隧道爆破掘进安全专项方案.docx

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隧道爆破掘进安全专项方案

X市乐清雁荡至永嘉楠溪江公路第X合同段

隧道爆破掘进

安全专项方案

编制人职务（称）

审核人职务（称）

批准人职务（称）

批准部门（章）

编制日期

一、工程概况及周边环境1

二、编制依据和编制原则1

1、编制依据1

2、编制原则1

三、工程地质、水文情况2

四、交通条件3

五、气候气象条件3

六、隧道设计主要技术标准3

七、隧道纵断面4

八、进洞及洞口明挖段开挖、支护4

1、边仰坡开挖防护4

2、进洞施工6

九、隧道爆破掘进6

1、Ⅲ类围岩开挖作业6

2、Ⅳ类围岩开挖作业7

3、Ⅴ类围岩开挖作业8

十、钻爆施工9

1、钻爆设计9

2、钻爆作业13

3、光面爆破施工工艺流程15

4、超欠挖控制15

5、爆破安全距离计算 16

十一、装碴运输16

十二、初砌施工方法17

1、管棚预注浆超前支护17

2、初期支护18

十三、通风、供水和供电技术措施23

1、施工通风23

2、施工供水23

3、施工供电24

十四、施工监控量测32

十五、洞内地质超前预测预报33

十六、隧道施工安全技术保证措施35

1、火工品的安全管理35

2、钻孔安全保证措施35

3、爆破施工安全保证措施36

4、装碴与运输安全保证措施37

5、隧道支护安全保证措施39

6、洞内通风与防尘安全保证措施40

7、洞内防火与防水安全保证措施41

8、洞内电气设备安全保证措施41

9、特殊和不良地质地段施工安全措施41

⑴、软弱破碎带施工安全措施41

（2）、断层破碎带及其影响带施工53

（3）、突水、突泥地段施工43

十七、大断面软岩隧道控制变形技术及防坍塌措施44

1、控制变形的主要技术措施45

2、防止围岩失稳和坍塌措施46

十八、环境保护的技术保证措施48

十九、雨季施工安全保证措施50

二十、应急救援预案51

二十一、附表和附图54

一、工程概况及周边环境

上湾岭隧道长度为295米，起讫桩号K35+745～K36+040；潘山岭脚长度220米，起讫桩号K37+905～38+125；隧道净宽10.0米、净高5.0米，断面为半圆拱。

标准隧道开挖宽度12.08米、断面面积95.22㎡、开挖方量3.75万m³。

该段隧道埋深较浅，最大为50米，平均埋深43米。

上湾岭隧道进口山体前方30-40米处为楠溪江，右侧20-25米处为公路，距小型通讯电缆60米，隧道出口紧临公路，出口距西北民房约150米。

潘山岭脚隧道进口段位紧临公路，距东侧民房约220米，出口段位于一山坳内，山坳中现有一养鸡场，有几处临时建筑，距西北民房约100米。

上湾岭隧道、潘山岭脚隧道紧临公路且距民房较近各方制约因素较多，十分不利于施工。

二、编制依据和编制原则

1、编制依据

《公路工程技术标准》（JGJGB01—2003）

《公路隧道交通工程设计规范》（JTG/TD71—2004）

《公路隧道施工技术规范》（JTG042—94）

《民用爆破物品安全管理条例》（国务院颁布2006.9.1实施）

《爆破安全规程》（GB6722—2003）

《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ026—1999）

《上湾岭、潘山岭脚隧道施工图设计》

2、编制原则

隧道施工坚持“先预报、管超前、短进尺、控爆破、早支护、快封闭、勤量测”的原则。

三、工程地质、水文情况

上湾岭、潘山岭脚隧道位于丘陵区，最高海拔130m，最大相对高差约70m。

上湾岭隧道，Ⅲ类围岩191m，Ⅳ类围岩40m，Ⅴ类围岩50.5米，明洞13.5米。

潘山岭脚隧道，Ⅲ类围岩150m，Ⅳ类围岩40m，Ⅴ类围岩22米，明洞18米。

围岩类别以Ⅲ类为主，有少量Ⅳ、Ⅴ类。

围岩类别划分表

围岩类别

岩性

岩性变化起讫里程

Ⅲ

隧道穿越微风化晶玻屑熔结凝灰岩，围岩浅灰-灰褐色，坚硬，Rc>60Mpa,裂隙较发育，以NW为主，Jv=10-12条/m3,Kv=0.5,K2=0.4,[BQ]=400,岩石较完整，岩体呈块状结构，地下水主要为基岩裂隙水，基岩裂隙微张，渗透性和连通性差，水贫乏，水文地质条件简单，属Ⅲ级围岩，围岩稳定性较好，自稳能力一般

