1523.215415-2.7-2.2590%4.5合計(jì)252439注：1、炮眼布置圖比例為1：100 2、炮眼布置尺寸以cm計(jì) 3、掏槽正中心位置距底板415cm4.2對于級圍巖4.2.1光面爆破不偶合系數(shù)、裝藥直徑公式： 式中 D一不偶合系數(shù)； dk炮眼直徑，mm; di炸藥直徑，mm; a爆生氣體分子余容系數(shù)，a=0.395； P爆生氣體初始壓力，對于二號巖石硝銨炸藥P=6997Pa；

11、巖石的三軸抗壓強(qiáng)度，對于類圍巖，=650kg/cm3； r絕熱指數(shù)，1/r=0. 8299；所以，對于周邊眼： 2.18則： d炸藥=d炮眼/D= 42/2.18=19 式中： d炸藥炸藥直徑； d炮眼炮眼直徑。 在實(shí)際率作過程中，對周邊眼的藥卷，我們采取自制加工或直接采用直徑為25mm的乳化炸藥。這個數(shù)值與理論計(jì)算值相近，則實(shí)際周邊眼不偶合系數(shù) D=42/25=1.68，符合規(guī)范D=1.5-2.0的要求。4.2.2確定周邊眼間距（E）和最小抵抗線（W） E=54.2976kpdi 式中E周邊眼間距； kP巖石抗破壞屈服系數(shù)，見下表； di一藥卷直徑。表一 巖石抗破壞屈服系數(shù)KPF值4-681

12、012KP0.560.530.510.48計(jì)算E=54.2976KPdi =54.29760.5625 =76cm 考慮到權(quán)爆區(qū)巖石節(jié)理十分發(fā)育，并參照規(guī)范周邊眼間距取值范圍35cm-50cm, 對周邊眼間距取35cm,最小抵抗線W=E/0.56=62.5cm，取63 cm。4.2.3炮眼裝藥系數(shù) 周邊眼的裝藥集中度采用規(guī)范取值范圍0.070.12kg.m-1，取0.10kg/m,其它炮眼的填充系數(shù)選用見下表：表二炮眼名稱掏槽眼擴(kuò)槽眼掘進(jìn)眼內(nèi)圈眼二臺眼底板眼底角眼裝藥系數(shù)75%64%64%55%64%61%75% 4.2.4 循環(huán)進(jìn)尺綜合考慮各項(xiàng)因素，取L=2m4.2.5孔徑及孔深 鑿巖采用一

13、字纖頭，直徑為=40mm，則 炮 眼 孔 徑 為=42mm?？咨畛筒?、底角眼為2.4m外，其它采用2.0m。 孔深：為克服巖石的夾制作用，對掏槽眼和底角眼取20cm的超深（即2.40m），其余各眼孔深取2.00m。4.2.6炮眼數(shù)量 N眼=0.0012qS/ad2式中 N炮眼數(shù)目（個）； q單位炸藥消耗量， S開挖斷面面積(m2） a炮眼裝填系數(shù)一般為0.650.75， d一藥卷直徑，4.2.7裝藥結(jié)構(gòu) 裝藥結(jié)構(gòu)周邊眼采用間隔裝藥并使用導(dǎo)爆索作為傳爆線，直徑為25mm乳化炸藥（防水）加竹片綁扎的串狀裝藥結(jié)構(gòu)。其它炮眼采用連續(xù)裝藥，藥卷為32mm,全部采用反向起爆裝藥結(jié)構(gòu)。4.2.8堵塞長度

14、在一般情況下，周邊眼的堵塞長度不少于20cm,其它炮眼堵塞長度不少于30cm，堵塞材料可選用黃泥。4.2.9各孔裝藥量及總裝藥量總裝藥量Q，及各孔裝藥量，詳見下表表三 臺階法施工開挖上部爆破參數(shù)表項(xiàng)目名稱炮眼毫秒雷管裝藥總計(jì)個數(shù)深度段數(shù)個數(shù)25藥卷32藥卷填充系數(shù)個m段個節(jié)-長度-重量節(jié)-長度-重量掏槽眼82.4189-1.8-1.35758.4擴(kuò)槽眼102.23107-1.4-1.056410.5掘進(jìn)眼152.25157-1.4-1.056415.75掘進(jìn)眼172.27177-1.4-1.056417.58掘進(jìn)眼82.2987-1.4-1.05648.4內(nèi)圈眼172.211176-1.2-0

