第7章 光面爆破施工方案及设计Word文档格式.docx
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,较平直，稍糙，延伸30m～50m，陡倾坡外；
②近EW/N∠7°
～10°
③N35°
～55°
～65°
洞身段桩号0+000～1+690m，长1690m，水平埋深200m～330m，最大450m，垂直埋深120m～230m,最大330m，岩性为石英闪长岩，围岩中裂隙优势发育的构造裂隙有4组：
①N20°
～30°
E/NW∠70°
～80°
，②N50°
W/SW（NE）∠50°
～60°
，③N35°
E/SE∠50°
，④EW/N∠45°
（少量7°
）。
裂面多起伏粗糙，延伸长。
岩体总体呈块状～次块状结构局部镶嵌结构，部份块裂结构，围岩以Ⅱ类为主，次为Ⅲ类，总体稳定性较好，部份为Ⅳ类，稳定性较差。
隧洞侧向埋深不大，洞内地下水较发育，以渗、滴水为主局部线状～小股状水。
其中：
进口段0+000～0+023m，长23m，垂直埋深15m～35m，岩性以石英闪长岩为主，该段岩体处于弱风化上段、强卸荷带内，裂隙较发育，洞内地下水较发育，以渗、滴水为主局部线状～小股状水。
岩体呈块裂～镶嵌结构，围岩以Ⅳ类为主，稳定性较差。
洞身桩号0+023～0+042段，长19m，垂直埋深35m～70m，岩性为石英闪长岩，岩体处于弱风化下段弱卸荷带内，预测该段岩体以次块状结构～镶嵌结构为主，局部为块状结构，围岩以Ⅲ类为主，部分为Ⅱ类。
围岩稳定性较好，地下水以渗、滴水为主。
洞身桩号0+042+1+578m段，长1536m，垂直埋深120m～230m，最大330m，为石英闪长岩，岩质新鲜坚硬较完整，岩体多以块状结构为主，局部为次块状结构，围岩以Ⅱ类为主，局部为Ⅲ类，稳定性好。
洞内地下水较发育，以渗、滴水为主局部线状～小股状水，应加强对地下水的引、排处理。
该洞段由于垂直埋深较大，局部有发生岩爆的可能。
洞身桩号1+578～1+640m段，长62m，垂直埋深30m～45m，预测该段岩性为石英闪长岩，岩体处于弱风化下段弱卸荷带内，预测该段岩体以次块状结构～镶嵌结构为主，局部为块状结构，围岩以Ⅲ类为主，部分为Ⅱ类，围岩稳定性较好。
地下水以渗、滴水为主。
洞身桩号1+640～1+690m段，长62m，垂直埋深10m～30m，岩性为石英闪长岩性，岩体处于弱风化上段强卸荷带内，裂隙较发育，岩体完整性较差，以块裂结构为主，局部镶嵌结构，围岩以Ⅳ类为主，部分为Ⅲ类，地下水以渗、滴水为主。
消能阶梯：
桩号1+690～1+708m段，长17m岩性为石英闪长岩，岩体处于弱风化上段强卸荷带内，裂隙较发育，设计开挖坡下部为1：
0.2坡高5.0m，上部为1：
0.5坡高5～8m不等。
出口位于磨子沟沟口下游约230m，自然坡度为35°
～40°
，基岩裸露。
洞脸开挖坡向N68°
0.4，最大开挖坡高15m。
边坡岩性以石英闪长岩为主，穿插花岗细晶岩脉，主要发育的裂隙有：
①N50º
～55º
W/NE∠55º
～60º
，平直，稍糙，延伸长，间距一般5m～10m，局部1m～2m，反坡发育；
②近EW/N∠40º
～50º
，稍起伏、稍粗糙，延伸一般5m至数十米不等，间距一般2m～5m，局部可以裂密带产出，顺坡发育；
③N20º
E/NW∠65º
～75º
，平直、较粗糙，延伸长大，间距2m左右；
