隧道爆破施工专项方案两篇文档格式.docx

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第二章工程概况

1工程简介

1.1地理位置及地形地貌

贺溪隧道位于安徽省黄山市休宁县境内，该隧道呈两边低中间高，地形起伏较大，其中海拔最高的为535米左右。

地貌以中低山为主。

沿线植被多以幼树、灌木、杂草为主，生长茂密。

耕地以冲田为主，间有少量旱地。

1.2地层岩性

隧址区地层属扬子地层区江南地层分区，基岩岩性为青白口系井潭组凝灰岩，分部薄层第四系全新统残坡积粉质黏土和第四系全新统冲洪积粉土岩土工程特征如下:

粉土（1层）：

灰褐色、青灰色，很湿、稍密，含少量角砾，土石等级为III类，土石类别为硬土，层厚4.5米，承载力容许值100kPa。

粉质黏土（2层）灰黄色、青灰色，可塑，含少量角砾，土石等级为III类，土石类别为硬土，层厚2.2米，承载力容许值200kPa。

强风化凝灰岩（3-1层）青灰色，凝灰质结构，层状构造，岩性较软，节理裂隙发育，岩芯呈块状、短柱状。

强风化土石等级为IV级，土石类别为软石，层厚9.3～14米，承载力容许值600～800kPa。

中风化凝灰岩（3-2层）青灰色，凝灰质结构，层状构造，岩性较硬，节理裂隙发育，岩芯完整性较好，呈节长20～40厘米柱状、长柱状。

岩石为坚硬石。

岩石饱和单轴抗压强度为38.5MPa，该层的土石等级为VI级，土石类别为坚岩。

层厚4.6～89.5米，承载力容许值1200～20XXkPa。

1.3地质构造

隧址区所处大地构造位置为中国扬子板块下扬子台块南缘与江南陆缘隆起带的过渡部位。

区内断裂构造发育。

路线走廊带主要断裂按其走向可分为北东向断裂、北西向断裂及南北向断裂，部分北东向断裂与北西向形成“X”共轭关系。

1.4不良地质现象

地表与路线相较于K25+740处，与隧洞相交于K25+720处。

该断层发育有硅化破碎带，石英脉，非活动断层。

受该断层影响，隧道洞身处中风化岩体破碎，围岩稳定性差。

断裂通过处往往是地下水富集带，也是地下水的排泄通道，隧道施工时易产生突水、涌水。

1.5水文概况

隧址区地下水主要为基岩裂隙水，水量受大气降水影响，呈季节性变化。

基岩裂隙水赋存于岩体构造节理裂隙中，接受大气降水补给，顺风花裂隙、构造裂隙等沿强、风化界面汇集、运动，在斜坡坡脚及冲沟沟口等局部地势相对较低处以下降泉的形式排泄出露，具进源补给，就近排泄特点，由于含水层受强风化层厚度制约，地下水富水性属贫～弱含水，故地下水流量很小。

1.6隧道工程地质评价

1.6.1隧道洞口稳定性评价

隧道进口穿越低山的东北坡。

进洞口山坡地形陡，自然坡度约55°

，洞口位于一梯田处，形较平缓，未见滑坡、坍塌等不良地质现象，自然边坡稳定。

进洞口基底地层为强风化凝灰岩，承载力容许值600kPa，可作为洞门明挖基础持力层。

隧道出口穿越低山的西南坡，出口山坡地形较缓，自然坡度约36°

，出洞段主要为残坡积粉质黏土和强风化凝灰岩，未见滑坡、坍塌等不良地质现象，自然边坡稳定。

1.6.2隧道洞身工程地质评价

（1）K25+561～K25+750（V级围岩189米）

围岩主要为残坡积粉质黏土、强、中风化凝灰岩及断层破碎带，粉质黏土工程性质差，强风化凝灰岩岩性较软，中风化岩岩性较硬，受断层影响，岩体破碎～极破碎，地下水类型主要为基岩裂隙水，水量贫乏，受大气降水补给，断层破碎带导水。

