地铁爆破设计方案汇总Word格式.docx
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宁夏路站位于南京路与宁夏路交叉口南侧，沿南京路方向布设。
车站北端为红领立交桥，东侧为八大湖小区，西侧为中联建业创意广场。
现状南京路道路宽度为25m，为双向七车道，为青岛市主干道，交通繁忙。
站区市政管线密集。
1.1.3浮山所站～宁夏路站区间隧道工程概况
本区间起至南京路与江西路交叉口的二十五中站，沿南京路向北前进，至南京路与宁夏路交叉口的宁夏路站，呈南北走向。
区间隧道全部位于南京路下方，沿线建筑物距线路均较远，线路左线全部位于雨水暗渠下方，区间平面线形顺直，纵断上区间为单面坡，坡度为2.2%的单面坡。
1.1.4宁夏路站～敦化路站区间隧道工程概况
宁夏路站～敦化路站区间，南北走向，起自宁夏路与南京路交叉口南侧，终到延吉路与南京路交叉口北侧。
沿线为密集的民宅、办公楼、商铺及横穿宁夏路高架快速路，交通繁忙，地面标高19.95～39.90m。
1.2工程地质与水文地质
标段范围内第四系上部土层为人工填土（素、杂）、粗砾砂、粉质粘土，下伏基岩为燕山期花岗岩，主要为燕山晚期（γ53）侵入花岗岩为主，部分燕山晚期侵入脉岩，岩性为煌斑岩，呈脉状穿插其间，于不同岩性接触带见有糜棱岩、碎裂岩。
强风化带风化厚度较大，中、微风化岩面起伏较大，依次为强风化花岗岩上亚带、强风化花岗岩中亚带、强风化花岗岩下亚带、中风化花岗岩和微风化花岗岩。
地下水类型按赋存方式分为第四系松散岩类孔隙水和块状基岩裂隙水两类。
第四系松散岩类孔隙水呈片状、条带状分布于山前冲洪积坡地和山间冲洪积坡地内。
块状基岩裂隙水主要赋存于基岩中，包括风化裂隙水和构造裂隙水。
青岛市所处大地构造单元相对稳定，区域地质构造受华夏式NE向构造体系的控制，较大的断裂构造有“沧口断裂”，“王哥庄-山东头断裂”，“劈石口-浮山所断裂”。
上述断裂相对于区域构造体系，具有规模小、影响地壳深度浅、构造线简单的特点，不具备“地应力场”集中的条件。
历史地震观测资料表明：
本市未发生过破坏性地震，以弱震、微震为主，且震中离散，无明显线性分布。
本区不具备发生破坏性地震的构造条件，影响烈度主要来自远场的“中～强”地震。
场区区域上属相对稳定地块。
浮山所车站站址北端有F10断裂与车站主体结构正交，断裂带内主要为碎裂岩，地下水贯通性好，车站开挖时可能造成突水，着重对该地段采用帷幕注浆。
宁夏路站址附近及区间无影响场区的特殊地质构造。
第二章总体方案设计
2.1爆破特点及要求
（1）隧道周边建筑物众多，管线密布，周边环境复杂，因此对爆破震动要求严格，需要制定行之有效的减震措施，确保地面建筑物及设施的安全。
地表建筑物基础位置的爆破振动速度控制在2.0cm/s以内。
（2）隧道地质条件复杂，要求爆破作业时刻关注围岩构造变化。
（3）车站隧道断面大，要求对爆破方法选择合理，便于实施。
2.2钻爆设计原则
根据工程实际、工程要求、地质地形条件和地表建筑物分布情况，确定设计原则为：
（1）确保地面建筑物、市政管线和现场施工人员的安全。
设计方案要进行爆破振动安全计算，要严格按照《爆破安全规程》GB6722-2003进行设计和施工，要有具体的安全施工措施。