④N15º
E/SE∠20º
裂面多起伏粗糙，断续局部发育。
7.3工期要求
2007年2月1日工程开工，2007年12月31日工程完工，总工期为11个月,本章光面爆破施工方案及设计能够满足总工期的要求。
7.4爆破方案设计原则
1、采取光面控制爆破技术，确保边坡稳定性及建基面岩石的完整性，尽量减少爆破对基岩和地下洞室围岩的扰动。
2、岩石爆破开挖速度应满足工程进度的需要。
3、保证爆后开挖轮廊线与设计开挖线基本吻合。
4、尽量减少捡底小炮和人工清挖量，加快工期。
5、爆破飞石距离：
S≤300m。
爆破地震波：
距爆源中心60m处，爆破震动速度V≤2.0cm/s；
爆破噪声：
距爆源中心60m处，噪音不超过80dB；
空气冲击波：
以不损坏周围建筑物为限。
7.5设计依据
1、中华人民共和国国家标准《爆破安全规程》（GB6722—2003）。
2、《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》（SL47—94）。
3、招标阶段技术资料。
7.6总体方案选择
综合考虑各种因素，采用如下方案爆破：
1、边坡：
边坡采用台阶爆破及辅助预裂爆破相结合的方式，自上而下分层开挖。
采用中小孔径浅孔台阶有序微差爆破、缓冲爆破、预裂爆破等开挖爆破的方式。
在开挖过程中，注意边坡开挖后的卸荷裂隙。
为保证边坡质量，必须采用预裂爆破技术。
2、基础紧邻水平建基面爆破开挖方案
爆破方案为“保护层加上部垂直爆破孔爆破法”，预留保护层厚度为2m,据岩石情况,一般采用孔底加柔性垫层的保护层一次爆破方法，在遇局部岩层完整性差的情况下,应采用水平光面爆破。
为保证建基面岩石的完整性，开挖保护层时，采用斜向钻孔，小孔径起爆爆破，若岩石比较破碎时，最后尚需用撬挖的办法，达到建基面设计高程。
保护层一次爆破的主要技术措施为：
⑴多排小梯段爆破。
由于有良好的临空面，破碎效果好，使爆炸能量主要沿临空面方向破碎岩石、抛掷岩块，相应减小了底部及侧向岩体的爆炸荷载。
⑵用小直径乳化药卷。
可使装药沿孔深分散，不偶合系数加大，炸药单耗降低。
⑶在药包底部加柔性垫层。
垫层段可以缓冲炸药爆炸产生的冲击波和高温、高压气体对水平建基面的岩体的作用。
柔性材料可用锯末、旧棉絮、发泡材料等做成，空气也能起到缓冲作用。
如果炮孔内有水，柔性材料被水浸泡，或空气垫层段被水填充，垫层则起不到应用的缓冲作用。
因此，要求将炮孔内的水清除。
垫层段长度由爆破试验确定。
垫层段范围内的岩体被爆破震松，易清除。
⑷采用孔间微差爆破网络。
与常规的爆破相比，孔间微差爆破的部分炮孔是三个临空面条件下起爆的，大大改善了侧向约束条件，从而增加了破碎程度，减少了药量。
此方案即控制了爆破对底部岩体的影响，也有效地解决了大面积爆破开挖梯段排数过多、破碎效果差、后排底根高的问题。
⑸采用国内已经成熟的宽孔距小抵抗线爆破，可将炸药爆炸能量尽可能用来破碎岩石，从而改善岩石爆破破碎效果，减轻爆破对基岩的破坏作用，且有利于降低单耗。
⑹采用不藕合装药结构，增大不藕合系数，可削减爆轰波对岩石的冲击压力峰值，减小破裂区范围，减弱爆破对基岩的破坏作用。
⑺提高钻孔精度。
在水平方向和垂直方向提高钻孔精度，有利于保证建基面以下岩体的完整和平整度，从而改善爆后基岩的质量。
7.7爆破参数设计
7.7.1最大允许单响药量的设计
1、爆破规模确定：
采用公式：
V=K（Q1/3/R）a计算。