隧道埋深浅，稳定性差，雨季施工可能出现淋雨状出水，断层破碎带可能出现涌水、突水。

该段洞身围岩定为V级。

（2）K25+750～K25+930（IV级围岩180米）

围岩主要为中风化凝灰岩，岩性较硬，岩体较破碎。

地下水类型主要为基岩裂隙水，水量贫乏，受大气降水补给。

雨季施工可能出现淋雨状出水。

该段洞身围岩定为IV级。

（3）K25+930～K26+059（V级围岩129米）

隧道穿越强、中风化凝灰，强风化岩性软，中风化岩性较硬，岩体破碎。

隧道埋深浅，稳定性差，雨季施工可能出现淋雨状出水。

2主要工程量

贺溪隧道起讫桩号K25+561～K26+059，全长498米。

净宽10米，车行道净高5米，人行道净高2.5米。

挖方约5.1万m³

；

φ108超前管棚0.22万米、φ42超前小导管1.55万米、φ25超前中控注浆锚杆0.98万米；

初期支护工字钢约447.1吨、C25早强喷射混凝土0.3万m³

二次衬砌钢筋399.3吨、C30模注防水混凝土约0.8万m³

。

第三章施工方案及技术措施

1方案说明

1.1总体施工方案

隧道暗洞均采用新奥法施工，洞口V级围岩采用超前管棚作为预支护，加固地层确保安全进洞，初期支护以锚网喷支护为主，辅以钢拱架。

洞身V级围岩采用注浆小导管超前支护，初期支护以锚网喷支护为主，辅以钢拱架，该段模注混凝土及仰拱需及早施做。

隧道开挖采用CD法、分部开挖法和台阶法开挖。

隧道V级围岩采用环形开挖留核心土法，上部留核心土支挡开挖工作面，有利于及时施做拱部初期支护以加强开挖工作面的稳定性，核心土以及下部开挖在初期支护啊的保护下进行，Va型衬砌每循环开挖进尺＜0.75m，Vb型衬砌每循环开挖进尺＜1.0m，初期支护应紧跟开挖掌子面；

隧道IV级围岩采用上下台阶法开挖施工，IVb型衬砌每循环开挖进尺＜2.0m，初期支护应紧跟开挖掌子面。

为避免初期支护拱脚下沉，每榀拱架设置拱脚锁脚锚杆，长度与相应围岩级别匹配。

隧道在开挖时，V级围岩段采用机械开挖或预裂爆破，严禁大强度爆破。

在施做初期支护时，根据洞室软弱围岩稳定时间较短的特点，必须及时施做初期支护等，锚杆需做拔拉试验，V级围岩抗拔力不小于50KN，IV级围岩抗拔力不小于70KN，并根据围岩监控测量的结果以观察拱顶下沉和拱脚收敛情况，若变形速率值突然增大，除加强初期支护外，必须立即封闭仰拱。

所有围岩段系统锚杆均采用有压注浆锚杆，通过压力注浆使未胶结的围岩形成整体和一定厚度的承载圈以提高自身承载力，最终根据围岩监控测量结果，在初期支护趋于稳定的条件下，全断面模筑二次混凝土衬砌。

隧道初期支护由上而下，采用先拱后墙法施工，隧道二次衬砌施工，采取在施工边墙、拱顶前先施做仰拱。

隧道的开挖、支护、衬砌及监控测量等，严格按照《公路隧道施工技术规范》、《公路隧道施工技术细则》要求执行，并参照《锚杆喷射混凝土支护技术规范》。

隧道施工开挖时应少扰动岩体，严格控制超、欠挖，钢筋网和钢支撑必须紧贴围岩面，支撑紧密，再加以混凝土预制块垫、“楔”紧，使初期支护及时可靠。

二次衬砌采用混凝土输送车、输送泵和衬砌模板台车的机械化配套施工方案。

1.2爆破施工方案

依据本标段地质调查报告，贺溪隧道洞身V级围岩段岩体较破碎～极破碎，极破碎区段采用机械开挖，较破碎区段根据行程实际开挖、隧道岩体检测及隧道地质超前预报具体选择机械开挖或预裂爆破，严禁大强度爆破；