（2）严格控制掏槽爆破、预裂爆破的单段起爆药量，尽可能多的创造爆破临空面。
（3）通过降低单循环掘进进尺、增加钻眼数量，控制爆破规模等措施，控制单孔装药量和最大单段起爆药量，使有限的装药量均匀地分布在被爆岩体中，从而将地面控制点的爆破振动速度控制在2cm/s以内。
（4）对软弱岩层采用缩短错开距离，及时支护等手段，保证顶板安全。
（5）对设计确定的钻爆参数进行现场爆破试验和爆破震动监测，以取得合理的爆破参数。
爆破参数应根据地质地形条件和地面建筑物的情况、爆破振动监测结果，适时调整、动态管理。
考虑以上设计原则，该工程应按总体施工组织分期实施。
不同地段对应不同的工作内容和施工方法。
2.3爆破施工方案比较与选择
隧道施工方法应根据施工条件、围岩类别、埋置深度、断面大小以及环境条件等因素；
并考虑安全、经济、工期等要求进行选择。
选择施工方法时，应以安全为前提，综合考虑上述条件。
当隧道施工对周围环境产生不利影响时，应把环境条件作为选择施工方法的重要因素。
同时应考虑围岩变化时施工方法的适应性及其变更的可能性，以免造成工程失误和增加不必要的投资。
隧道施工方法有很多，但大体上有全断面法、分部开挖法、导坑法和台阶法四大类及若干变化方案。
2.3.1全断面法
全断面法常用在Ⅰ～Ⅲ级硬岩中，利于施工组织，能够提高施工速度。
该法可采用深孔爆破。
2.3.2分部开挖
该方法可分为4种变化方案。
（1）环形开挖留核心土法，
（2）单侧壁导坑法（CD法），（3）CRD法和（4）双侧壁导坑法。
这四种方法适用于土质或易坍塌的软弱围岩地段，一般在地表沉陷难于控制、地表下沉量要求严格时采用。
分部开挖法的施工工序较多、造价高、进度慢，局部使用钻爆方法。
由于采用分部开挖，施工的其他工序对爆破规模的限制较大，一次起爆药量有限，爆破对地面建筑物的振动影响较易控制。
具体的爆破设计应根据工程进展及工作面围岩分布的实际情况进行。
2.3.3导坑法
当岩层比较松软或地质条件复杂，隧道断面特大或涌水量较大时，可采用导坑法。
导坑法就是在隧道断面内，先以小型断面进行导坑掘进，然后分多步逐渐刷大到设计断面的开挖方法。
分部开挖的位置、尺寸、顺序及开挖间距需要根据围岩情况，机械设备、施工习惯等灵活掌握。
但必须遵守以下原则：
（1）各部开挖后，周边轮廓都应尽量圆顺，以避免应力集中。
（2）各部开挖高度一般取2.5～3.0m为宜，这样施工比较方便。
（3）分部开挖时，要保证隧道周边围岩稳定，并及时做好临时支护工作。
（4）各部尺寸大小应能满足风、水、电等管线布设要求。
超前导坑有利于探明前方的地质条件，地质变化时，变更施工方法容易。
但导坑法也存在工序繁多，对围岩多次扰动，开挖面暴露时间长，易造成塌方；
且作业空间狭小，施工环境差，工效低等缺点。
隧道常用施工方法
导坑法爆破开挖示意图
2.3.4台阶法
台阶法多用于Ⅳ～Ⅴ级较软而节理发育的围岩中，也适用于高类和低类围岩。
按照台阶错开的距离分类，台阶法分为3种变化方案。
（1）长台阶法。
上下台阶距离较远，一般上台阶超前50m以上或大于5倍洞跨，施工过程中上下部可配属同类机械进行平行作业，当机械不足时也可交替作业。
采用此方案，可根据施工进度要求，先长距离地施工上半断面，或在上半断面贯通之后，再挖下半断面。
它的施工干扰少，机械配套，施工通风和测量均较简单，可进行单工序作业。