式中：
Q----单响药包重量，kg；
R----控制点距爆源中心的距离，m；
K，a----与爆破点地质有关的系数；
V----控制点的地质震动速度，cm/s。
2、安全判据。
根据设计原则，V≤2.0cm/s。
3、最大允许单响药量计算。
根据控爆岩地质条件，参照相关资料，取：
K=248a=1.76
代入上式，计算出最大允许单响药包如表1：
表7-1最大允许单响药量表
距离R（m）
20
50
70
100
150
200
单响药量Q（kg）
1.6
25.0
68.1
200.2
675.7
1601.6
7.7.2边坡爆破参数设计
7.7.2.1预裂爆破参数
炮孔按设计开挖边坡坡度顺坡度钻孔，其各项爆破参数根据实际情况和以往经验选取如下：
⑴炮孔直径：
42mm；
⑵预裂孔与缓冲孔的间距：
L=1.0m；
⑶台阶高度H：
据不同情况和要求，取H=2.0～2.5m；
⑷炮孔深度L：
L=2.2～2.8m；
⑸孔距a：
取a=0.4～0.6m；
⑹药卷直径：
20mm；
⑺线装药密度:
250～350g/m；
⑻装药不偶合系数：
2.0
⑼炮孔堵塞长度L：
L=0.6～0.8m;
注：
以上参数，均应根据现场实际情况在一定范围内进行调整，但不得违反参数选取的原则。
实际参数及装药时一定要综合考虑各种因素，必要时可做试验以确定单耗。
7.7.2.2缓冲孔爆破参数设计
缓冲炮孔布置在预裂炮孔之前1.0m处，布置1～2排。
炮孔直径为42mm，垂直钻孔，缓冲炮孔采用松动爆破，具体爆破参数如下：
⑵主炮孔与缓冲孔的间距：
L=1.2～1.5m；
据不同情况和要求取H=2.0～2.5m；
取a=1.5～2.0m；
32mm；
⑺装药方式：
连续装药；
⑻炮孔堵塞长度L：
L=1.3～1.5m；
⑼炸药单位耗药量：
0.40～0.50kg/m3；
⑽单孔装药量：
1.4～3.2kg。
7.7.3常规梯段爆破参数设计
常规梯段爆破是指保护层以上石方爆破，其中岸坡石方开挖采用梯段浅眼小台阶爆破法施工，截水槽石方开挖由于没有临空面，采用设有掏槽爆破区的梯段台阶爆破法施工，掏槽爆破孔布置为倾斜孔，即斜眼掏槽，深度2.5m，二排炮孔，第一排炮孔最大倾角45°
，第二排炮孔最大倾角60°
；
表面孔距2m，表面排距1.0m；
爆破方式：
采用加强松动爆破，单排孔同时起爆；
爆破钻孔采用岩石电钻钻孔。
炮孔直径为40mm，台阶高度2.0m～2.5米。
主炮孔采用大孔距密排距的加强松动爆破技术；
垂直钻孔，爆破参数根据经验选择如下：
40mm；
⑵炮孔深度L：
据不同情况和要求取L=2.2～2.8m；
在开挖过程中,根据实际情况进行调整。
⑶排距b：
取b=1.3～1.8m；
⑷孔距a：
取a=2.0～2.5m；
⑸药卷直径：
⑹装药方式：
⑺炮孔堵塞长度L：
L=1.4～1.5m；
⑻炸药单耗：
q=0.45～0.5kg/m3；
⑼单孔装药量：
2.4～4.8kg。
7.7.4保护层开挖爆破参数设计
7.7.4.1爆破对基岩破坏深度的计算
⑴使岩石不产生裂缝的半径（深度）计算：
R抗拉=｛（1-2β2）P0R0a1/[σt]｝1/2a
R抗拉——岩石不产生裂缝的保护层厚度；
[σt]——岩石的允许抗拉强度。
⑵使岩石不被压碎的半径（深度）计算：
R抗拉=｛P0R0a2/[σt]｝1/2a
R抗拉——岩石不被压碎的保护层厚度；