K35+790～K35+944

（149m）

K35+977～K36+020

（42m）

K37+939～K38+089

（150m）

Ⅳ

隧道穿越F20断裂，该断裂总体走向300-310度，主结构面产状50∠85°。

表现为构造角砾岩带，带宽十米左右，带中岩石为构造角砾岩，浅灰紫-灰黄色，角砾棱角状，大小二至五厘米，弱胶结岩石呈碎石状，地表风化强呈土状，JV>35条/立方,KV=0.1,[BQ]<250,岩体破碎呈破裂松散结构,受其影响,两侧围岩节理裂隙较发育,以平等主结构面为主,密度七至八条/米，微张，隙面平直，延伸较长，岩体呈碎裂镶嵌结构，地下水为结构水和基岩裂隙水，水量一般，围岩稳定性差，无自稳能力，须加强支护和衬砌，并加强排水。

K35+774～K35+790

（16m）

K35+944～K35+949

（5m）

K35+969～K35+977

（8m）

K36+020～K36+031

（11m）

K37+930～K37+944

（14m）

K38+084～K38+095

（11m）

Ⅴ

洞口围岩煤矿中风化晶玻屑熔结凝灰岩，浅灰-灰褐色，交坚硬，RC=60MPA，裂隙发育，JV=20条/立方KV=0.35，K1=0.20,K2=040,[BQ]=302,岩石较破碎，呈碎裂镶嵌结构，硐口下方为微风化岩，灰紫色，坚硬，RC=80MPA，裂隙较发育，JV=15条/立方，KV=0.45,k1=0.20,k2=0.40,[BQ]=374,岩石较完整，呈块状结构，地下水主要为松散类孔隙水和基岩裂隙水，上部土层松散，边通性和渗透性好，中风化岩裂较发育，连通性和渗透性较好，利于地下水渗流，雨季地下水较发育，水文地质条件较复杂，受浅埋、地下水及围岩基本质量待因素影响。

K35+78.5～K35+99

（20.5m）

K35+949～K35+969

（20m）

K38+100～K38+125

（25m）

上湾岭隧道进洞口处明挖段约5m，最大开挖深度11—12m，大部分为5米以下，覆盖土层达2m，其余为强风化至中风化。

潘山岭脚出口段处明挖约30米,最大开挖深度15-16米,大部分为6米以下,覆盖土层达3-4米,其余为强风化至中风化。

四、交通条件

上湾岭隧道、潘山岭脚隧道位于X市东皋乡，紧临公路交通十分方便。

五、气候气象条件

沿线一带属于南亚热带海洋性季风气候，终年气候比较温和。

年平均气温在21℃～23℃之间。

全年最热月多为7月，平均气温在28℃以上；年内最冷月份为1月，月平均气温在12℃～15℃；极端最高气温在38.6℃，极端最低气温在0.3℃。

2月至4月多为阴雨天，5月至9月天气炎热。

本区冬春季风向主要为偏北风，夏季偏南风盛行，全年以东北东风为主。

本地区年平均降水量在1300毫米～2100毫米之间，地区差别颇大，降水量的年内分配很不均匀，全年中主要降水集中在前汛期（4～6月）和后汛期（7～9月）。

各季节降水量差异甚大，1～3月年平均降水量为179.4毫米；4～6月年平均降水量为656.8毫米；7～9月平均降水量为621.1毫米，10～12月平均为117.9毫米。