（2）短台阶法。
上台阶长度小于5倍但大于1～1.5倍洞跨，适用于IV，V级围岩，可缩短仰拱封闭时间，改善初期支护受力条件。
但是，上台阶施工干扰较大。
（3）超短台阶法。
上台阶仅超前3～5m，断面闭合较快。
此法多用于机械化程度不高的各类围岩地段，当遇软弱围岩时，需慎重考虑，必要时应采用辅助施工措施稳定开挖工作面，以保证施工安全。
第三章钻爆设计
3.1浮山所暗挖车站爆破设计
本车站采取暗挖施工，因此，必须严格将爆破震动速度控制在允许值范围内。
3.1.1爆破施工方案
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，衬砌结构受力达到最佳状态，提高防水板铺设效果，本车站隧道采用微振动控制光面爆破技术，爆破要严格保证断面单次循环进尺，严格控制爆破振动对被保护物的影响，并在施工中应根据具体地质、环境条件和爆破效果随时修改爆破参数设计，即随时进行爆破参数优化。
达到最佳爆破效果，形成整齐圆顺的开挖断面，减少超挖，杜绝欠挖。
并要求对爆破有可能影响的建筑物进行爆破前后鉴定，爆破时进行安全警戒。
Ⅲ～Ⅴ级围岩按照双侧壁导坑法施工钻爆设计见“爆破设计图”，将整个断面分成三大部分，1、2部为一个上、下台阶（同样：
3部和4部、5部和6部），爆破设计参数见“上台阶爆破参数设计表”和“下台阶爆破参数设计表”。
施工爆破参数，根据现场试验，进行调整，动态控制。
详见区间爆破设计。
上台阶爆破参数设计
炮眼名称
孔深（m）
单孔药量
雷管段数
掏槽眼
1.5
0.5
1
扩槽眼
1.6
2
辅助眼（掘进眼）
1.4
3～9
周边眼
0.15
10～12
下台阶爆破参数设计
3
5～7
底板眼
9
3.1.2爆破防振措施
为了降低爆破地震效应，国内外进行了长期的探讨和研究。
实践证明，采用以下技术措施可以有效降低爆破地震效应。
3.1.2.1采用低爆速、低密度的炸药或减小装药直径
理论研究和实践表明，炸药的密度ρ与其爆速D的乘积愈接近爆破介质的poDo值，其振动速度越大;
炸药的PD值大于介质的poDo值，振动强度显著增加，反之减小。
因此选用低爆速、低密度炸药，或减少装药直径，可获得显著的降振效果。
3.1.2.2控制单响最大药量
爆破振动主要与炸药量、爆心距和介质条件有关，而这些条件中人为控制最有效的因素就是炸药量。
将一次爆破药量分成多段毫秒延时起爆，使得爆破地震速度峰值减小为受单响最大药量控制，这样，一次爆破规模可扩大很多倍而不会产生超强振动。
在分段起爆过程中，虽然每段单响药量相同，但由于一个段别有很多炮孔，那么同一段雷管起爆时差精度对爆破振动峰值会产生一定影响。
一般来说，越是前段雷管基本能保证同段炮孔在很小时差范围内同时引爆，所产生的振动量级基本是同段炮孔的总药量所致;
而后段的所有炮孔不可能同时引爆，各炮孔引爆时间误差很大，使得某些炮孔产生的振动波与其它炮孔的振动发生相互干扰或峰值不能叠加而错开，导致后段爆炸产生的最大振动峰值显著减小，但是振动时间增长。
因此为更有效的降低爆破振动，在雷管段别排列时，可考虑前排适当减少炮孔数，而后排又能适当增加炮孔数，这样不仅能使爆破振动控制在要求的范围内，而且还能使爆破规模尽可能扩大，满足爆破生产的要求。
3.1.2.3预裂隔振带降振法
