水工隧洞工程爆破施工方案Word文件下载.docx
《水工隧洞工程爆破施工方案Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水工隧洞工程爆破施工方案Word文件下载.docx（25页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
Ⅲ类围岩局部稳定性差，围岩强度不足，局部会产生塑性变形，不支护可能产生塌方或变形破坏。
不稳定。
Ⅳ类围岩自稳时间很短，规模较大的各种变形和破坏都可能发生。
（3）地下水
场地地下水主要赋存和运移于细砂层<
3-1>
中，透水性较好；
此外，人工填土层含有一定的上层滞水；
由于场地风化岩裂隙较发育，估计基岩也含一定的裂隙水。
场区地下水主要补给来源为大气降水。
砂层为含水层，属强透水层。
从整个场地的地形地貌和岩土地质条件分析，地下水量不大，但在雨季受大气降雨的影响，施工时应考虑地下水的疏排措施。
隧洞范围内的地下水主要为基岩裂隙水，赋存在碎块状强风化岩和中风化岩层中，地下水分布具有较大的随机性，局部有存在大量地下水的可能，施工时应采取必要的支护措施及防、排水措施。
三、爆破技术设计
3.1设计依据
3.1.1、中华人民共和国《民用爆炸物品安全管理条例》（国务院令第466号）、2006）；
3.1.2、《爆破安全规程》（GB6722-2014）；
3.1.3、公安部《爆破作业项目管理要求》（GA911-2012）
3.1.4、公安部《爆破作业单位资质条件和管理要求》（GA990-2012）；
3.1.5、《公安部关于印发《从严管控民用爆炸物品十条规定》的通知（公通字
[2015]29号）；
3.1.6、《中华人民共和国安全生产法》（国家主席令第70号、2002）；
3.1.7、《工业雷管编码通则》；
（GA441-2003）；
3.1.8、广东省民用爆炸物品管理实施细则；
3.1.9、《广州市公安局关于印发爆破作业现场封闭式管理工作要求和爆破作业现场视频监控录像指导意见的通知》（穗公十〔2016〕201号）；
3.1.10广州市市公安局相关规定；
3.1.11现场勘察资料。
上述法律法规依据作为本设计一部分，设计与上述法律法规不一致的，以相关法律法规文本为准。
3.2爆破方案选择
3.2.1爆破方案选择
根据我司类似工程的施工经验并结合本工程现场施工条件，洞身施工按照“新奥法”原理施工。
新奥法与传统施工方法的区别:
传统方法认为巷道围岩是一种荷载，应用厚壁混凝土加以支护松动围岩。
而新奥法认为围岩是一种承载机构，构筑薄壁、柔性、与围岩紧贴的支护结构（以喷射混凝土、锚杆为主要手段）并使围岩与支护结构共同形成支撑环，来承受压力，并最大限度地保持围岩稳定，而不致松动破坏。
新奥法将围岩视为巷道承载构件的一部分，因此，施工时应尽可能全断面掘进，以减少巷道周边围岩应力的扰动，并采用光面爆破、微差爆破等措施。
减少对围岩的震动，以保全其整体性。
同时注意巷道表面尽可能平滑，避免局部应力集中。
新奥法将锚杆、喷射混凝土适当进行组合，形成比较薄的衬砌层，即用锚杆和喷射混凝土来支护围岩，使喷射层与围岩紧密结合，形成围岩-支护系统，保持两者的共同变形，故而可以最大限度地利用围岩本身的承载力。
隧道开挖按照新奥法原理施工，采用光面爆破技术，有效地控制周边眼炸药的爆破作用，从而减少对围岩的扰动，保持围岩的稳定，确保施工安全，同时，又能减少超、欠挖，提高工程质量和进度。
