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1、牡綏鐵路工程III標隧道鉆爆專項施工方案編制： 復核： 審批： 目 錄1 編制依據22工程概況22.1 工程地理位置及概況22.2 工程地質概況22.3 地面建筑物及管線情況33總體方案設計33.1 爆破特點及要求33.2 鉆爆設計原則33.3 開挖、爆破施工方法43.3.1 開挖方法43.3.2 爆破方法44 鉆爆設計44.1 級圍巖鉆爆54.1.1 炮眼深度與循環進尺54.1.2 炮眼直徑54.1.3 炮眼布置54.1.4 單孔裝藥量64.2 級圍巖鉆爆74.2.1 炮眼深度與循環進尺74.2.2 炮眼直徑74.2.3 炮眼布置74.2.4 單孔裝藥量84.3 級圍巖全斷面法84.3.1 2、炮眼深度與循環進尺84.3.2 炮眼直徑84.3.3 炮眼布置84.4 級圍巖全斷面法94.4.1 炮眼深度與循環進尺94.4.2 炮眼直徑94.4.3 炮眼布置94.5 爆破振動強度的控制措施104.6 鉆爆質量的控制104爆破作業安全措施104.1 空氣沖擊波、爆破有害氣體與爆破飛石114.2 早爆114.3 盲炮處理114.4 敷設電爆網路時須注意的問題121 編制依據濱綏線牡丹江至綏芬河段擴能改造工程隧道施工圖及甲方實施性指導施工組織設計。國家及鐵道部現行的建設工程設計、施工規范、技術規程、質量驗收評定標準。鐵路隧道噴錨構筑法技術規范( TB10108-2002)；鐵路隧道施工規范( 3、TB10204-2002)；鐵路工程施工安全技術規程（TB10401-2003）；爆破安全規程(GB6722-2003)。民用爆破物品管理條例我單位多年來來在鐵路隧道工程施工中積累的施工經驗。2工程概況2.1 工程地理位置及概況濱綏鐵路牡丹江至綏芬河段地處黑龍江省東南部，自牡丹江市向東沿鐵嶺河、磨刀石鎮、越過代馬溝北山至穆棱鎮，向北偏東沿穆棱河至下城子鎮，向東沿馬橋河經馬橋河鎮，越過太嶺，經細鱗河至綏陽鎮，沿小綏芬河至綏芬河市。本標段西起磨刀石鎮，線路越過代馬溝北山，東到柳毛河上游蜂子窩溝一側，起訖里程為改DK381+747改DK395+200,正線長度13.453公里。施工范圍為改移道路、路4、基、橋涵、隧道、大型臨時設施和過渡工程等招標文件中規定的全部工程。重點控制工程包括：紅池隧道5621延長米；轉心湖隧道6676延長米。紅池隧道最大埋深185.6m，最小埋深約12m，各級圍巖長度及所占比例分別為：III級圍巖3525m，占隧道全長的62.7%；IV級圍巖1740m，占隧道全長的31%；V級圍巖356m，占隧道全長的6.3%。轉心湖隧道最大埋深225m，最小埋深約12m，各級圍巖長度及所占比例分別為：II級圍巖1535m，占隧道長度的23%；III級圍巖3495m，占隧道全長的52.4%；IV級圍巖1030m，占隧道全長的15.4%；V級圍巖590m，占隧道全長的8.8%。2.25、 工程地質概況地層巖性沿線各時代地層出露較全，第四系全新統洪積層、下元古界太平溝組、華力西中-晚期花崗巖巖組、第三系上新統、白堊系下統等均有不同程度的出露。