当保护对象距爆源很近时，可在爆源周边设置一条预裂隔振带。
预裂炮孔可以是一排，也可以是多排，炮孔深度最好能超过内部实际爆破孔深度1-2m。
爆炸地震波传播至预裂隔振带时，由于传播介质的改变，地震波将发生反射和透射，而空气的波阻抗远小于岩石的波阻抗，因此地震波主要发生反射，透射很少，这对降低爆破地震效应非常有效。
3.1.2.4选择最小抵抗线方向
爆破中，在最小抵抗线方向上的爆破振动强度最小，反向最大，侧向居中。
然而最小抵抗线方向又是主抛方向，从减振和控制飞石危害综合考虑，一般应该使被保护的对象位于最小抵抗线的两侧位置。
3.1.2.5采用微差延时起爆技术
将爆破总药量分成多个小药包，并按一定时间间隔顺序起爆，使爆炸能量在时间和空间上得以分散。
大量的工程实践表明，采用微差起爆技术是实现将爆破产生的地震效应控制在合理的范围内的有效措施。
3.1.2.6增加布药的分散性和临空面
增加布药的分散性可以减小振动速度公式中的K和α值，减小了爆破振动的速度，即减小了爆破振动的强度;
增加布药的分散性和临空面可以减小拆除控制爆破的振速公式中的修正系数K’，也减小了爆破振动的速度，即减小了爆破振动的强度。
3.1.2.7选择合理的装药结构
大量工程实践证明，在其它条件相同下，在炮孔爆破和药室大爆破中采用不耦合和空腔条形药包，可以控制初始爆压和作用于介质的冲击压力。
3.2暗挖区间钻爆设计
洞身钻爆法开挖，周边光面爆破，主炮孔采用控制爆破（爆破振动与空气冲击波及噪音的控制）。
钻孔采用手持风钻成孔，人工装药，非电起爆系统起爆。
3.2.1爆破设计要点
网路采用非电毫秒雷管爆破网路，为减轻爆破对围岩的扰动和对洞内结构物影响最小、最大限度地保护生态环境，网路采用多段位大时差非电毫秒雷管进行网路设计，最大限度地降低起爆装药量。
掏槽方式：
采用楔形掏槽形式。
除非围岩破碎,节理发育等不良地质外，开挖断面周边一律采用光面爆破。
在确保满足振动、冲击波效应（包括噪音）的前提下，经济合理布置炮孔，总体思想上体现出多眼、少药、多段、大时差原则，有利于全方位降低爆破振动。
为达到良好的周边光爆效果，Ⅳ级围岩除周边严格按光面爆破原则设计外，靠周边的内圈炮孔设计成缓冲层（第二光爆层），有利于提高光爆质量和进一步保护因爆破振动过大扰动周围围岩，以致达到抑制裂隙进一步发展的目的。
炮孔深度可根据振动监测和爆源离保护物的距离合理确定，原则上与施工进度一并考虑，两者兼顾。
必须使用零氧平衡炸药进行爆破作业，有水炮孔使用防水炸药，尽量减少爆破公害对环境的影响，同时使用高精度长延时非电毫秒雷管。
3.2.2爆破方法选择
采用光面爆破，以减少爆破振动。
合理的爆破设计将内圈孔和周边孔间的岩面破碎，沿周边将岩石切割，从而将爆破对围岩的冲击波减少到最少。
3.2.3爆破材料
炸药采用φ32的2号铵锑炸药，光爆孔用φ25药卷，有水地段和底板眼用抗水的乳胶炸药。
引爆采用15段非电起爆雷管配合时差为20ms的等差雷管。
3.2.4掏槽孔设计
采用垂直楔形掏槽，掏槽孔见：
掏槽孔布置示意图所示。
掏槽参数见：
掏槽参数表所示。
掏槽参数表
围岩级别
γ
a
b
掏槽孔个数
Ⅳ或以上
75～80
70～80
30
4
Ⅲ
60～70
4～6
3.2.5光爆孔参数
光爆孔参数见：
光爆孔参数表所示。
光爆孔参数表
岩石类别
周边眼间距E