根据围岩类别及开挖部位不同，采用不同的爆破参数，对于地质条件较差的地段或区域以机械施工为主，局部用风镐破除，难度较大的，小范围采用控制松动爆破法施工。
本工程采用新奥法结合光面爆破技术进行爆破施工，采用全断面爆破开挖方法施工。
3.2.2设计原则
（1）根据围岩特点合理选择周边眼间距E及周边眼的最小抵抗线W，辅助炮眼交错均匀布置，周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上。
（2）严格控制周边眼的装药量，借助导爆索进行间隔装药，使药量沿炮眼全长均匀分布。
以确保隧道周边成形良好，并减少对围岩的扰动。
（3）根据爆破效果，调整掏槽眼形式，并适当加深掏槽眼深度（比其它眼深约20cm），以保证掏槽效果。
（4）合理分布掘进眼，以达到炮眼数量最少、材料最省；
同时碴块又不致过大，便于装卸。
（5）合理选择循环进尺：
根据工期要求及机械能力等因素来综合考虑。
（6）合理选择爆破材料：
采用安全性能好的塑料导爆管，防水性能好的乳化炸药、非电微差爆破。
（7）在浅埋段选用减震爆破技术，利用萨氏公式Qmax=R3min（V安全/K）3/a，利用地面建筑物规范允许安全震速（一般取2.0cm/s），反算出单段最大装药量，必要时适当增加雷管段数，减少单段最大装药量，确保施工安全。
（8）严格控制周边眼装药量，间隔装药，使药量沿炮眼全长均匀分布。
（9）选用低密度低爆速、低猛度的炸药，本工程采用乳化炸药，塑料导爆管非电毫秒雷管起爆，并采用毫秒微差有序起爆，最大限度减少爆破振动对环境的影响。
3.3参数设计
爆破方案设计时需根据现场实际情况确定爆破规模，选定合适参数，在施工中结合之前的爆破效果进行优化，绘制布孔图和爆破参数表，要求炮孔布置适宜，提高炸药能量利用率，减少炸药用量，减少对围岩的破坏；
采用光面爆破，控制好开挖轮廓，有效减少超欠挖，保证施工质量；
控制好起爆顺序，提高爆破效果。
在保证安全前提下，尽可能提高掘进速度，缩短工期。
当隧道的地质条件发生变化时及时更改爆破施工设计。
隧道爆破的效果和质量在很大程度上决定于钻眼爆破参数的选择。
除掏槽方式及其参数外，主要的钻眼爆破参数还有：
炸药单耗、炮眼深度、炮眼直径、装药直径、炮眼数目等。
合理地选择爆破参数，不仅要考虑掘进的条件（岩石地质和断面条件等），而且还要考虑到这些参数的相互关系及对爆破效果和质量的影响（如炮眼利用率、岩石破碎块度等）。
3.3.1炮孔直径
在本工程的爆破钻孔选用42mm的钻孔直径。
3.3.2炮眼数量
炮眼数目的多少，直接影响凿岩工作量和爆破效果。
孔数过少，大块增多，井壁轮廓不平整甚至出现爆不开的情形；
孔数过多，将使凿岩工作量增加。
炮眼数目的选定主要同爆破断面、岩石性质及炸药性能等因素有关。
确定炮眼数目的基本原则是在保证爆破效果的前提下，尽可能地减少炮孔数目。
通常可以根据各炮眼平均分配炸药量的原则来计算：
式中N—炮眼数量，不包括未装药的空眼数；
q—单位炸药消耗量，kg/m3;
S—开挖断面积，（m2）;
α—装药系数。
r—每米药卷的炸质量，kg/m。
3.3.3炮眼深度
合适的炮眼深度有助于提高掘进速度和炮眼利用率，确定炮眼深度通常根据每一掘进循环进尺及炮眼利用率来确定：
式中L为炮眼深度，m。
是每次计划掘进的长度，η为炮眼利用率，一般要求不低于90%。
综合考虑各项因素，Ⅱ、Ⅲ级围岩取
=3.5~4.5m，Ⅳ级围岩取