地質構造按大地構造體系，屬新華夏系構造體系老爺嶺第二隆起代，區內構造體系復雜繁多，不同時期、不同等級、不同性質的斷裂構造發育，多有交叉跡象，并常伴有次級斷裂，屢次切割下元古界地層，使得區段內地質構造極為復雜，斷層破碎帶遭剝蝕后，形成眾多的河谷、沖溝，部分被第三系高位玄武巖覆蓋。不良地質沿線主要不良地質有：崩塌落石、突泥突水、圍巖失穩、泥石流等。崩塌落石沿線低山丘陵分布第三系多噴發的玄武巖巖蓋，由于受構造的影響，節理發育，巖體破碎，加之風化剝6、蝕作用影響，易發生崩塌、落石等不良現象。突泥、突水本標段線路通過斷裂破碎帶及影響地段，地下水豐富，易發生突水、突泥。圍巖失穩本標段線路部分地段穿越云母片巖地層，節理發育，易發生圍巖失穩。泥石流本標段隧道區屬低山丘陵坡面，表層覆蓋第四系松散堆積物，易發生泥石流。施工中須保護植被，竣工后恢復破壞植被，避免泥石流發生。2.3 地面建筑物及管線情況各隧道洞口周邊附近無建筑物及管線。3總體方案設計3.1 爆破特點及要求屬于低山丘陵隧道，爆破條件不好。地質條件復雜，部分穿越云母片巖地層，節理發育，易發生圍巖失穩。本標段隧道開挖采用鉆爆法光面爆破，炮眼痕跡保存率，硬巖在80%以上，中硬巖在60%以上，并在開7、挖輪廓面上均勻分布。隧道輪廓斷面不允許欠挖，、級圍巖拱部平均線性超挖值不大于15cm，最大不超過25cm，；級圍巖平均線性超挖不大于10cm，最大不超過15cm，邊墻平均不大于10cm；隧底允許最大平均超挖值為10cm。3.2 鉆爆設計原則確?，F場施工人員的安全，嚴格按照爆破安全規程GB6722-2003進行設計和施工，制定具體的安全施工措施。嚴格控制光面爆破的單段起爆藥量，盡可能多的創造爆破臨空面，盡可能減小爆破振動對圍巖的擾動深度。根據隧道洞口段所處圍巖比較破碎、整體性及自穩性差的特點，采用臺階法開挖，對軟弱巖層采用縮短臺階距離，及時支護等手段，保證頂板安全。對設計確定的鉆爆參數進行現場爆8、破試驗，以取得合理的爆破參數。爆破參數須根據地質地形條件及相應的爆破效果，適時調整、動態管理。3.3 開挖、爆破施工方法3.3.1 開挖方法隧道采用新奧法設計原理，根據設計要求，級圍巖采用全斷面法開挖；級圍巖采用臺階法開挖；級圍巖采用弧形導坑預留核心土法開挖；級圍巖采用三臺階臨時仰拱法開挖，洞口段級圍巖采用明挖法開挖。3.3.2 爆破方法本標段隧道采用鉆爆法光面爆破施工。4 鉆爆設計光爆施工前采用理論計算、工程類比與現場試爆相結合的方法確定爆破參數。計算依據如下：炸藥與巖石的匹配炸藥與巖石的匹配實際是根據波阻抗理論而來，當炸藥的波阻抗VrPr與巖石的波阻抗VePe相等時，爆炸波能量完全傳入巖體9、內，從而達到最大限度的破碎巖石。、級圍巖需爆破段一般巖石抗壓強度在Rc20MPa，巖石堅固性系數fRc/10=3。巖石縱波速度Ve2000m/s，巖石密度Pe2000kg/m3,巖石波阻抗VePe4*106kg/m2.s，2#巖石硝銨炸藥爆速Vr3600 m/s，炸藥密度Pr1000kg/m3, VrPr(3.64)*106kg/m2.s，巖石與炸藥匹配系數Ker=VePe /VrPr1，根據f及K值判定級圍巖巖石可爆性好，巖石能夠得到充分破碎。、級圍巖Ker=VePe /VrPr2，巖石可爆性差，須使用高密度、高爆速炸藥，同時加大裝藥密度，加強堵塞質量。