洞身IV级围岩段岩体较硬，采用光面爆破。

在爆破初期，先针对相应的岩性和结构进行爆破试验，使得待爆破的岩石得到松动，且岩壁不受或少受破坏；

试验时，对爆破效果进行分析，在此基础上调整设计参数，完善设计方案，及时进行总结。

2爆破设计

2.1施工机具的选择

施工机具的选择关系到爆破施工的效率与成本，是决定抵抗线和炮孔间距的依据，应综合考虑岩石特性，现场机械设备情况及工程具体要求等因素合理选择。

本次爆破施工工期较紧，考虑以上原因，选用手动高风压钻机或液压液压凿岩台车钻孔。

2.2爆破设计说明

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：

单位炸药消耗量、炮眼深度、炮眼直径、装药直径、炮眼数目等。

合理地选择这些爆破参数时，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）。

2.2.1单位炸药消耗量

单位炸药消耗量不仅影响岩石破碎块度、岩块飞散距离和爆堆形状，而且影响炮眼利用率、断面轮廓质量及围岩的稳定性等。

合理确定单位炸药消耗量决定于多种因素，其中主要包括：

炸药性质（密度、爆力、猛度、可塑性）、岩石性质、断面、装药直径和炮眼直径、炮眼深度等。

因此，要精确计算单位炸药消耗量q是很困难的。

本工程设计中所选取的单位炸药消耗量参见后面的爆破说明书部分，以供施工初期参考。

随着以后不同的隧道岩性的爆破试验和经验总结，其所得出的q值还需在实践中做些调整。

2.2.2炮眼直径

炮眼直径大小直接影响钻眼效率、全断面炮眼数目、炸药的单耗、爆破岩石的块度与岩壁的平整度。

在隧道内掘进施工中主要考虑断面大小、炸药性能和钻眼速度来确定炮眼直径。

在本工程的爆破钻眼施工中，将根据不同级别的围岩区段和爆破方式采取相应的钻眼直径。

2.2.3炮眼深度

从钻眼爆破综合工作的角度说，炮眼深度在各爆破参数中居重要地位。

因为，它不仅影响每一个掘进循环中各工序的工作量、完成的时间和掘进速度，而且影响爆破效果和材料消耗。

在本工程中，将针对不同围岩类型、开挖方法、爆破环境来调整炮眼深度，其炮眼深度范围在0.7m～3.5m之间选取。

在具体的爆破施工中，将根据岩性和前几次的爆破效果，在后面设计的爆破说明书提供的参数基础上可适当加深或减小炮眼深度（同时须调整孔距、装药量等其它的爆破参数），以提高循环进度。