15、.95515.3底板眼132.213137-1.4-1.056413.65周邊眼572.215573-0.3-0.230.10kg.m-313.11小計(jì)145145102.96表四 臺階法施工開挖下部爆破參數(shù)項(xiàng)目名稱炮眼毫秒雷管裝藥總計(jì)個數(shù)深度段數(shù)個數(shù)25藥卷32藥卷填充系數(shù)個m段個節(jié)-長度-重量節(jié)-長度-重量擴(kuò)槽眼82.2187-1.4-1.0564%8.4掘進(jìn)眼92.2397-1.4-1.0564%9.45掘進(jìn)眼82.2587-1.4-1.0564%8.4掘進(jìn)眼132.27137-1.4-1.0564%13.65掘進(jìn)眼172.29177-1.4-1.0564%17.85掘進(jìn)眼102.211

16、107-1.4-1.0564%10.5內(nèi)圈眼102.213106-1.2-0.955%9.0底板眼132.215137-1.4-1.0564%13.65周邊眼212.217213-0.3-0.230.10kg/m5.06底角眼22.417229-1.8-1.3575%2.7小計(jì)11211298.665、隧道爆破施工工藝5.1 工藝流程框圖施工準(zhǔn)備測量放線鉆孔清孔裝藥連接起爆網(wǎng)絡(luò)起爆5.2 起爆順序爆破順序按掏槽眼 擴(kuò)槽眼 掘進(jìn)眼 內(nèi)圈眼 底板眼 周邊眼進(jìn)行。掏槽方式采用直眼掏槽，周邊眼采用小藥卷低爆速炸藥。5.3 施工順序5.3.1 放樣布眼用紅鉛油準(zhǔn)確繪出開挖面的中心線和輪廓線，標(biāo)出炮眼位置

17、，其誤差不得超過5cm。5.3.2 定位鉆孔必須按設(shè)計(jì)炮眼正確鉆孔，對周邊眼和掏槽眼精度要求比其他眼要高，開眼誤差控制在35cm以內(nèi)。周邊眼開鉆時，鉆桿保持水平，并平行于隧道軸線，外插30角，開眼定位在輪廓線上，偏差不大于5cm,開挖臺階按規(guī)范規(guī)定控制。掏槽眼鉆孔精度要求高，誤差在3cm之內(nèi)，控制炮眼間距深度和角度，嚴(yán)禁炮眼打穿、相交。掘進(jìn)眼要均勻分布，為便于排水，鉆孔可稍微向上，但傾斜不大于10，孔間距保持相互平行，底板眼向下傾斜，但眼底不得超過輪廓線10cm。 鉆孔前應(yīng)將工作面上的殘留炸藥清理干凈，嚴(yán)禁鉆殘眼。5.3.3裝藥裝藥前，炮孔必須用高壓風(fēng)吹凈，底眼用炮泥封孔堵塞，藥串和起爆藥卷按

18、要求加工好，盤好腳線，分段號存放在箱內(nèi)，確保裝藥作業(yè)有序地進(jìn)行；裝藥作業(yè)應(yīng)分片、分組進(jìn)行，并按規(guī)定搗實(shí)，堵塞炮泥，堵塞長度不小于20cm。53.4爆破起爆網(wǎng)絡(luò)為復(fù)式網(wǎng)絡(luò)，以保證起爆的可靠性和準(zhǔn)確性，連接時要注意，導(dǎo)爆管不能打結(jié)和拉細(xì)，各炮眼雷管連接次數(shù)應(yīng)相同，引爆雷管應(yīng)用黑膠布包扎在一簇導(dǎo)爆管自由端10cm以上處，網(wǎng)絡(luò)連接好后，要有專人負(fù)責(zé)檢查。三、爆破安全技術(shù)1、個別飛石與有害氣體全斷面開挖時，只要巖性均一，最小抵抗線控制準(zhǔn)確，單耗選擇合適，保證充填長度與充填的質(zhì)量，一般不會產(chǎn)生飛石。但地質(zhì)構(gòu)造軟薄弱的地方，有可能產(chǎn)生個別飛石。但在地下隧道爆破飛石對地面不會造成影響，且屬于淺孔爆破，產(chǎn)生的有

19、害氣體量不大，加強(qiáng)通風(fēng)并在爆破后間隔一段時間（約1小時）再作業(yè)，則不會產(chǎn)生危害。進(jìn)行爆破時，所有人員撤至不受有害氣體、震動及飛石傷害的地點(diǎn)，其安全距離為：雙線上斷面開挖不小于400m，雙線全斷面開挖不小于500m。2、空氣沖擊波安全距離 R=K Q1/3 式中： R空氣沖擊波的最小安全距離（m）； K系數(shù)，對于人員為25-60，取中數(shù)為43； Q最大單響藥量，取17.85kg； R=4317.851/3 112.4m3、允許最大單響藥量3.1按勘測設(shè)計(jì)文件計(jì)算的允許最大單響藥量： Q1=R3（V/K）3/a 式中：Q1允許最大單響藥量； R 爆源中心到振速控制點(diǎn)的距離，隧道施工要控制模筑硅到爆