六、隧道设计主要技术标准

1、隧道按规定的远期交通量设计，采用单洞双向行车双车道隧道。

2、隧道设计车速

隧道照明设计速度60Km/h，并具有人行道的隧道标准设计。

3、隧道建筑限界

⑴、建筑限界基本宽度

行车道：

W—2×3.5m

侧向宽度：

L—2×0.5m；

人行道：

R—2×1.0m。

⑵、隧道建筑限界净高：

5.0m，人行道净高2.5m。

⑶、洞内紧急停车带

无紧急停车带。

七、隧道纵断面

上湾岭隧道纵坡采用单向坡，进、出洞口下坡-1.2%，进洞口设计高PH=71.18m，出洞口设计高PH=67.641m；

潘山岭脚隧道纵坡采用单向坡，进、出洞口下坡-0.5%。

进洞口设计高PH=54.848m，出洞口设计高PH=53.748m。

八、进洞及洞口明挖段开挖、支护

1、边仰坡开挖防护

上湾岭隧道进口明挖段5m，（潘山岭脚隧道出口明挖段30米）V类岩石为强风化～中风化晶屑熔结凝灰岩，覆盖土层厚约5-6m。

施工前在洞顶距仰坡3～5m人工开挖并施作洞顶截水天沟，作好洞口地表防排水。

根据设计图纸和施工现场布置，将进场便道修至洞口。

在洞口范围内测量放样边坡控制桩，明洞及仰坡开挖由外向里，从上而下分台阶、分层分段开挖，分层分段支护。

根据地形条件，土方和强风化岩采用PC200挖掘机挖装，人工配合清理边仰坡开挖面，局部陡坡地带采用人工开挖，石方采用正台阶开挖法，钻孔采用YTP-28风动凿岩机钻孔，采用光面爆破技术。

开挖台阶高度2～4m左右。

及时进行边仰坡喷锚网防护，随开挖随防护。

开挖形成的坡面按设计及时进行封闭防护，避免长时间暴露造成坡面坍塌。

当洞口围岩稳定，具有一定的覆盖厚度时，采用“无仰坡临界点”进洞；当地形条件较好时，则对边坡适当刷方，进行防护后进洞。

施工中应少刷边仰坡，争取早进洞的原则，进行因地制宜洞口开挖。

尽量减少对原有植被的破坏和对洞口的扰动，对开挖裸露的部分采用以厚层基层+系统锚杆防护。

坡度的施工应控制在不陡于设计坡度范围以内；洞口土石方不得使用集中药包爆破，以免影响仰坡、边坡的稳定；对土质、风化剥落的坡面和稳定的坡脚，要予以防护。

开挖过程中要加强安全防护，及时处理好洞口边、仰坡易坍方的风化层及浮石、危石。

按照稳中求快的原则进行。

同时还需注意以下问题：

⑴、每次开挖后派专人检查边坡、仰坡稳定情况，如有滑动、开裂等现象，应适当放缓坡度及加强支护。

⑵、采用浅孔小药量爆破，以防止造成山体滑坡或飞石伤人事故，影响整个施工进度。

2、进洞施工

上湾岭隧道进洞口开挖面外施作2米的套拱，潘山岭脚出口口开挖面外施作4米套拱，套拱在明洞外轮廓线以外，紧贴掌子面施作，套拱内埋设三榀18号工字钢，工字钢与管棚钢管焊成整体。

管棚一次顶进三十米以上，管棚钢管采用外径Ф108mm，壁厚6毫米的热轧无缝钢管，节长3-6米，环向间距40cm；平行于路线纵坡，平行于路线中线施工。

在确保安全的情况下开始进洞。

进洞口采用超短台阶法开挖，上台阶超前3～5m，以使断面及早闭合；保持合理开挖循环进尺和圆顺的开挖轮廓线，减少对围岩的扰动，避免应力集中。

洞口应加强防排水，防止积水长时间浸泡墙脚和隧底，造成边墙围岩失稳。

九、隧道爆破掘进

1、V类围岩开挖作业

⑴、V类围岩施工：

防护采用工字钢与φ25先锚后灌式注浆锚杆结合超前支护。

⑵、V类围岩掘进作业循环时间:

V类围岩掘进作业循环时间表（循环进尺2.0m）

作业项目

时间（h）

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

测量划线

钻孔

装药起爆

通风排险

出碴

初期支护

共计作业循环时间：

12h

⑶、V类围岩施工：

V类围岩地段采用短台阶爆破开挖，φ25先锚后灌式中空砂浆锚杆，工字钢钢拱架作为初期支护，全断面灌注二次衬砌砼，上断面超前3～5m，作为上断面钻孔喷锚网工作平台，上、下断面同时爆破开挖。