2.2.4炮眼数目

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。

2.2.5周边炮眼保存率

周边眼保存率是检验爆破效果的一个重要准则。

周边眼保存率可按照下式计算：

周边眼保存率=（残留有痕迹的炮眼数/周边眼总数）x100%

炮眼痕迹保存率依岩质不同应满足硬岩≥80%，中硬岩≥70%，软岩≥50%。

2.2.6炮眼布置

（1）炮眼布置要求

对于隧道爆破，除合理选择掏槽方式和爆破参数外，为保证安全，提高爆破效率和质量，还需合理布置工作面上的炮眼。

其合理的炮眼布置应能保证：

①有较高的炮眼利用率。

②先爆炸的炮眼不会破坏后爆炸的炮眼，或影响其内装药爆轰的稳定性。

③爆破块度均匀，大块率少。

④爆破后断面和轮廓符合设计要求，壁面平整并能保持隧道围岩本身的强度和稳定性。

（2）炮眼布置的方法和原则

①工作面上各类炮眼布置是“抓两头、带中间”。

即首先选择适当的掏槽方式和掏槽位置，其次是布置好周边眼，最后根据断面大小布置辅助眼和底眼。

②掏槽眼的位置会影响岩石的抛掷距离和破碎块度，通常布置在断面的中央，并考虑到辅助眼的布置较为均匀。

③周边眼即最外轮廓线附近的边眼，一般布置在断面轮廓线上。

但实际施工中，要看岩石的性质，如若岩石较硬可靠近或在轮廓线上布置，且向外有一定的偏角，使爆破后的周边超过设计轮廓线100mm左右；

如岩石较松软可远离轮廓线100～200mm左右，使爆破后的周边不出现欠挖或超挖过多。

④为保证井壁周边不受或少受破坏，爆破时按光面爆破要求，各炮眼要保持相同的间距进行钻孔，眼底落在同一平面上。

⑤布置好周边眼和掏槽眼后，再布置辅助眼。

辅助眼是以槽腔为自由面而层层布置的，均匀地分布在被爆岩体上，并根据断面大小和形状调整好最小抵抗线和邻近系数。

2.3爆破参数选择

隧洞钻爆的关键技术问题除提高周边轮廓的爆破成形质量外，重要的是减小爆破引起的地震效应，维护围岩自身的稳定。

隧道爆破开挖时，无论是哪类围岩，都必须对其采取控制爆破技术，主要是通过对岩性类型的判断，合理的选取爆破参数。

关键是掏槽眼和周边眼爆破参数的选取。

合适的爆破参数将对隧道周边围岩的破坏起到非同寻常的爆破效果。

2.3.1钻爆设计

钻爆设计使用光面爆破或预裂爆破技术，尽量减少爆破对围岩的扰动。

钻爆设计在综合研究地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具、爆破器材等的基础上进行。

主要内容有：

炮孔布置、装药结构、钻爆参数表、起爆方法和顺序、主要技术经济指标及必要的说明。

爆破设计确定后，严格按钻爆设计进行钻孔、装药、接线及引爆。

（1）周边眼布置

采用光面爆破。

由于岩面的自重有助于周边眼最后起爆时岩面沿周边眼开裂，不仅保证了爆破效果，而且对减轻周边眼振动强度较为有利。

（2）周边眼的装药结构

光爆眼装药采用不耦合装药结构，不耦合系数一般在1.4～2.0范围内。

炮孔直径D取42mm，而药卷选用φ20×

200mm的小直径药卷，间隔捆绑在竹片上，药卷有20～40cm的空气柱间隔，这样做法，密度低，在炮孔内与岩壁间有很大空隙，能减轻爆炸猛度，使炮眼内壁受力均匀，使隧洞轮廓分明，成型美观。