20、源中心距離，R40m； V一振速安全控制標(biāo)準(zhǔn)（距掌子面5m處振速一 般控制在5cm/s）。隧道V= l 0cm/s； K與爆破技術(shù)、地震波傳播途徑介質(zhì)的性質(zhì)有 關(guān)的系效，取K=120; a一衰減系數(shù)，a =1. 61.8，取a =1. 65； Q1=40（10/120）3/1.65=698kg3.2按可能出現(xiàn)的地質(zhì)變化計(jì)算的允許最大單響藥量： Q2=R3（V/K）3/a 式中：Q2一允許最大單響藥量； R一爆源中心到振速控制點(diǎn)的距離，隧道施工主 要控制建筑物到爆源中心距離，R,: 26rn; V一振速安全控制標(biāo)準(zhǔn)，建筑物為框架結(jié)構(gòu)，取 V =5cm/s。 K與爆破技術(shù)、地震波傳播途徑介質(zhì)的性質(zhì)

21、有 關(guān)的系數(shù)，取K=120; a衰減系數(shù)，a =1. 51.8，取a=1. 65; Q2=253 (5120）3/1.65=48.34kg本次爆破設(shè)計(jì)中，實(shí)際的最大單響藥量小于允許的最大單響藥量，因此本設(shè)計(jì)是合理的。四、安全保證措施為了保證本工程的安全生產(chǎn)，特從以下幾個方面制定如下安全措施1、安全管理機(jī)構(gòu)工程總負(fù)責(zé)人：徐建平（項(xiàng)目部經(jīng)理） 施工負(fù)責(zé)人 ：尹浪（常務(wù)副經(jīng)理） 技術(shù)負(fù)責(zé)人 ：王翔（總工程師） 安全負(fù)責(zé)人 ：謝?。üこ處煟?、安全管理制度2.1 堅(jiān)持“安全第一，預(yù)防為主”的原則，建立安全組織機(jī)構(gòu)按國家爆破安全規(guī)程、民爆條例、鐵路隧道施工規(guī)范（TB 10204-2002）及鐵路隧道噴錨

22、構(gòu)筑法技術(shù)規(guī)范（TB 10108-2002）有關(guān)規(guī)定，健全各項(xiàng)規(guī)章制度、制定安全措施，確保安全。在安全上單位領(lǐng)導(dǎo)負(fù)全責(zé)，其他相關(guān)人員分工負(fù)責(zé)。2.2 堅(jiān)持安全大檢查制度，即堅(jiān)持周、旬、月定期安全檢查，并適時抽查，發(fā)現(xiàn)不安全因素和隱患，立即責(zé)令整改，及時處理。堅(jiān)持安全事故分析防范的各種制度，把事故消滅在萌芽狀態(tài)。2.3 由該工程駐地公安人員負(fù)責(zé)購買、運(yùn)輸、儲存、使用全過程的管理實(shí)施嚴(yán)格監(jiān)督、檢查。2.4 爆破“四員“選用政治可靠、責(zé)任心強(qiáng)、熟悉瀑炸物品性能和操作規(guī)程、經(jīng)培訓(xùn)，年審考核合格后持有效證件、有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的人員上崗。2.5 爆破作業(yè)過程中，設(shè)專人指揮，設(shè)置警戒崗哨和標(biāo)志，施爆前發(fā)信號，待危險區(qū)人員撤離到安全地點(diǎn)后才準(zhǔn)許爆破，爆破后必須專人對現(xiàn)場進(jìn)行檢查，確認(rèn)安全后才能解除警戒信號。3爆破器材管理 3.1購買根據(jù)施工需求計(jì)劃，由駐地公女人員負(fù)責(zé)申肩，經(jīng)市公安局審批后，委托攝山民爆服務(wù)站到為南京市化輕公司負(fù)責(zé)購買。購買時，運(yùn)輸由南京市化輕公司負(fù)責(zé)送貨到存儲地點(diǎn)。入庫搬運(yùn)委托民爆服務(wù)站專職工人負(fù)責(zé)。工程結(jié)束，剩余爆破器材退回市市化輕公司3.2 儲存為了減少安全隱患，保證安全。我們申請建了臨時炸藥倉庫，并由專人負(fù)責(zé)管理、看守。為了方便使用和保證安全，我們按福安公安分局指定地點(diǎn)和