標準拋擲爆破單位耗藥量K（ kg/m310、）根據巖石容重用經驗公式K=1.3+0.7（/1000-2）2計算, 級圍巖巖石2000 kg/m3，計算得K1.3 kg/m3。級圍巖巖石2300 kg/m3，計算得K1.36 kg/m3；級圍巖巖石2600 kg/m3，計算得K1.55 kg/m3；級圍巖巖石2700 kg/m3，計算得K1.64 kg/m3。爆破作用指數我國普遍采用鮑列斯科夫公式，f(n)=0.4+0.6n3當n=1時為標準拋擲爆破當n1為加強拋擲爆破0.75n1為加強松動爆破n0.75為松動爆破根據各部位炮眼所承擔的任務不同，爆破作用指數也不相同。具體為：掏槽眼采用加強拋擲爆破，崩落眼采用松動爆破，內圈眼采用弱松動爆破11、，底板眼采用加強松動爆破。4.1 級圍巖鉆爆4.1.1 炮眼深度與循環進尺炮眼深度是指炮眼眼底至開挖面的垂直距離。炮眼深度根據圍巖的穩定性、鑿巖機的鉆鑿能力和掘進循環安排。按鐵建設120號文件要求，級圍巖上臺階每循環開挖支護進尺不得大于1榀鋼架間距；邊墻每循環開挖支護進尺不得大于2榀；仰拱開挖前必須完成鋼架鎖腳錨桿,每循壞開挖進尺不得大于3m。炮眼深度不大于1m。4.1.2 炮眼直徑選用手持式風動鑿巖機，常規土巖爆破鉆頭直徑為3842mm，為減小鉆孔數量，提高掘進速度，炮眼直徑取d=42mm。4.1.3 炮眼布置掏槽眼掏槽眼爆破時在圍巖中形成空腔，為后續炮孔爆破創造良好的臨空面，一般為強拋擲爆12、破，本標段隧道級圍巖采用復式楔形掏槽，優點是鉆眼工作量小，容易形成較好的臨空面，掏槽眼開口寬度為3m，排距0.6m。周邊眼周邊眼沿隧道開挖輪廓線布置，具體的炮孔間距根據經驗公式和工程類比確定。根據經驗，炮眼間距E與炮眼直徑d之間的關系為E=(1018)d。取d=42mm，則E=420756mm?？紤]到是軟弱圍巖，所以光面爆破取E=50cm。周邊眼的炮眼密集系數m與最小抵抗線W之間的關系為m=E/W。一般EW，結合洞口段爆破一般不易形成大塊的特點，m取較小值， m=0.625，則對于光面爆破取W=80cm。周邊眼采用導爆索將藥卷串聯間隔裝藥結構，使炮孔內炸藥爆炸圍巖受力均勻，可以減小對圍巖的擾動13、深度。周邊眼同段起爆規模不易過大，如周邊眼數量大，易采用孔內或孔外微差爆破技術將齊爆孔數控制在810個左右。內圈眼內圈眼的間距a、排距須大于或等于周邊眼的最小抵抗線W，而且a、b的取值與炮眼的單孔裝藥量有關。本設計取a=100cm、b=80cm。崩落眼崩落眼間距a=120cm、排距b=100cm。4.1.4 單孔裝藥量掏槽眼掏槽眼在滿足填塞長度要求的前提下，盡量多裝藥，以保證良好的掏槽效果。據此確定、級掏槽眼的單孔裝藥量分別為1.2kg，0.82kg。折算單耗為1.95kg/m3。周邊眼周邊眼的裝藥量主要根據炮眼間距、最小抵抗線和裝藥集中度確定。本設計取光面爆破裝藥集中度為0.1kg/m，對于14、1m長的光面爆破炮孔，單孔裝藥量為0.1kg。內圈眼內圈眼以弱松動爆破控制，內圈眼的裝藥量與圍巖的堅硬程度、炸藥單耗、炮眼長度及內圈眼的炮眼數量及間排距等參數有關。內圈眼的單孔裝藥量按下式計算：式中 內圈眼的單孔裝藥量，kg； 裝藥系數。根據炮孔間排距及圍巖性質，取=0.4； 每米藥卷的炸藥質量，kg/m.。對于直徑為32mm的乳化炸藥，=0.8kg/m。 