见下图1所示。

同时，可通过试验酌情减小周边眼孔距，并采用间隔装药，以提高光爆效果。

图1周边眼装药结构图

（3）掏槽眼

从隧道爆破开挖振动速度的观测中发现：

掏槽爆破的振动比其它部位的爆破的振动要大的多。

因此在围岩中爆破开挖从减轻掏槽眼爆破的振动强度、维护围岩自身稳定为出发点，掏槽眼采用四空眼直眼掏槽形式。

2.3.2爆破器材

（1）炸药的选择：

有水地段采用乳化炸药，其余均用2#岩石销铵炸药，适用于光面爆破，具有低爆速、低密度、高爆力、小直径、传爆性能良等优点。

起爆器材：

采用非电塑料导爆管毫秒雷管起爆。

试验证明毫秒雷管和毫秒等差递增雷管结合使用，能更节约炸药、减小振动。

（2）雷管的选择

考虑到爆破原因，一般采用非电毫秒雷管。

为了满足减轻振动的要求，必须要严格控制最大一段的装药量，因而雷管要有足够的段数。

（3）段间隔差

为避免振动强度的叠加作用，雷管应跳段使用，段间隔时差应小于100ms。

（4）循环进尺

主要根据地质条件及施工进度安排来考虑。

一般控制在0.7～2m。

2.3.3起爆顺序

施工顺序：

掏槽眼→扩槽眼→内圈眼→周边眼。

光面爆破时，从掏槽眼开始，一层一层从断面中心向外进行，最后是周边眼爆破。

布置雷管段号时应注意：

①择合理的段间隔时间；

②同段号一次起爆药量应小于最大一段允许装药量；

③前一段的起爆要尽量为后一段爆破创造良好的临空面。

2.3.4爆破参数的选定

根据经验初步拟定爆破参数，再通过现场试验修正确定爆破参数。

（1）炮眼深度L以循环进尺为炮眼深度，掏槽眼加深10%～20%。

（2）炮眼数目N可根据下式计算：

N＝ks／﹙nr﹚

式中：

k—单位炸药消耗量，㎏/m³

s—开挖面积，㎡；

r—炸药的线装药密度，㎏/m；

n—炮眼装药系数（取0.2～0.4）；

（3）炮眼布置

首先布置掏槽眼、扩槽眼、内圈眼、周边眼。

周边眼参考经验计算式：

间距：

E＝（12～18）d（d为炮眼直径）；

抵抗线：

W＝（1.0～1.5）E；

装药量集中度：

q＝0.09～0.19kg/m；

（4）一次起爆总药量计算

Q＝ksL

L—炮眼深度，m。

（5）单眼装药量计算

①周边眼可参考光面爆破进行计算。

②其它各部炮眼装药量：

q＝kawlλ

a—炮眼间距；

w—炮眼爆破方向的抵抗线；

λ—炮眼所在部位系数（见表2）。

表2炮眼部位系数λ

炮眼部位

掏槽炮眼

扩槽炮眼

内圈炮眼

λ值

2～3

1.5～2

0.8～1.0预裂0.5～0.8光面

本隧道施工中将根据实际地质条件、开挖断面、开挖循环进尺、钻眼机具、爆破器材、振速要求编制爆破设计，采用光面爆破、预裂爆破和预留光爆层爆破技术相结合，达到减少爆破振动、降低噪音、使围岩成形圆顺、平均线形超挖控制在5～10cm、达到充分发挥围岩自承能力的目的。