钻孔时,上断面配8台风枪钻孔，下断面采用凿岩机钻孔，采用反铲挖掘机将上断面石碴扒至下半断面，下半断面由侧卸式装载机装碴，自卸汽车运碴。

开挖时要短进尺、弱爆破，以减轻爆破振动对围岩的破坏，确保围岩的稳定，循环进尺设计为2.0m。

洞身开挖后，及时封闭围岩。

V类围岩

施工程序见下图

施工测量

管棚超前支护

上部环形开挖

上部初期支护

核心土开挖

沟槽路面施做

下部开挖

铺设防水层模筑二次衬砌

下部初期支护

2、Ⅳ类围岩开挖作业

⑴、Ⅳ类围岩施工：

采用台阶爆破开挖，φ25先锚后灌式中空砂浆锚杆，作为初期支护，全断面灌注二次衬砌砼，上断面超前3～5m，作为上断面钻孔喷锚网工作平台，上、下断面同时爆破开挖。

钻孔时,上断面配8台风枪钻孔，下断面采用凿岩机钻孔，采用反铲挖掘机将上断面石碴扒至下半断面，下半断面由侧卸式装载机装碴，自卸汽车运碴。

开挖时要短进尺、弱爆破，以减轻爆破振动对围岩的破坏，确保围岩的稳定，循环进尺设计为3.0m。

洞身开挖后，及时封闭围岩侧卸式装载机装碴，自卸汽车出碴，全断面液压衬砌台车衬砌。

Ⅳ类围岩施工程序见下图

Ⅳ类围岩施工程序框图

施工测量

上半断面开挖

上半断面初期支护

下半断面开挖

必要时拱部超前锚杆

沟槽路面施做

铺设防水层模筑二次衬砌

下半断面初期支护

⑵、Ⅳ类围岩掘进作业循环时间:

Ⅳ类围岩掘进作业循环时间表（循环进尺3.0m）

作业项目

时间（h）

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

测量划线

钻孔

装药起爆

通风排险

出碴

初期支护

共计循环作业时间12h

3、III类围岩开挖作业

⑴、III类围岩施工：

采用全断面光面爆破开挖，锚喷网初期支护，待围岩变形基本稳定后，全断面施作二次衬砌，采用凿岩机钻孔，侧卸式装载机装碴，自卸汽车出碴，全断面液压衬砌台车衬砌。

Ⅴ类围岩比较稳定，开挖时可提高循环进尺，每循环设计进尺3m，喷锚与掘进平行作业，月掘进150m-180m左右。

III类围岩施工程序见下图

III类围岩施工程序框图

施工测量

全断面开挖

全断面初期支护

沟槽路面施工做

铺设防水层模筑二次衬砌

⑵、III类围岩掘进作业循环时间:

III类围岩掘进作业循环时间表（循环进尺3.0m）

作业项目

时间（h）

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

测量放线

钻孔

装药起爆

通风排险

出碴

共计循环作业时间12h

十、钻爆施工

1、钻爆设计

钻爆作业是隧道施工控制工期、保证开挖轮廓的关键。

为了充分发挥围岩的自承能力，减轻对围岩的振动破坏，采用微振控制爆破技术，实施全断面光面爆破，并根据围岩情况及时修正爆破参数，达到最佳爆破效果，形成整齐圆顺的开挖断面，减少超欠挖。

⑴、设计原则

本隧道爆破设计遵守以下原则：

A、炮孔布置要适合机械钻孔。

B、提高炸药能量利用率，以减少炸药用量。

C、减少对围岩的破坏，周边采用光面爆破，控制好开挖轮廓。

对于Ⅲ类围岩，考虑开挖线内的预留量，爆破后，机械凿除至开挖轮廓线。

D、控制好起爆顺序，提高爆破效果。

E、在保证安全前提下，尽可能提高掘进速度，缩短工期。

⑵、爆破器材选用

采用塑料导爆管、毫秒雷管起爆系统，毫秒雷管采用15段别毫秒雷管。

炸药采用2#岩石铵锑炸药或乳化炸药（有水地段），选用φ25、φ32、φ40三种规格，其中φ25为周边眼使用的光爆药卷，φ40为掏槽眼使用药卷，φ32为掘进眼使用药卷。

