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1、高 井 電 廠 熱 力 管 網 隧 道爆破開挖工程施工方案一、 工程概況1. 地質條件 熱力管網隧道穿過的巖層為中等風化的砂頁巖和玄武巖，巖質密實、強度大，圍巖分類為和V類。隧道全長約960m。該段隧道所處區域地下水埋深4.010.40m，爆破開挖區域位于距地表20m的以下，爆破開挖區域上方為京門公路，且有通訊電纜和光纜通過，爆破條件較為苛刻。該段隧道爆破開挖單循環進尺必須控制在1.01.2m以保證隧道圍巖穩定和周圍建(構)物的安全。2. 施工機具 爆破開挖施工主要選用施工機械有：7655風鉆30把、鑿巖臺車2臺、9/12m3空壓機8臺、風鎬16臺、WY16型小挖掘機器1臺、0.7m3小型礦斗2、車24臺。3. 爆破器材 由于爆破區域位于地下水埋深以下，所以選用抗水爆破器材。爆破用炸藥選用巖石乳化炸藥，雷管選用120段非電毫秒雷管。周邊孔光面爆破配用導爆索。4. 爆破施工總體安排 由于開挖隧道較長(全長約960m)，采用雙工作面從隧道兩端掘進顯然不利于撐子面獲得良好的通風效果，根據高井電廠熱力管網工程總體設計布置，沿該段隧道至少有9個豎井可以利用。因此，隧道爆破施工應首先進行豎井開挖和隧道兩端的掘進爆破，然后再利用開挖好的豎井增加隧道爆破開挖撐子面。二、 爆破施工工藝 中等風化、微風化基巖均采用雙臺階光面微差控制爆破技術開挖。爆破開挖工藝流程圖如下：三、爆破設計原則 為確保良好的爆破效3、果、爆破施工質量與施工安全，爆破開挖遵循如下原則：、 豎井全斷面開挖；隧道開挖采用上下斷面微臺階開挖，上半斷面超前下半斷面35m； 、 掏槽采用楔形掏槽。實踐表明，楔形掏槽是一種爆破震動較小的掏槽方式。、 掘進眼的鉆孔深度不大于1.4m，循環進尺1.01.2m左右。、 為降低爆破振動和獲得良好爆破掘進效果，采用毫秒微差爆破，單段爆破藥量根據爆破震動計算控制。、 周邊眼采用光面爆破，爆破后炮孔痕跡的保存率不小于80%。、 豎井開挖爆破完成后，管網隧道多個斷面同時爆破施工。四、爆破設計方案1 管網隧道的爆破設計方案管網隧道為半圓形隧道，采用上、下半斷面微臺階爆破開挖方式，上半斷面超前下半斷面35m4、。上半圓直徑以上部分為上半斷面，以下部分為下半斷面。上下斷面劃分如圖2所示。上下斷面同時爆破，爆破后找頂清理危石，找頂后將作業面交給下道工序。上半斷面的爆破順序依次為：掏槽眼爆破掘進眼爆破周邊眼爆破。下半斷面的爆破從上至下逐層微差爆破，周邊眼最后起爆。爆破采用非電起爆網絡系統，爆破單響藥量可依據最大允許爆破震動速度和掏槽眼、掘進眼及周邊眼起爆順序關系進行調整，如果某一排(比如掘井眼)總裝藥量大于允許最大單響藥量時，可將該排藥量調整為兩次起爆或多次起爆，但必須保證有利于爆破自由面的形成和良好的爆破效果。對于隧道上部的通訊電纜和光纜在沒有特殊保護要求的情況下可參照有關爆破安全規程進行爆破震動速度控5、制，切實保證通訊電纜和光纜的安全。1.1 掏槽爆破設計采用垂直楔形掏槽，由于爆破進尺較小，采用雙層掏槽，掏槽范圍為1.5m1.5m。掏槽眼布置及裝藥起爆參數如圖3與表1所示。 掏槽眼爆破參數表 表1鉆孔序號 孔 數單孔裝藥量起爆雷管段別16500g1241000g41.2 上半斷面爆破設計掏槽眼外逐層布置掘進炮眼，開挖輪廓邊界布置光面爆破孔。