2.4各级围岩初步钻爆设计

针对不同围岩通过爆破实验来确定爆破参数，本工程设计资料指明为Ⅳ、Ⅴ级围岩，故爆破设计初选爆破参数见表3、表4。

表3预裂爆破参数

参数

岩石种类

饱和单轴抗压极限强度Rh（MPa）

装药不耦合系数D

周边眼间距E（cm）

周边眼至内圈崩落眼间距（cm）

周边眼装药集中度q（kg/m）

硬岩

＞60

1.2～1.3

40～50

40

0.35～0.40

中硬岩

30～60

1.3～1.4

40～45

0.25～0.35

软岩

≤30

1.4～1.5

30～40

0.09～0.19

表4光面爆破参数

周边眼最小抵抗线V（cm）

相对距E/V

1.25～1.50

60～70

70～80

0.7～1.0

0.20～0.30

1.50～2.00

50～60

0.8～1.0

0.10～0.15

2.00～2.50

0.7～0.9

0.07～0.12

（1）V级围岩爆破设计图

（2）IV级围岩爆破设计图

3爆破施工

3.1爆破施工工艺流程

在隧洞爆破作业的掘进中，对爆破技术诸要素如钻眼大小、孔深、间距、药量、钻眼分布与起爆顺序等慎重研究、严格控制。

钻爆作业按照钻爆设计进行。

当开挖条件出现变化时，爆破技术随围岩条件的变化而作相应改变。

软岩开挖作业时，严格遵守“短进尺、弱爆破”的原则，遵守有关“爆破与震动”的作业要求。

爆破施工工艺流程见图

3.2爆破施工方法

3.2.1放样布眼

钻炮眼前绘出开挖断面的中线、水平和断面轮廓，并根据爆破设计标出炮眼的位置，经检查符合设计要求后钻眼。

洞内控制测量采用导线、中线双控法控制，高程控制采用水准测量。

控制测量采用全站仪作导线控制网，施工测量采用全站仪。

用全站仪、钢卷尺等准确绘出开挖轮廓线及周边眼、辅助眼和掏槽眼的位置，并用红油漆标出炮眼，严格控制开挖边线。

距开挖面50m处埋设中线桩，每100m设临时水准点。

每次放线时，对上次爆破效果检查一次，并及时将结果告知技术主管和爆破人员，技术人员对测量数据进行计算分析，修正爆破参数，以达到最佳爆破效果。

3.2.2钻孔

掏槽眼：

深度、角度按设计施工，眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm。

辅助眼：

深度、角度按设计施工，眼口排距、行距误差均不大于5cm。

周边眼：

开眼位置在设计断面轮廓线上的间距误差不得大于5cm；

周边眼外斜率不得大于2.5cm/m，眼底不得超出开挖断面轮廓线10cm，最大不得超过15cm。

内圈眼至周边眼的排距，误差不得大于2.5cm；

内圈眼与周边眼宜采用相同的斜率。

钻眼装药率调整，当开挖面凹凸较大时，应按实际情况调整炮眼深度并相应调整装药量，力求所有炮眼（除掏槽眼外）眼底在同一垂直面上。

钻眼完毕，按炮眼布置图进行检查并做好记录，有不符合要求的炮眼应重钻，经检查合格后，方可装药爆破。

炮眼布置要求:

①先布置掏槽眼，其方向在岩层层理明显时应尽量垂直于层理，掏槽眼应比其他眼加深10%～20%。

②周边眼严格按设计开挖轮廓线布置，周边眼的眼口在断面设计轮廓线上，眼底超出轮廓线小于10cm。

3.2.3验孔

每次钻孔结束后应由工程部技术人员或专职验收人员对钻凿的炮孔进行检查验收，应检查炮孔位置、深度、角度等参数是否符合爆破设计，并填写相关记录。

如不符，需报技术部现场技术工程师确定后再施工或修改施工。

3.2.4装药

（1）装药结构

采用反向耦合装药结构。

（2）堵塞

所有炮眼的剩余部分应用炮泥封堵，炮泥应用水炮泥和钻土泡泥。

周边眼堵塞长度不小于30cm。

3.2.5防护

（1）在明挖段附近100m范围内有高压电线或其它民用和公用建筑（以下简称保护对象），爆破时须采取适当的防护措施：

首先在炮孔口压上沙袋，然后盖上竹笆或胶皮等加以防护；

并视情况必要时采取其它的防护措施。

（2）隧道段施工时，视施工作业点周边的实际情况，在拨门点和贯通点前20m范围内应采取相应的防护措施。

同时爆破前应对洞内的机械设备采取覆盖或移至120m以外。

3.2.6警戒

（1）明挖段的爆破应在白天进行，为此应成立现场爆破指挥小组，由该施工区负责人担当组长，负责爆破事项的协调指挥。

（2）隧道内因为三班作业，各施工点应由施工班组的班组长为现场爆破负责人。

爆破负责人爆破前应对各警戒点亲自布设。

3.2.7起爆

（1）必须采用串联连接方式。

线路所有连结接头应相互扭紧，明线部分应包覆绝缘层并悬空。

（2）母线与电缆、电线、信号线应分别挂在洞身的两侧，若必须在同一侧时，母线必须挂在电缆下方，并应保持0.3m以上间距。

（3）母线应采用具有良好绝缘性和柔软性的铜芯电缆，并随用随挂，严禁将其固定。

母线的长度必须大于规定的爆破安全距离。

（4）必须采用绝缘母线单回路爆破。

（5）严禁将瞬发电雷管与毫秒电雷管在同一串联网路中使用。

（6）电力起爆必须使用防爆型起爆器作为起爆电源，一个开挖工作面不得同时使用两台及以上起爆器起爆。

3.2.8通风排尘

明挖段一般烟尘吹散很快，隧道内的粉尘及有毒有害气体浓度较大，需要15min左右的时间进行排尘，将爆破烟尘和有毒有害气体的浓度降至安全允许的范围内。

如果在验炮时发现工作面的风筒脱节或损坏而不能使工作面的烟尘很