=3~3.5m，Ⅴ级围岩进尺根据设计不同进行相应调整。
通常，掏槽眼与底部眼要比普通炮孔加深10~20cm,以保证爆破效果。
不管工作表面凹凸程度如何，所有炮眼的眼底均位于深部的同一断面上。
3.3.4炮眼方向和角度
炮眼轴线的方向称为炮眼方向，而其轴线与作业面的夹角称为炮眼角度。
炮眼方向、角度的选择，就是为了在岩石的薄弱部位突破，利用暴露的岩石自由面和构造特点，最大限度的发挥炸药的爆炸威力，以提高爆破效果。
因此，在掘进时，炮眼必须有一定的方向和角度，而方向和角度的大小，则根据各种炮孔所起到的作用，岩石的坚硬程度和结构特点等具体情况而定。
3.3.5炮眼布置
炮眼布置是否合理，影响爆炸能量的分布，决定这爆破效果的好坏，是钻爆方案中的关键性性因素。
①掏槽眼的布置
掏槽眼是断面中首先起爆的眼，其眼位要选在岩石的薄弱部位，亦要充分利用断面中岩石的结构面。
如果岩石是均质的，采用锥形或楔形掏槽时，一般布置在断面中央或偏下部，以断面轴线上一点为圆心，以断面高度或高度的1/4为半径的圆内，因为这个部位岩石对爆破的夹制作用小，钻眼也方便。
掏槽眼的数目主要随岩石的坚硬程度而定，并依据断面大小，适当考虑，一般不少于两对。
掏槽眼与作业面的倾角是掏槽眼布置的关键，它依岩石的坚硬程度和采用的掏槽形式而定，一般变化在55°
~75°
之间
②辅助眼的布置
辅助眼的布置隧道施工并在整个断面上均匀排列。
③周边眼的布置
周边眼严格按照设计轮廓线位置布置，相对距取0.8。
为满足机械钻眼需要和减少超欠挖，周边眼设计位置考虑0.03-0.05的外插斜率，并使前后两排炮眼的衔接台阶高度在5-10cm之间，最大不得超过15cm。
3.3.6装药量的计算和分配
炮眼装药量的多少是影响爆破效果的重要因素。
药量不足，会出现炸不开，炮眼利用率低和石渣块度过大；
装药量过多，则会破坏围岩稳定，使抛渣过散，对装渣不利，同时也增加了排烟时间和供风量等。
合理的药量要根据所使用炸药的性能和质量、地质条件、开挖断面尺寸、临空面数量、炮眼直径和深度及循环的总用药量要求来确定。
采取以下方法计算装药量，即先用体积公式计算一个循环的总用药量，然后按各种类型的炮眼的爆破特性进行分配，再在爆破实践中加以检验和修正，直到取得良好的爆破效果为止。
计算药量Q的公式为
Q=qv
式中Q—一个爆破循环的总用药量，Kg;
q—爆破1m3岩石炸药的消耗量，Kg/m3,
V—一个循环进尺所爆落的岩石总体积，m3，。
3.3.7光面爆破
隧道开挖时根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆破器材等结合爆破振动要求进行钻爆设计。
隧道爆破采用光面爆破或预留光爆层爆破，施工中应根据爆破效果不断调整爆破参数,有关参数可参照表3.3.7-1。
表3.3.7-1光面爆破参数
岩石类别
周边眼间距E
（cm）
周边眼抵抗线W
相对距离E/W
极硬岩
50～60
55～75
0.8～0.85
硬岩
40～55
软质岩
30～45
45～60
0.75～0.8
注：
①表所列参数适用于炮眼深度1.0~3.5m，炮眼直径42mm，药卷直径32mm；
②当断面较小或围岩软弱、破碎或对曲线、折线开挖成形要求较高时，周边眼间距E取较小值：
你
③周边眼抵抗线W值在一般情况下大于周边眼间距E值。
软岩在取较小E值时，W值适当增大；
④E/W：
软岩取小值，硬岩及断面小时取大值；
3.4全断面开挖爆破参数设计