掘進眼孔深1.4m，抵抗線0.81.0m，孔間距1.01.2m，梅花形布孔，堵塞長度0.30.5m。光面爆破孔孔間距0.50.6m，抵抗線0.70.8m，堵塞長度0.4m，間隔裝藥，掘進眼爆破后起爆。光爆孔沿開挖輪廓線布置，外插量控制在35%。上半斷面的炮6、孔布置、光爆孔裝藥結構、光面爆破參數分別如圖5、圖4、表2所示。1.3 下半斷面爆破設計 下半斷面炮孔抵抗線0.81.2m，孔間距1.11.4m，堵塞長度不小于0.4m。自上而下爆破單耗逐漸增加，最上一層的爆破單耗取0.50kg/m3左右，向下一層單耗增加20%，最大不大于0.8kg/m3。布孔時對應抵抗線與孔間距自上而下遞減。下半斷面的炮孔布置如圖5所示。1.4 施工安排熱力管網隧道掘進施工一個循環，爆破所需時間約為7.5 8小時。由于爆破開挖與隧道支護交替進行，作業順序安排如下圖 6和圖7 所示。鉆眼：上斷面：150分鐘、下斷面：120分鐘；裝藥：上斷面：45分鐘、下斷面：45分鐘；排煙、7、除險：上斷面：45分鐘、下斷面：45分鐘；初噴砼：上斷面：60分鐘、下斷面：60分鐘；格柵拱架：上斷面90分鐘、下斷面：90分鐘；錨桿掛網：上斷面：120分鐘；超前支護：180分鐘；復噴砼：上斷面：180分鐘、下斷面180分鐘；棄碴：上斷面：180分鐘、下斷面：210分鐘。2. 豎井爆破設計 豎井爆破設計以斷面為6.58.5m2例，其它斷面依此類推。豎井圍巖掘進時的鑿巖爆破工作，主要包括鑿巖、爆破和爆破圖表編制等三項工作。 鑿巖擬采用濕式鑿巖，鉆孔直徑為42。 爆破工作均在距地表較近地區進行且建筑物距爆源最近距離約為20m,故宜采用淺眼微差控制爆破技術。 根據地質條件（為中硬以上微風化或中風化8、玄武巖和砂巖）和施工條件（爆破掘進深度小于20m，采用7655手持式風鉆掘進），本方案選擇全斷面光面爆破開挖技術進行施工。3.1 爆破圖表的編制 3.1.1. 爆破器材選擇 豎井掘進時，要求使用威力高，防水性好的炸藥，宜采用乳化油炸藥；無水地段則可使用2# 巖石硝銨炸藥。 雷管宜采用塑料導爆破管非電ms雷管。 . 炸藥單耗 豎井掘進斷面為6.58.5m2，巖石為微風化及中風化砂巖和玄武巖，巖石堅固系數可取1214。根據豎井掘進炸藥及雷管削耗定額，炸藥單耗可取1.78kg/m3，周邊孔采用光面爆破方式，炸藥單耗取0.30kg/m。 . 炮眼深度（L）的確定 根據施工及周圍環境條件，炮孔深度控制在9、1.50m左右。 . 炮孔數目（N）的確定 根據單位炸藥削耗量進行估算，可采用公式 由豎井掘進斷面S=55.25m2，單位炸藥削耗量q=1.78kg/m3,炮孔利用率為0.85，炮孔裝藥系數a=0.72，藥包重量G=0.15kg，則可估算炮孔數目： N=154(個) . 炮孔布置 豎井掘進時，炮孔的種類及作用、炮孔的布置原則和要求與水平巷（隧道）基本相同，尤其矩形豎井的炮孔布置，與水平巷（隧道）完全相同。 a. 掏槽方式。豎井掘進斷面為矩形且面積較大，根據施工條件，采用楔形掏槽較為理想,且該方式降震效果最好。由于炮孔深度L0.3m 復 2 16 0.60.7 9395 1.76 42 19.210、 0.3m 式 3 17 1.05 90 1.5 42 21 0.3m 網 4 32 0.8 90 1.5 42 32 0.3m 絡 5 73 0.50.6 9395 1.5 42 29.2 0.3m合 計 122+25* 82.2+30*注：表中*所注為掏槽眼孔數及炸藥用量。