炮眼長度，m。對于炮眼長度為m的內圈眼，計算得=0.40.81= 0.32kg崩落眼崩落眼以松動爆破控制，裝藥單耗適當加大，有助于減小爆破塊體。=21.210.55= 1.32kg。炮眼填塞炮眼填塞的目的是保證炸藥充分反應，使之產生最大熱量15、，防止炸藥不完全爆轟；防止高溫高壓的爆轟氣體過早地從炮眼或導洞中逸出，使爆炸產生的能量更多地轉換成破碎巖體的機械功，提高炸藥能量的有效利用率。填塞材料采用炮泥，炮泥由砂子和黏土混合配置而成，其重量比為3：1，再加上20%的水。填塞采用分層搗實法進行，不得有空隙或間斷。各炮眼須填塞足夠長度的炮泥，除周邊眼根據光面爆破，其他各炮眼填塞炮泥的長度不得小于40cm。爆破器材的選擇炸藥：采用2號巖石乳化炸藥，規格為32mm200mm，每卷200g。雷管：雷管選用毫秒導爆管雷管。起爆選用普通瞬發電雷管或導爆管激發針起爆。裝藥結構掏槽眼采用正向起爆。光面爆破炮眼采用空氣間隔不偶合裝藥結構。為保證炮孔內各間隔16、藥卷同時起爆，所有空氣間隔裝藥均使用導爆索連接各藥卷。網路聯結見級圍巖炮孔布置及網路聯結圖。4.2 級圍巖鉆爆4.2.1 炮眼深度與循環進尺炮眼深度不大于2.5m。4.2.2 炮眼直徑炮眼直徑d=42mm。4.2.3 炮眼布置掏槽眼采用復式楔形掏槽。掏槽眼開口寬度為4m，排距0.6m。周邊眼周邊眼沿隧道開挖輪廓線布置。炮孔間距E=500mm，m=E/W，m=0.625，則對于光面爆破取W=80cm。周邊眼采用導爆索將藥卷串聯間隔裝藥結構。周邊眼同段起爆規模不易過大，如周邊眼數量大，易采用孔內或孔外位差爆破技術將奇爆孔數控制在810個左右。內圈眼內圈眼的間距a、排距b須大于或等于周邊眼的最小抵抗17、線W，而且a、b的取值與炮眼的單孔裝藥量有關。本設計取a=100cm、b=80cm。崩落眼崩落眼的布置方式與內圈眼的布置方式相同，環向間距120cm，排距100cm。4.2.4 單孔裝藥量掏槽眼、級掏槽眼的單孔裝藥量分別為1.53kg，1.26kg。折算單耗為2.04kg/m3。周邊眼光面爆破裝藥集中度為0.15kg/m。對于2.5m長的光面爆破炮孔，單孔裝藥量為0.375kg。內圈眼內圈眼的裝藥量計算得=2.510.80.5= 1.0kg崩落眼崩落眼的裝藥量。=2.51.210.6= 1.8kg。炮眼填塞填塞采用分層搗實法進行，不得有空隙或間斷。各炮眼須填塞足夠長度的炮泥，除周邊眼根據光面爆18、破，其他各炮眼填塞炮泥的長度不得小于40cm。4.3 級圍巖全斷面法4.3.1 炮眼深度與循環進尺炮眼深度3.5m，循環進尺為3m。4.3.2 炮眼直徑本設計選用手持式風動鑿巖機，炮眼直徑d=42mm。4.3.3 炮眼布置掏槽眼全斷面法施工由于斷面大，一次起爆炮眼數量多，網路聯結較為繁瑣，為增加臨空面，采用上掏槽和下掏槽，掏槽孔炮孔開口寬度均為3m，掏槽排距0.6m。周邊眼周邊眼沿隧道開挖輪廓線布置。炮孔間距E=55cm根據m=E/W，m=0.688，則對于光面爆破取W=60cm。周邊眼同段起爆規模不易過大，如周邊眼數量大，易采用孔內或孔外位差爆破技術將奇爆孔數控制在1015個左右。內圈眼內圈19、眼本設計取a=80cm、b=80cm。崩落眼崩落眼環向間距100cm，排距80cm。