据井巷掘进原理和以往工程施工经验，本工程采用楔形掏槽法，炮孔采用中心掏槽眼、辅助眼、周边眼相结合的布孔方式，利用多段别毫秒雷管来实现微差光面爆破。
具体钻爆参数，可根据试爆效果，并结合现场的实际情况进行适当调整。
掏槽眼的布置原则，为便于石碴装运、爆后找顶、喷射混凝土等作业，要求碴堆集中一些，堆得高一些，掏槽区应布置在断面的中下方。
另外为满足凿岩机钻凿掏槽眼的方便，达到要求的精确度，掏槽区通常偏离中心线1.5～1.8m，本设计按1.6m布置在中线的左、右两侧，距底板线0.8m。
采用1～15段毫秒导爆管雷管，其抛碴距离在20～25m的范围内，可满足各项施工作业要求。
采用楔形掏槽，炮孔倾角为68°
，孔底间距0.8cm，钻孔深度3.7m，比辅助眼深0.2m，掏槽眼炸药消耗量比辅助孔高出10～30％。
炮孔布置图如下图。
全断面法爆破掏槽眼爆破参数表见下表：
图3.4-1炮孔布置示意图
爆破参数列表
爆破参数
孔深（米）
孔数（个）
孔距（米）
排距（米）
单孔装药量（kg）
总装药量（kg）
装药结构
备注
掏槽孔
3.7
8
/
0.8
2.8
22.4
连续装药
扩槽孔
3.5
2.2
17.6
辅助孔
24
0.9~1.0
0.8~1.0
2.0
48.0
周边孔
28
0.70
间隔装药
底孔
5
0.84
10.0
角眼
2
2.4
4.8
合计
1、表格中炸药以200g/条为计算依据。
2、施工过程中必须根据现场围岩完整性、裂隙发育、围岩衬砌形式、爆破效果情况适时调整布孔参数、数量、循环进尺以及相应调整单孔装药量。
3.5装药与堵塞
3.5.1装药
装药结构如图3.5-1所示。
掏槽眼、辅助眼采用连续柱状装药结构，采用反向装药方式；
周边眼采用间隔装药结构导爆索起爆。
3.5.2堵塞
炮孔装药后剩余孔段按照设计要求装填水炮泥、最后用爆泥堵塞。
（有水炮孔用细米石填塞）。
①严禁无堵塞爆破。
②堵塞长度应达到设计要求，不应自行增加药量或改变堵塞长度，如需调整，须经现场爆破工程师同意并作好记录。
③不应捣固直接接触药包的堵塞材料或用堵塞材料冲击起爆药包。
防止堵塞料悬空。
④间隔装药的炮孔，其间隔堵塞长度应严格按设计要求控制。
⑤堵塞时不得将导爆管拉得过紧，防止被砸断、破损。
图3.5-1
3.6爆破网路
合理的时间间隔，对改善爆破效果与降低爆破震动有重要作用，在确定微差间隔时间时主要考虑满足药包直径、合理的孔网参数和岩石的物理力学性质等因素，按我公司在类似爆破工程的经验，选用微差间隔时间为大于50ms，雷管按段别1～9段跳段使用，9～15段顺段使用。
起爆顺序：
先掏槽后扩槽从低段到高段逐段起爆，周边眼和底板眼最后起爆。
爆破振动与同段起爆的炸药量密切相关，采用非电微差起爆技术不但控制单段雷管的起爆药量，又能有效控制每段雷管间的起爆时间，使爆破震动波减少叠加。
消除爆破震动的有害效应。
在施工中采用孔外同段，孔内微差的网络起爆。
用毫秒延期的导爆管雷管连接的簇联式起爆网路。
孔内采用毫秒延期导爆管雷管，每20发左右孔内雷管与孔外2个瞬发导爆管雷管绑扎链接。
另外，为了确保周边眼同时起爆，保证光爆效果，还将各孔内的导爆索延长至孔外，用一长主干导爆索顺拱部周边眼进行串联，确保周边眼同时起爆。
图3.6-1隧道起爆网络连接示意图
四、爆破危害的安全允许距离及环境影响的控制
4.1爆破振动验算
根据国家《爆破安全规程》，爆破对周围质点的震速其计算公式如下：
V=k（Q1/3/R）a