（cm）
周边眼抵抗线W
E/W
装药集中度
（kg）
硬岩
55～70
60～80
0.7～1.0
0.3
中硬岩
45～65
0.2～0.3
软岩
35～50
50～60
0.5～0.8
0.07～0.1
3.2.6辅助孔布置
间距75～100cm，抵抗线60～80cm，硬岩取大值，软岩取小值。
3.2.7爆孔深度
在一般情况下，Ⅳ级围岩为1.5～2.0m，Ⅴ级围岩为1.0m。
掏槽孔和底板孔加深15～20cm。
有建筑物地段炮孔深度要配合控制爆破药量调整炮眼深度。
3.2.8装药量
在一般情况下的装药系数见：
装药系数表所示。
装药系数表
炮孔部位
掏槽
扩槽
掘进
内圈
底板
Ⅳ
0.8
0.70
0.65
0.55
Ⅴ
0.7
0.60
0.45
3.2.9每段起爆最大药量控制
为保证周边建筑物的安全，建筑物在爆破时引起建筑物地面原点的振动速度不超过允许速度，须控制爆破时每段最大炸药量。
用下式进行计算：
式中：
R——爆破中心至建筑物的距离，m；
Q——最大段炸药量，kg；
V——地震安全速度，cm/s；
（非抗震房屋2～3cm/s，交通隧道、路面15cm/s）
m——药量系数，取1/3；
K，γ——系数，其值见:
K、γ取值表所示。
K、γ取值表
岩性类别
K
坚硬岩石
50～150
1.3～1.5
中硬岩石
150～250
1.5～1.8
软弱岩石
250～350
1.8～2.0
以上计算药量，先在一般地段试爆，根据实测波速再调整药量。
3.2.10爆破设计
根据以上步序进行爆破设计，先进行试爆，再根据爆破结果进行调整。
3.2.11钻爆施工
施工时，必须根据钻爆设计严格控制施工。
钻爆施工流程见：
爆破作业流程图。
3.2.11.1布孔要求
采用手持风钻钻眼或进行小炮爆破时应按以下原则进行：
中心掏槽孔布孔误差不得大于±
3cm。
其余各孔不得大于±
5cm；
若遇挂眼困难，炮孔位置可适当调整，但必须保证调整后，相邻各孔间距均匀布置，注意掏槽孔需整体移动，孔间调整范围不得大于其误差值。
3.2.11.2钻孔要求
钻孔必须做到“准、平、直、齐”四要素；
钻孔不平行误差：
掏槽孔不大于±
3cm/m，其余各孔不大于±
5cm/m。
各炮孔底部参差误差均不得大于炮孔深度的5%。
3.2.11.3炮孔验收
炮孔出现深度不够，少孔或间排距出入太大时一律按规定进行补钻尤其是掏扩槽炮孔。
3.2.11.4装药要求
必须按设计的装药量进行，当齐头凹凸不平，其各孔装药量可随炮孔深浅变化作相应调整；
当实际炮孔所处位置有软层或裂隙通过，应取消该孔装药并适当增加相邻炮孔的装药量。
炸药装填必须按安全规程执行，不得硬捅、硬捣。
3.2.11.5连线要求
中间连接、击发用雷管一律反向设置且单发击发导爆管根数不多于24根。
塑料导爆管连接过程中不得打死结，弯折，更不能被岩石和其它东西刺破。
网路连线应自由下垂不得拉紧。
所有中间连接雷管宜用即发雷管或连接元件，严禁使用高段位雷管。
孔内雷管不得错段，具体操作时由现场领工员分发雷管并监督。
3.2.11.6堵塞要求
堵塞质量是降低爆破冲击波与噪音的主要手段，因此必须按下述要求进行堵塞：
必须预制炮泥，每条长10～15cm；
各孔堵塞长度周边不小于20cm，其余各孔不应小于30cm；
堵塞过程应妥善保护网路。