⑶、炮眼布置

III类围岩全断面爆破采用双中空孔直眼掏槽，Ⅳ、V类围岩开挖采用斜眼楔形掏槽，详见围岩爆破炮眼布置图。

⑷、爆破参数

为减轻爆破时对围岩的扰动，周边眼采用φ25小直径光爆药卷，并采用导爆索串装药结构，孔口堵塞长度不小于40cm。

Ⅳ、Ⅴ类围岩周边眼间距E=65cm，最小抵抗线W=80cm，相对距离E/W=0.80，周边眼装药集中度0.30kg/m。

Ⅲ类围岩周边间距E=45cm，最小抵抗线W=56cm，相对距离E/W=0.80，周边眼装药集中度0.30kg/m。

钻爆作业时,根据地质条件及时修正爆破参数,以期达到最佳爆破效果。

②、装药方法  

采用人工用木制炮棍装药，起爆体均在火工品加工房进行加工，起爆

体必须专人加工，分段存放。

③、装药结构  

周边眼采用光面或预裂爆破，装药结构为间隔装药；掏槽孔和掘进孔、

底板孔采用连续装药结构。

④、炮孔堵塞：

炮孔采用人工堵塞，堵塞材料为粘性土卷（需提前加工），用木制炮棍

压紧。

堵塞长度一般不小于25～30厘米；严禁不堵孔爆破。

⑹、网络设计及起爆方法  

①、起爆网络采用并并联网络，按如下顺序连接：

孔内雷管分组→周边孔导爆索并接→同段非电雷管双发簇连→起爆器 

爆破起爆：

主爆孔并接→同段非电雷管双发簇连→起爆器起爆。

起爆网络示意图

②、起爆器材：

孔内采用非电毫秒雷管起爆，孔外采用非电毫秒雷

管传爆，起爆采用起暴器起爆。

③、起爆方法：

警戒完成后，利用起爆器进行起爆。

在完成爆破后30min后进入爆区检查，确认无盲炮后方可解除警戒。

2、钻爆作业

采用钻孔台架配支腿式风动凿岩机钻孔，人工装药起爆。

钻爆作业按照爆破设计进行钻眼、装药、接线和引爆。

如围岩出现变化需要变更爆破设计时，由主管工程师确定。

炮孔的装药、堵塞和引爆线路的连接，均由考核合格的爆炮工负责。

⑴、测量

测量是控制开挖轮廓精确度的关键。

采用隧道断面激光测量仪进行断面和炮孔划线。

每循环都由测量技术人员在掌子面标出开挖轮廓和炮孔位置。

⑵、定位开眼

采用钻孔台车钻眼时，台车与隧道走线保持平行，台车就位后按炮眼布置图正确钻孔。

对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，开眼误差要控制在3～5cm以内。

⑶钻孔

钻工要熟悉炮眼布置图，要能熟练地操纵凿岩机械，特别是钻周边眼，一定要丰富经验。

钻孔时严格按照炮孔布置图正确对孔，以确保爆破质量。

周边孔外插角1°～2°，炮孔相互平行，周边孔在断面轮廓线上开孔（在Ⅱ、Ⅲ类围岩地段，周边孔在断面轮廓线内5～10cm处开孔），周边孔对孔误差环向不大于5cm。

掏槽孔对孔误差不大于3cm，其它炮孔开眼误差不大于10cm。

在钻眼过程中，应根据岩孔位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼程度，以保证炮眼底在同一平面上。

⑷、装药

钻完孔后，用高压风吹孔，经检查合格后装药。

装药分片分组负责，自上而下严格按爆破设计规定的装药量、雷管段号“对号入座”。

爆破网路连接、检查及起爆，按照爆破设计要求和现行《爆破安全规程》（GB6722-2003）执行。

⑸、堵塞

所有装药的炮眼均堵塞炮泥，堵塞长度不小于40cm。

⑹、盲炮处理

发现盲炮，应首先查明原因，如果是孔外的导爆管损坏引起的盲炮，则切去损坏部分重新连接导爆管即可，但此时的接头应尽量靠近炮眼，如因孔内导爆管损坏或其本身存在问题造成盲炮，则应参照《爆破安全规程》（GB6722-2003）有关条款处理。