根据待爆岩石实际情况，使用二号岩石乳化炸药，其中
ρw=1100kg/m3、D=5000m/s、Qw=4.18×
106J/kg。
R0/R1=2，可求得：
P0=3.2×
108N/m2，据相关资料,
岩石的[σr]=50N/mm2、[σt]=[σr]/10、μ=0.3、R0=32mm。
经计算得：
β=｛1-2μ/2（1-μ）｝1/2=0.534
a1=2-μ/1-μ=1.57
a2=2+μ/μ
R抗拉=｛（1-2β2）P0R0a1/[σt]｝1/2a=26.4cm
R抗拉=｛P0R0a2/[σt]｝1/2a=6.8cm
经计算,保护层的破坏深度为药卷直径的8.25倍,即基岩离炮孔底部深度大于8.25倍药卷直径时,由应力波产生的切向拉应力小于岩石的动态抗拉强度极限。
根据待爆岩石的地质情况，取保护层的破坏深度为药卷直径的9～10倍作为设计参考依据，即40mm的炮孔直径破坏深度为36～40cm。
7.7.4.2保护层开挖参数
炮孔直径42mm。
采用密孔、少药量、且炮孔底部加柔性垫层法施工。
预留20cm的撬挖层；
柔性垫层长度：
10～20cm，通过爆破试验确定；
单位炸药耗药量：
0.4kg/m3；
采用减弱松动爆破；
在保护层开挖前先进行爆破试验以取得爆破参数后再进行开挖。
同时严格控制钻孔深度，避免钻入建基面。
对于岩石边坡预裂爆破，施工前应先进行爆破试验以选用合理的爆破参数，爆后相邻两炮孔间岩面的不平整度要求不大于15cm，孔壁表层不产生明显的爆破裂隙，炮孔痕迹保存率控制在规范SL47-94第3.4.1条的规定范围内。
具体保护层开挖爆破参数如下：
⑵布孔方式：
梅花型倾斜布孔；
⑶最小抵抗线W：
W=0.6m；
L=1.0m；
⑸排距b：
b=0.9～1.1m；
⑹孔距a：
a=1.0～1.3m；
⑺药卷直径：
￠32mm；
⑻单孔装药量：
Q=kabL，暂取K=0.3kg/m3，则单孔装药量为：
0.50～1.00kg，根据实际情况，进行装药量调整，调整参数应遵循参数的设计原则，以保证开挖质量和安全为准。
L=0.5～0.6m;
⑽距设计建基面0.2m的岩石，用风镐或人工撬挖。
7.7.5地下洞室周边轮廓线光面爆破参数设计
据引水隧洞地质条件及岩性、技术规范要求、开挖方法、有关经验公式和以往施工经验，爆破设计按“短进尺、弱爆破、少扰动、勤观察”的原则进行，按围岩类别和建筑物抗震要求严格控制最大一段起爆药量。
采用全断面开挖，楔形掏槽，周边轮廓线光面控制爆破，毫秒雷管分段起爆。
炸药选用2#岩石乳化炸药（主爆：
φ32×
200mm×
300g，光爆药卷：
φ20×
100g）。
钻孔直径定为42mm，循环进尺根据不同围岩类别暂定为：
Ⅳ类围岩2.0m，Ⅲ类围岩2.5m，Ⅱ类围岩3.0m。
排水洞Ⅳ类围岩开挖炮孔深度2.0m（掏槽孔超深0.3m）,循环进尺2.0m。
引水隧洞Ⅲ类围岩开挖炮孔深度2.5m（掏槽孔超深0.3m）,循环进尺2.5m。
引水隧洞Ⅱ类围岩初拟开挖炮孔深度3.0m（掏槽孔超深0.5m）,循环进尺3.0m。
爆破炮孔布置及爆破孔网参数后附《排水洞开挖炮孔布置及爆破参数图》。
7.8爆破网络设计
爆破网络均采用非电毫秒微差起爆网络。
预裂炮孔先于梯段主爆炮孔起爆；
光面爆破滞后于主爆炮孔起爆。
预裂孔及光爆孔用导爆索起爆，捆绑时用竹片支撑，用3段毫秒导爆管雷管分区起爆，根据临空面确定主爆孔的第一排起爆位置。
