1、高 井 電 廠 熱 力 管 網(wǎng) 隧 道爆破開挖工程施工方案一、 工程概況1. 地質(zhì)條件 熱力管網(wǎng)隧道穿過的巖層為中檔風(fēng)化的砂頁巖和玄武巖，巖質(zhì)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(qū)域地下水埋深4.010.40m，爆破開挖區(qū)域位于距地表20m的以下，爆破開挖區(qū)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(huán)進尺必須控制在1.01.2m以保證隧道圍巖穩(wěn)定和周邊建(構(gòu))物的安全。2. 施工機具 爆破開挖施工重要選用施工機械有：7655風(fēng)鉆30把、鑿巖臺車2臺、9/12m3空壓機8臺、風(fēng)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(qū)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(dǎo)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(fēng)效果，根據(jù)高井電廠熱力管網(wǎng)工程總體設(shè)計布置，沿該段隧道至少有9個豎井可以運用。因此，隧道爆破施工應(yīng)一方面進行豎井開挖和隧道兩端的掘進爆破，然后再運用開挖好的豎井增長隧道爆破開挖撐子面。二、 爆破施工工藝 中檔風(fēng)化、微風(fēng)化基巖均采用雙臺階光面微差控制爆破技術(shù)開挖。爆破開挖工藝流程圖如下：三、爆破設(shè)計原則 為保證良好的爆破
3、效果、爆破施工質(zhì)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。實踐表白，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(huán)進尺1.01.2m左右。、 為減少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(jù)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%。、 豎井開挖爆破完畢后，管網(wǎng)隧道多個斷面同時爆破施工。四、爆破設(shè)計方案1 管網(wǎng)隧道的爆破設(shè)計方案管網(wǎng)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35
4、m。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(yè)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(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，爆破單響藥量可依據(jù)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(guān)系進行調(diào)整，假如某一排(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(diào)整為兩次起爆或多次起爆，但必須保證有助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規(guī)定的情況下可參照有關(guān)爆破安全規(guī)程進行爆破震動速度
5、控制，切實保證通訊電纜和光纜的安全。1.1 掏槽爆破設(shè)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(shù)如圖3與表1所示。 掏槽眼爆破參數(shù)表 表1鉆孔序號 孔 數(shù)單孔裝藥量起爆雷管段別16500g1241000g41.2 上半斷面爆破設(shè)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
6、炮孔布置、光爆孔裝藥結(jié)構(gòu)、光面爆破參數(shù)分別如圖5、圖4、表2所示。1.3 下半斷面爆破設(shè)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長，最上一層的爆破單耗取0.50kg/m3左右，向下一層單耗增長20%，最大不大于0.8kg/m3。布孔時相應(yīng)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(wǎng)隧道掘進施工一個循環(huán)，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(yè)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(wǎng)：上斷面：120分鐘；超前支護：180分鐘；復(fù)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(shè)計 豎井爆破設(shè)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，重要涉及鑿巖、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(qū)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(shù)。 根據(jù)地質(zhì)條件（為中硬以上微風(fēng)化或中風(fēng)
8、化玄武巖和砂巖）和施工條件（爆破掘進深度小于20m，采用7655手持式風(fēng)鉆掘進），本方案選擇全斷面光面爆破開挖技術(shù)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，規(guī)定使用威力高，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(dǎo)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(fēng)化及中風(fēng)化砂巖和玄武巖，巖石堅固系數(shù)可取1214。根據(jù)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）的擬定 根據(jù)施工及周邊環(huán)境條件，炮孔深度控制
9、在1.50m左右。 . 炮孔數(shù)目（N）的擬定 根據(jù)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,炮孔運用率為0.85，炮孔裝藥系數(shù)a=0.72，藥包重量G=0.15kg，則可估算炮孔數(shù)目： N=154(個) . 炮孔布置 豎井掘進時，炮孔的種類及作用、炮孔的布置原則和規(guī)定與水平巷（隧道）基本相同，特別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(jù)施工條件，采用楔形掏槽較為抱負,且該方式降震效果最佳。由于炮孔深度L0.3m 復(fù) 2 16 0.60.7 9395 1.76 42 19.
10、2 0.3m 式 3 17 1.05 90 1.5 42 21 0.3m 網(wǎng) 4 32 0.8 90 1.5 42 32 0.3m 絡(luò) 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(shù)及炸藥用量。圖8中紅色羅馬數(shù)字表達起爆順序，假如風(fēng)井?dāng)嗝娉叽缬兴兓芍苯訁⒄請D8豎井基礎(chǔ)爆破開挖參數(shù)設(shè)計圖作相應(yīng)調(diào)整。C. 預(yù)期爆破效果 序號 指標名稱 單位 數(shù)量 1 炮孔運用率 0.85 2 每循環(huán)進尺 m 1.3 3 每循環(huán)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
11、耗量 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(huán)作業(yè)時間為12個小時。其循環(huán)作業(yè)順序圖與隧道爆破開挖作業(yè)順序圖類似。 五. 爆破施工質(zhì)量與安全技術(shù)措施 1 爆破施工質(zhì)量措施 設(shè)專職爆破工程師負責(zé)爆破技術(shù)與爆破施工質(zhì)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(jīng)驗的風(fēng)鉆工鉆鑿，保證周邊孔鉆孔質(zhì)量，控制超挖量和取得良好的光面爆破效果； 每一循環(huán)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(shè)計輪廓，并依據(jù)鉆爆設(shè)計標出鉆孔位置，經(jīng)爆破工程師檢查后方可開始鉆眼
12、；鉆孔位置的設(shè)計位置的偏差不得大于5cm； 依據(jù)掌子面圍巖的變化情況和爆破效果及時修改鉆爆設(shè)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(wǎng)路的連接必須在爆破工程師的現(xiàn)場指導(dǎo)與監(jiān)督之下進行。 每次爆破后爆破工程師都應(yīng)到掌子面查看爆破效果，及時解決爆破質(zhì)量問題，掌握圍巖狀況，為下一循環(huán)爆破施工提供依據(jù)。 2 爆破安全措施 2.1隧道爆破地震效應(yīng)的安全措施： 城市隧道爆破開挖，直接影響爆破區(qū)域地面臨近建構(gòu)筑物和地表以下各種管線設(shè)施的安全。本段爆破區(qū)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(guī)程的規(guī)定，按爆破引起的地面質(zhì)點振動速度作為安全判據(jù)，
13、計算公式采用： V=K(Q1/3/R)式中，K為地質(zhì)系數(shù)，對該地區(qū)可取K=180；為衰減系數(shù)，取=1.8。地面建筑物按兩類考慮，框架結(jié)構(gòu)建筑物，安全振速V=2.5cm/s；磚混結(jié)構(gòu)建筑物，安全振速V=1.0cm/s。據(jù)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(jù)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用如下技術(shù)措施，控制爆破振動：a.控制一次循環(huán)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，減少爆破振動；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(shè)計規(guī)定堵塞，保證堵塞質(zhì)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(yè)面100m以外的地方。 2.3 其它安全措施a. 爆破作業(yè)嚴格貫徹執(zhí)行爆破安全規(guī)程及有關(guān)規(guī)定；b. 爆破工程師與爆破工均持證上崗； c. 爆破器材的儲存、運送和使用嚴格遵守國家和深圳市的有關(guān)安全規(guī)定規(guī)定；d. 依照有關(guān)臨時爆破器材庫的規(guī)定，設(shè)立炸藥庫和雷管庫，嚴格庫房防火、防盜、防雷擊安全技術(shù)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(yè)面，發(fā)現(xiàn)瞎炮及時解決。
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