其中：
V----质点垂直振动速度（cm/s）
Q----最大单段起爆药量（kg）
K、a----是与地形地质因素和爆破条件有关的系数，这里取经验值k=180，a=1.8
R----测点至爆破中心的水平距离（m）。
由以上公式可知，根据爆破施工周围环境，需严格控制爆破震动。
取安全震动速度V=2.0cm/s。
最大单段起爆药量Q与距离的对应关系见下表4.1。
表4.1建筑物安全距离与药量关系表
R（m）
26
30
40
50
60
70
80
90
100
Q（kg）
9.72
14.93
35.40
69.15
119.5
189.76
283.26
403.32
553.25
4.2爆破空气冲击波
爆破时人员应撤离隧道内，撤到隧道外实施起爆，人员不应在正对着隧道口。
4.3爆破飞石
根据爆破安全规程《GB6722-2014》按类比方法估算个别飞散物的最小安全允许距离以确定安全警戒范围，本工程以浅孔台阶控制爆破作类比，设定爆破安全警戒范围为隧道爆破点沿隧道口直线200米，即隧道口正对的位置在爆破时不得有人或设备存在。
爆破飞石若产生破坏，其后果是难以预料的。
爆破安全警戒距离必须达到爆破安全规程的有关要求
爆破飞石安全距离
爆破种类
人员安全距离（m）
一般施工机械安全距离（m）
隧道爆破
200
根据爆破飞石产生的主要原因及其力学原理，从技术上控制爆破飞石，其技术要点有：
①根据具体地质条件选择合理单位炸药消耗量，严格按照实际最小抵抗线设计装药。
②爆破最小抵抗线方向应避开需保护对象，并按照实际最小抵抗线装药。
③选择合理的起爆方式，使每个炮孔具备侧向自由面和延迟起爆时间。
利用网络改变爆堆移动方向，使移动方向面向安全地带。
④保证孔口填塞高度和充填质量。
⑤找出软弱夹层、坡面不规则的薄弱区，按实际最小抵抗线情况设计装药。
4.4噪音控制
在施工中加强回填工作管理，保证炮孔的回填质量以减少爆破噪音，爆破时爆破作业人员要佩戴噪音保护的劳动用品，避免爆破噪音对人员的伤害。
4.5粉尘及有毒气体
4.5.1、降低粉尘措施
1、钻眼作业采取湿式凿岩技术。
2、凿岩机钻眼时，先送水，后送风。
爆破后进行喷雾洒水，出渣前用水淋湿全部石渣。
合理调整隧道供风风速。
经验表明，风速为1.5～3.0m/s时，作业面粉尘浓度可降低到最小，是最佳风速。
3、炮孔堵塞使用水炮泥、泡泥堵塞，水炮泥形成的水幕，有降尘和吸收爆炸气体中有害气，同时可以有效提高火工品的效率30%，提高降尘效率70%左右。
4、爆破后先行使用除尘雾炮机对爆堆进行喷洒，出渣过程沿隧道方向反复喷洒。
其一湿润爆堆、路面，防止出渣过程和车辆碾压路面产生扬尘，效率高达60%-70%。
其二，湿润隧道内空气防尘，优化隧道施工环境，同时，投资少效率高。
5、隧道洞口，进出道路上，增设洗车池和高压喷水喷头，对进出车辆进行清洗，防止车辆夹带泥沙进入隧道，污染路面。
4.5.2、有毒气体
隧道爆破作业后，有毒气体不易飘散，容易聚积在隧道内，因此必须预防中毒事故发生。
每次爆破后，隧道内通风30分钟以上，待炮烟吹散后，才能再次进入隧道内作业。
为了防止炮烟中毒，应采取以下措施：
a、加强炸药的质量管理，定期检验炸药的质量；
b、不要使用过期变质的炸药；
c、加强炸药的防水、防潮，保证堵塞质量，避免炸药产生不完全的爆炸反应；
d、爆破后要加强通风，一切人员必需等到有毒气体稀释至爆破安全规程中允许的浓度以下时，才准返回工作面。