由于采用炸药均为乳化炸药，因此发生盲炮后，必须由专职爆破员进行处理。

处理方法为：

①能够重新引爆的，加大警戒范围，重新加入起爆体引爆；  

②不能重新引爆的炮孔，采用高压风吹出堵塞炮渣，取出起爆雷管，并将炸药取出；

③严禁采用木棍硬捣起爆药卷。

3、光面爆破施工工艺流程

光面爆破工艺流程图

通风

4、超欠挖控制

钻爆法开挖是否经济、高效，关键是控制好超欠挖，钻爆施工中将采取如下措施：

⑴、根据不同地质情况，选择合理的钻爆参数，选配多种爆破器材，完善爆破工艺，提高爆破效果。

对于V类围岩，考虑偏压及变形，开挖轮廓以外10cm开挖。

实践证明此法对于光面爆破十分有效，可起到事半功倍的效果。

⑵、提高画线、钻眼精度，尤其是周边眼的精度，是直接影响超欠挖的主要因素，因此要认真测画中线高程，准确画出开挖轮廓线。

⑶、提高装药质量,杜绝随意性,防止雷管混装。

⑷、断面轮廓检查及信息反馈：

了解开挖后断面各点的超欠挖情况，分析超欠挖原因，及时更改爆破设计，减少误差，配专职测量工检查开挖断面，超挖量（平均线性超挖）应控制在10cm（眼深3m）和13cm（眼深5m）以内。

⑸、建立严格的施工管理：

在解决好超欠挖技术问题的同时，必须有一套严格的施工管理制度来保证技术的实施，为此，从进洞前，制定严格的奖罚制度，用经济杠杆来调动施工人员的积极性，造成人人关心超欠挖，人人为控制超挖去努力。

5、爆破安全距离计算  

由于爆破过程中部分炸药能量转化为地震波，同时产生一定飞石、冲

击波、爆破毒气和噪声，影响建筑物、机械设备及生命财产的安全，务必对其安全情况进行校验，采取严格的防范措施加以保护确定爆破安全。

⑴、爆破振动计算：

隧道控制最大段装药量为，Qmax=0.7kg。

V=k（Q1/3/R）a取k=50a=1.3R=65M时。

V=50×（0.71/3/65）1.5=0.18cm/s<0.2cm/s（隧道安全振动速度）。

⑵、爆破冲击波超压的影响：

由于隧道施工方向为水平，而隧道洞室爆破均在地下，因此超压冲击

波对洞口周围建筑不会造成影响。

⑶、爆破安全距离：

①隧道爆破时，个别飞石对人员安全距离设定为150m，巷道内对设备

安全距离设定为100m（指非机动设备）。

②路基爆破时，个别飞石对人员安全距离设定为300m以外，同时加

强警戒。

 确定飞石的安全距离公式：

　　R=20×k×n2×w

　　式中：

R—飞石安全距离，

　　k —安全系数，根据爆破的综合因数考虑，

　　n —最大药包爆破作用指数，

　　w —最大药包的最小抵抗线，一般为阶梯高度的0.5～0.8倍。

⑷、起爆顺序和延期时间：

①起爆顺序：

隧道内：

掏槽眼→掘进眼→内圈眼→周边眼。

路基：

主爆孔→光爆孔。

掏槽眼→掘进眼→内圈眼→周边眼。

②延期时间：

一般掏槽孔段间延时差为50ms～75ms。

十一、装碴运输

隧道洞内出碴采用装载机装碴，自卸汽车运碴至弃碴场。

配置装载机1台，20T双向行驶自卸车4台以加快出碴速度。

为了提高出碴效率，缩短循环时间，保证安全，采取如下措施：

1、加强装运碴设备的维护保养，备足易损配件，发现故障及时排除。

2、设专人养护道路，保持道路平整、无积水，定期铺碴维修。

尤其雨季，设专人及时排除不安全隐患。

3、加强洞内排水与照明，保持洞内有良好照明和路况。

4、加强通风，保证洞内空气新鲜。

5、弃碴场采用推土机平整，专