原则是“孔内高段，孔外低段，孔内延时，孔外接力”的网络。
7.9施工工艺
1、布孔：
由专业技术人员根据本设计方案的孔网参数进行布孔。
2、钻孔：
采用手风钻按布孔位置方向、深度进行钻孔。
3、验孔：
由专业技术人员用炮杆逐孔检查孔距、孔向及孔深，若不合要求应及时修正。
4、装药：
按设计方案参数计算所得的各孔装药量计算表（另备），逐孔填装，严禁漏装、多装。
5、堵塞：
选用半干黄粘土，用炮杆逐孔捣实。
6、联网：
由专业技术人员联网，并由另两人分别复查。
7、警戒：
根据现场情况，划出警戒线（距离300米）范围，起爆时，所有无关人员均应撤至警戒线外。
各警戒点均由安全警戒人员把守。
8、起爆：
由指挥长发布起爆信号。
9、爆后检查：
由爆破员进入爆区，检查是否有安全隐患，并及时制定处理措施。
7.10安全措施
7.10.1安全施工目标
安全目标：
实现“四无”、“一控制”、“一达标”。
四无——无职工因工死亡事故、无重大交通责任事故、无重大火灾及爆破事故、无机械损伤事故；
一控制——控制职工年重伤率在0.06%；
一达标——安全生产达到国家标准。
7.10.2安全方针
坚持“安全第一，预防为主，文明施工”的安全生产方针
7.10.3安全保证措施
1、建立安全生产责任制和安全生产管理机构，确定每位工作人员的安全职责和工作内容，落实责任，把安全目标分解落实到人；
2、建立安全培训教育制度，加强对施工人员的安全教育，定期学习安全生产法律、法规和各项安全管理制度，提高职工安全意识，并加强安全生产操作技能培训，做到人人讲安全，时时讲安全；
3、制定各施工环节的具体安全操作规范，从制度上和本质安全上改善安全生产条件；
4、贯彻执行国家的有关安全生产、劳动保护的政策，严格执行《爆破安全规程》，遵守《无职工因工死亡事故、中华人民共和国民用爆破物品管理条例》的规定。
5、加强安全检查力度，建立安全检查制度和安全奖惩制度
7.10.4安全措施
1、健立健全安全管理机构，设立安全领导小组，按规定配备安全检查员，实行安全责任制；
2、施工期间，应在临时便道和施工区边缘设置防护栏和警戒标志。
3、进入施工现场的施工人员、操作人员必须接受安全教育，经考核合格，方准上岗作业。
4、进入爆破作业现场的人员严禁携带引火物、电池、易燃易爆品、带电体等物品，爆破作业现场严禁吸烟。
5、班前、班中严禁饮酒、酗酒和神志不清的人严禁进入爆破作业现场，更不准作业。
6、每班施工前，各岗位应认真检查本岗位的设备、工用具及材料等是否完好、合格，发现事故隐患，不得施工，应立即上报项目负责人，待排除故障检查后，方准施工。
7、严禁无关人员和车辆进入爆破作业区。
8、爆破作业人员在从事爆破施工过程中，应穿戴好劳动防护用品，严格遵守工艺要求和岗位安全要求。
9、严格管理施工现场的爆炸药品，严禁私拿私藏爆炸物品。
10、施工现场严禁大声喧哗、打闹，杜绝违章指挥、违章作业。
11、遇雷雨、闪电、大雾等恶劣天气时，禁止进行爆破作业，照明不足的黄昏和夜晚不准进入爆破作业。
12、每班施工完毕后，认真清理现场的爆炸物品和工用具、材料等，并对施工器具进行必要的清洁和按规定存放。
13、每次爆破应有记录，如遇盲炮等不安全因素，应由工程技术人员制定处理措施。
7、设计施工实行动态管理，根据每次爆破效果，及时调整设计参数和施工工艺，对不同的岩层，使用不同的参数和装药量。
15、爆破器材的储存：