3.2.12质量控制要点
根据不同的围岩情况，选择合理的钻爆参数，提高循环进尺，控制隧道超欠挖，标准满足规范要求。
尽量选择炸药波阻抗与岩石波阻抗相匹配的炸药，以改善爆破整体效果。
准确测定激光源、工作面和两者之间任意点三点的坐标值，是控制隧道中线的重要依据。
分工合作，定人定岗，钻孔必须严格按爆破设计图进行操作，确保钻爆质量。
成立专门的爆破小组，熟记爆破设计图，分区定人定位，以提高装药速度和实施爆破目的。
3.3明挖车站爆破施工方案
3.3.1爆破方案
本车站的基坑工程是在市区环境下、采取控制爆破方式来开挖土石方，为避免对周围环境造成影响，必须严格控制爆破飞石、震动等有害效应。
由于需要爆破的岩层最大厚度在1Om左右，因此决定采用浅孔、密布爆破的施工方法，分多层进行爆破施工作业，并采用微差松动控制爆破技术，施工时采用适当的近爆破区防护，可完全避免爆破飞石对周围环境的影响。
爆破前，对居民进行爆破施工宣传工作，确保工程的顺利施工。
3.3.2爆破参数设计
根据测试爆破震动的经验公式（Q=R3（V／K）3/a），减少单段起爆药量是降低爆破施工对两侧危房产生震动危害的最有效方法。
本车站基坑在爆破过程中，为减少震动负效应采取以下方法：
采用单孔单段装药，减少单段雷管起爆孔数。
减少孔数孔深、排距孔距。
减少震动同时也要保证控制飞石对周边行人车辆的影响。
所以在保证每个炮孔堵塞不小1.0m的前提下，应尽量打浅孔，并且减少孔距排距，以减少每孔的装药量。
严格控制临空面方向。
3.3.3具体爆破参数
炮眼直径42mm，药包直径d=32mm；
堵塞长度L=1.1～1.5m，或大于1／3炮孔深度。
其它参数见下表。
方案
梯段高度
H（m）
抵抗线
W
孔距
a（m）
排距
b（m）
超钻
h（m）
药量单耗
kg/m3（m）
装药
结构
方式
最大单响药
量kg
浅孔松动爆破
1.2
0.8~2.0
1.0
0.35~0.40
柱状
偶合
2.00
光面
爆破
1.8
0.6~0.8
0.2
0.15~0.20
间隔
不偶合
1.00
3.3.4基坑不同部位的爆破方法
基坑中部采用浅孔台阶控制爆破，基坑周边采用光面爆破。
掏槽沟开挖：
主要为浅孔台阶爆破创造工作面，利用破碎机进行最初的掏槽沟（或坑）开挖，并及时将渣土外运，而不做掏槽眼爆破，为后续爆破创造临空面。
掏槽沟（或坑）深1.2m。
浅孔台阶控制爆破：
沿槽腔向四周采用分层台阶爆破。
扩槽初期，台阶高度1m，待槽腔扩大至4～5m时，进行下层拉槽，将两个台阶合并为一个台阶时，台阶高度增加至1.0～1.8m，以加大爆破规模，加快施工进度。
光面爆破：
为保证基坑坡面平整，减少对基坑周围围岩的扰动，基坑周边采用光面爆破。
每开挖两层进行一次光面爆破。
炮眼紧贴基坑设计边线，为了保证光爆效果，每三层台阶只爆两层，孔深2.0m（超深0.2m）。
3.3.5布孔形式
采用梅花型间隔，如下页图所示。
3.3.6装药结构与起爆网络
炮眼采用反向装药起爆，眼底非起爆药包用炮棍压胀填满炮孔。
为了控制最大段起爆药量，采用国产毫秒电雷管V型串联起爆网路，微差爆破时差25ms～50ms。
炮孔内按设计段别电雷管引爆炸药，然后将毫秒电
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