4.4 級圍巖全斷面法4.4.1 炮眼深度與循環進尺炮眼深度3.5m，循環進尺為3m。4.4.2 炮眼直徑本設計選用手持式風動鑿巖機，炮眼直徑d=42mm。4.4.3 炮眼布置掏槽眼全斷面法施工由于斷面大，一次起爆炮眼數量多，網路聯結較為繁瑣，為增加臨空面，采用上掏槽和下掏槽，掏槽孔炮孔開口寬度均為3m，掏槽排距0.6m。周邊眼周邊眼沿隧道開挖輪廓線布置。炮孔間距E=55cm根據m=E/W，m=0.688，則對于光面爆破取W=60cm。周邊眼同段起爆規模不易過大，如周邊眼數量大，易采用孔內或孔外位差爆破技術將奇20、爆孔數控制在1015個左右。內圈眼內圈眼本設計取a=80cm、b=80cm。崩落眼崩落眼環向間距100cm，排距80cm。4.5 爆破振動強度的控制措施根據圍巖圍巖地質及施工超挖情況，及時調整爆破振動，降低圍巖的擾動深度，達到控制超挖及保證圍巖穩定的目的，常采取以下措施：調整周邊眼的裝藥結構，盡量采取分段間隔裝藥。控制周邊眼炮孔齊爆個數，齊爆個數控制在810個為宜。利用孔內外微差控制其余炮孔的齊爆藥量。4.6 鉆爆質量的控制人員的配備光面爆破與預裂爆破炮眼的鉆鑿技術要求高，操作難度大，因此，必須注意對鉆爆人員的合理調配。固定技術好的鉆工進行光爆孔的鉆鑿作業。從布眼、鉆孔、裝藥到爆破網絡聯接層層21、把關，責任到人。鉆孔機具的配備周邊眼分布在隧道輪廓的不同部位，高度、角度各不相同。配備合適的多功能簡易鉆孔臺架非常關鍵。根據斷面尺寸，利用鋼管、網片制成簡易拼裝鉆孔臺架，可以快速拆卸，便于施工。炮眼深度及裝填藥量的控制 炮眼深度。根據鉆爆設計，鉆眼深度嚴格按照設計進行施鉆。 清孔裝藥。裝藥前將炮孔內的石屑、雜物用水沖凈。 裝藥連線。嚴格按照裝藥結構圖進行裝藥，藥量必須嚴格按照設計裝填，炮泥填塞須分層搗實，填塞長度必須滿足設計要求。 預裂孔、光面孔按設計圖紙鉆鑿在一個布孔面上，鉆孔偏斜誤差不超過1。 驗孔、裝藥等必須在現場爆破工程技術人員指導監督下由熟練爆破員操作。 起爆網路。起爆網路連接必須由22、專人負責。對于孔外延期部分的連線，須特別注意對孔外雷管及滯后起爆網路的保護，防止先爆雷管產生的飛片炸壞滯后起爆的網路，以及先行起爆產生的飛石損壞之后起爆的網路。 爆破。裝藥、連線結束后，經技術人員檢查合格后，撤離人員和機械設備，最后引爆。4爆破作業安全措施爆破工程的不安全因素主要有：空氣沖擊波、爆破有害氣體、爆破飛石、爆破振動、早爆、盲炮以及塌方、冒頂等。每種不安全因素有其特點、影響范圍和影響強度，均須根據現場情況，采取相應的安全措施。4.1 空氣沖擊波、爆破有害氣體與爆破飛石隧道爆破產生的空氣沖擊波沿隧道傳播時，比沿地面半無限空間的傳播衰減要慢，故要求的安全距離也更大。爆破產生的有害氣體也必23、須通過通風管道或隧道才能排出。爆破飛石的飛行方向無法準確預測，飛行距離難以準確計算，會給爆區附近的人員及設備造成嚴重威脅，特別是二次破碎爆破造成的事故更多，因此必須加以嚴格控制和防范。爆破產生個別飛石的距離與爆破參數、填塞質量等因素有關。主要采取以下措施：隧道爆破時，人員必須在隧道外避炮。進洞階段，沿洞口向外的爆破沖擊波和飛石強度較大。要特別注意對洞口附近人員、建筑物和設施的防護，在洞內懸掛膠簾，洞外布置防護擋墻。爆破后必須進行充分通風，保持爆破作業場所通風良好，完成前人員不得進洞。