第二部分施工组织设计
一、施工方法
1.1施工工艺
针对爆破工作技术性强，工序多，为了保证爆破工作有条不紊地进行，必须有良好的施工组织。
（1）技术交底
首先对钻孔工人进行技术交底，将布孔原则，钻孔允许偏差等技术要求传达给所有施工人员。
（2）炮孔定位
设计及有关人员事先将炮孔中心位置按设计图用油漆将炮孔位置准确标在爆区内。
（3）钻孔施工
使用有经验的钻工，严格按炮孔布置设计图钻孔。
（4）炮孔验收
炮孔钻好，由技术人员验收，偏差不大于20cm为合格，抵抗线偏差大的孔应废弃，验收合格后方可装药施工。
（5）装药施工警戒
为了现场机械设备及施工人员的安全，装药爆区范围内必须初步警戒，甲方须协助现场清理工作。
（6）炮孔装药
装药前用压风吹孔，将炮孔泥砂吹净，由专业爆破作业人员将炸药送到相应的孔位，放好雷管；
药卷要装到底，然后之后按照设计要求装填水炮泥、最后用爆泥堵塞。
堵塞用木质炮棍堵粘土，严禁使用铁器冲击炮孔内药包、雷管，装药由专业技术人员指导，由熟练的爆破员持证上岗作业。
（7）联线
以上工作全部完工后，由有经验的操作人员联网，经反复检查后无误开始警戒。
（8）联线完毕、警戒好后进行起爆。
（9）爆破后安全检查，爆破后15分钟方可允许进入爆区进行安全检查。
二、施工组织管理
为保证设计方案在施工中得到认真执行，确保安全高效、保质保量地完成工程施工任务，公司成立专门的施工管理小组，全面负责该工程的组织、技术、质量、安全的指导监督，加强工地现场管理。
组织机构框图
项目经理：
爆破工程师：
安全监督员：
钻
工
组
安
全
爆
破
炸
药
库
机
修
工地施工管理必须严格按照公司规章制度明确责任、细化职责；
具体岗位职责如下：
项目经理职责：
为爆破施工安全的第一责任人，合理调配进入施工现场的人、机、料等生产要素，科学组织施工，满足甲方对工程质量、安全、进度的要求，完成公司下达的经济技术指标，负责工程的对外协调。
爆破工程师职责：
具体负责本工地的爆破工作，监督和指导安全员、爆破员、钻工进行钻孔、炮孔验收、装药、联机、警戒、起爆工作，监督和指导爆破施工人员完成自己的职责，纠正违章行为，对工地的爆破施工技术及安全负责。
安全员职责：
负责爆破安全工作，制止违章指挥、违章操作，发现问题和安全隐患及时采取措施予以纠正。
监督、检查工地的安全工作，对爆破员、仓管员安全行为进行监督，负责爆破前的清场及爆破警戒工作，负责爆破后的安全检查。
爆破员职责：
负责按设计要求和爆破工程师指导装药、堵塞、联线和起爆工作并对覆盖和钻眼工作进行指导和监督。
保管员职责：
对到库爆炸物品进行管理，兼顾对电雷管的逐个导通检测、筛选，剔除不通或异常值雷管，做好仓库的防火、防盗工作，对火工品进出库进行详细登记，做到帐物相符，对非爆破员拒绝发放火工品。
钻工职责：
负责按设计和爆破工程师的指导打孔，发现孔位偏差大和其它异常情况向工程师报告，参加炮孔的覆盖防护和爆破安全警戒。
杂工职责：
负责按设计要求进行覆盖，注意保护爆破网络，参加爆破警戒。
机修工职责：
负责工地使用设备的维修、保养，并监督用电安全。
三、施工设备及人员配备
3.1、设备配备
序号
机械名称
规格
数量
一、开挖
1
全站仪
多功能作业台架
3
风钻
YT28
120
装载机
LG50
6~8
6
自卸车
康明斯ISL9.5-340E53A
4
7
变压器
1250kw,630kw,250kw
备用发电机
400kw
9
通风机
132kw
升级会员 