圖8中紅色羅馬數字表示起爆順序，如果風井斷面尺寸有所變化，可直接參照圖8豎井基礎爆破開挖參數設計圖作相應調整。C. 預期爆破效果 序號 指標名稱 單位 數量 1 炮孔利用率 0.85 2 每循環進尺 m 1.3 3 每循環實體巖石量 m3 71.83 4 每立方m原巖炸藥消耗量 kg/m3 1.56 5 每m進尺炸藥消耗11、量 kg/m 86.3 6 每立方m原巖雷管消耗量 個/m3 1.87 7 每m進尺雷管消耗量 個/m 108D、施工進度安排 豎井為全斷面開挖，爆破循環作業時間為12個小時。其循環作業順序圖與隧道爆破開挖作業順序圖類似。 五. 爆破施工質量與安全技術措施 1 爆破施工質量措施 設專職爆破工程師負責爆破技術與爆破施工質量安全； 爆破工程師和爆破工必須持證上崗； 周邊孔必須由具有兩年隧道爆破鉆孔經驗的風鉆工鉆鑿，確保周邊孔鉆孔質量，控制超挖量和取得良好的光面爆破效果； 每一循環鉆孔前必須在開挖掌子面標出開挖斷面中線、水平和開挖設計輪廓，并依據鉆爆設計標出鉆孔位置，經爆破工程師檢查后方可開始鉆眼；12、鉆孔位置的設計位置的偏差不得大于5cm； 依據掌子面圍巖的變化情況和爆破效果及時修改鉆爆設計； 周邊孔必須沿開挖輪廓線鉆鑿，外插量不得大于孔深的5%； 裝藥及起爆網路的連接必須在爆破工程師的現場指導與監督之下進行。 每次爆破后爆破工程師都應到掌子面查看爆破效果，及時解決爆破質量問題，掌握圍巖狀況，為下一循環爆破施工提供依據。 2 爆破安全措施 2.1隧道爆破地震效應的安全措施： 城市隧道爆破開挖，直接影響爆破區域地面臨近建構筑物和地表以下各種管線設施的安全。本段爆破區域所鄰近的地面建筑物，離豎井爆破開挖的最近水平距離為20m。依照爆破安全規程的規定，按爆破引起的地面質點振動速度作為安全判據，計13、算公式采用： V=K(Q1/3/R)式中，K為地質系數，對該地區可取K=180；為衰減系數，取=1.8。地面建筑物按兩類考慮，框架結構建筑物，安全振速V=2.5cm/s；磚混結構建筑物，安全振速V=1.0cm/s。據此計算的距建筑物不同距離上允許一個段別起爆的最大藥量如下表： 一次起爆藥量控制表 表3距離R(m)20304050607080裝藥量(kg)V=1.01.44.611.021.437.058.787.7V=2.56.321.450.698.9170271405根據上述振動安全檢算，除嚴格控制單段起爆藥量外，在爆破開挖方案中進一步采取如下技術措施，控制爆破振動：a.控制一次循環進尺，14、減小一次爆破總藥量；b. 斷面高度大于4m的隧道采用上下半斷面微臺階爆破方案，分散爆破集中度，減弱爆破約束，降低爆破振動；c. 采用引起爆破振動較小的掏槽方式，選用楔形掏槽。 2.2 爆破飛石控制a. 嚴格炮孔按設計要求堵塞，確保堵塞質量；b. 豎井爆破時，豎井口進行封閉，防止飛石逸出；c. 隧道爆破時，人員撤離至地面，施工機械撤離至爆破作業面100m以外的地方。 2.3 其它安全措施a. 爆破作業嚴格貫徹執行爆破安全規程及有關規定；b. 爆破工程師與爆破工均持證上崗； c. 爆破器材的儲存、運輸和使用嚴格遵守國家和深圳市的有關安全規定要求；d. 依照有關臨時爆破器材庫的要求，設立炸藥庫和雷管庫，嚴格庫房防火、防盜、防雷擊安全技術措施與安全管理。嚴格爆破器材進出庫管理；e. 爆破后及時檢查作業面，發現瞎炮及時處理。