采取控制爆破技術縮小危險區，合理確定爆破參數，特別注意最小抵抗線的實際長度和方向，避免出現大的施工誤差。將可移動24、設備撤出飛石影響區域。4.2 早爆爆炸材料（雷管或裝藥）比預期時間提前發生爆炸的現象稱為早爆。采取以下措施防止早爆事故。使用電雷管起爆時，爆破主線、區域線、聯接線，不能與金屬管物接觸，不能靠近電纜、電線等。電雷管在接入網路前，腳線必須短接。裝藥、連線人員必須穿不產生靜電的工作服。在距電雷管15m范圍內，禁止使用無限通訊工具。工作面所用炸藥、雷管必須分別存放在加鎖的專用爆破器材箱內，不得亂扔亂放。爆破器材箱必須放在頂板穩定、支架完整、無機械電器設備的地點。每次起爆時必須將爆破器材箱放置于警戒線以外的安全地點。必須在所有人員撤出警戒區域后，才能在爆破作業領導人的指示下，將爆破母線與發爆器相聯接。425、.3 盲炮處理盲炮是指預期發生爆炸的炸藥未發生爆炸的現象，遵循以下原則和方法來處理。處理盲炮前必須由專業爆破人員指定警戒范圍，并在該區域邊界設置警戒。處理盲炮時無關人員不準許進入警戒區。派有經驗的爆破員處理盲炮。電力起爆發生盲炮時，必須立即切斷電源，及時將盲炮電路短路。導爆索和導爆管起爆網路發生盲炮時，首先檢查導爆管是否有破損或斷裂，發現有破損或斷裂的，修復后重新起爆。不得拉出或掏出炮孔中的起爆藥包。采取打平行孔裝藥爆破的方法引爆盲炮，平行孔距盲炮不得小于0.3m。為確定平行炮孔的方向，從盲炮孔口掏出部分填塞物。盲炮在當班處理，當班不能處理或未處理完畢的，必須將盲炮情況（盲炮數目、炮孔方向、裝26、藥數量和起爆藥包位置，處理方法和處理意見）在現場交接清楚，由下一班繼續處理。盲炮處理后，仔細檢查爆堆，將殘余的爆破器材收集起來銷毀。在不能確認爆堆無殘留的爆破器材之前，必須采取預防措施。盲炮處理后由處理者填寫登記卡片或提交報告，說明產生盲炮的原因、處理的方法和結果、預防措施。4.4 敷設電爆網路時須注意的問題本標段隧道鉆爆設計選用電雷管或導爆管激發針起爆導爆管網路。使用導爆管激發針起爆網路時，電力起爆系統不受靜電、雜散電流、射頻電流的影響。敷設電爆網路時須注意以下問題。電爆網路不得使用裸露導線，不得利用鋼管、鋼絲作爆破線路，爆破網路須與大地絕緣。電爆網路的導通和電阻值檢查，必須使用專用導通器和27、爆破電橋，專用爆破電橋的工作電流小于30mA。爆破電橋等電氣儀表，每月檢查一次。爆破作業場地的雜散電流值大于30mA時，禁止采用普通電雷管。起爆網路的聯接，必須在工作面的全部炮孔（或藥室）裝填完畢，無關人員全部撤至安全地點之后，由工作面向起爆站依次進行。爆破主線與起爆電源或發爆器聯接之前，必須測全線路的總電阻值?？傠娮柚蹬c實際計算值符合(允許誤差5%)。若不符合，禁止聯接。如果發爆器限時電路發生故障，發爆器放電不徹底，則在發爆器與電爆網路聯接瞬間極易發生早爆事故，國內已發生過多起此類事故。因此，在將發爆器與電爆網路聯接之前，必須使用金屬導線將發爆器的兩個接線端子短接，將發爆器內殘余電荷釋放掉。發爆器的鑰匙在整個爆破作業時間里，必須由爆破負責人或由他指定的爆破員嚴加保管，不得交給他人。各種發爆器和用于檢測電雷管及爆破網路電阻的爆破專用電表等電氣儀表，每月以及大爆破前均須檢查一次，電容式發爆器至少每月賦能一次。