沙坪电站临时爆破器材库购买的爆破器材，当施工需要爆破器材时，可集中一次运送当日所需爆破器材，对当日未使用完的爆破器材必须清退回爆破器材库，爆破器材库派专人看守，并对库房的爆破器材认真如实记录；
领取时必须由爆破员亲自领取，并登记后方可离库。
16、火工品的运输：
①、炸药与雷管应分别放在两个专用背包或木箱内；
禁止装在衣袋内；
②、领到爆破器材后应直接送到爆破点，禁止乱丢乱放；
③、一人一次限运送起爆器材10公斤，炸药一件。
17、装药原则及注意事项：
①、装药时，装药工必须采用不发生火花的炮棍装填爆破物品，按设计装药量装填后必须进行堵塞，保证堵孔长度和填塞质量。
装药完成后再从远离起爆端开始实施爆破警戒，警戒人员都应有口哨和小红旗，能放出声响和视觉信号。
当警戒完成后，由现场负责人发出起爆指令，起爆员起爆。
所有施工人员均应戴安全帽。
②、装药时防止药包与雷管脱离而拒爆，装入起爆药包后，严禁强力捣压起爆药包；
③、装药时密度要适中。
连续装药进不能有间断；
间隔装药时分隔药包中要放好起爆药包；
④、有水孔时，要做好药包的防水处理或采用抗水炸药。
18、盲炮处理原则及注意事项：
①、处理盲炮时，无关人员不准在场；
并在警戒区边界设置警戒岗哨，禁止闲杂人员进入；
②、禁止拉出或掏出起爆药包；
③、处理盲炮时必须按《爆破安全规程》中有关操作细节进行处理；
④、盲炮处理完毕后，收集残余爆破器材并作好记录；
⑤、盲炮应当班处理，若不便当班处理应留人值守。
7.11安全评估及防范措施
7.11.1爆破公害及安全评估详见表7-2。
表7-2爆破公害及安全评估
序号
项目
指标
设计值
直观感觉
1
飞石
m
Smax=300
不影响人、物的安全
2
噪声
dB
65～80
50米外小于鞭炮声
3
地震波
cm/s
60米外无强烈震感
4
灰尘
有风时约1.5分钟散尽，无风时约3分钟散尽
5
各工种作业管制
min
有效警戒时间
7.11.2安全防范措施
1、起爆时间：
爆破作业前，发出安全告示，通知爆破时间及有关注意事项。
根据工程进度和作业面的情况，大致确定爆破时间分为2个时段，原则上避开各工种上班高峰期，第一个时段为中午12:
00—1:
30；
第二个时段为下午6:
00—7:
（能见度允许的条件下实施）。
在施工过程中，因施工进度和安全需要，可适当的调整起爆时间。
2、人员疏散与警戒：
起爆时，警戒范围内的人员、机械均须疏散，警戒范围为距爆区300内的区域。
统一警戒和起爆信号。
确认达到起爆条件后，方可起爆。
7.11.3安全警戒方案
1、爆破前成立爆破指挥部，由指挥长负责指挥各项爆破事宜。
2、确定安全警戒范围，设立警戒点。
（距爆区300m范围为警戒区域）
3、爆破作业区域内严禁无关人员进入。
4、爆破器材必须由专人保管、发放、领取。
做好出、入库、退库记录。
5、严格按设计方案施工，严禁违章操作和擅自更改方案。
6、爆破现场严禁烟火。
7、严禁雷雨天气、大雾天实施爆破。
8、爆破时必须同时发出声响（警报或哨音）和视觉信号（小红旗），使危险区内的人员都能清楚地听到和看到。
第一次信号——预告信号，所有与爆破无关人员应立即撤离到危险区以外，或撤至指定的安全地点，在危险区入口处应设立岗哨。
第二次信号——起爆信号，确认人员和设备安全撤离危险区，具备安全起爆条件时，方准发出起爆信号。
根据起爆信号，准许起爆。
第三次信号——解除警戒信号。
经检查人员检查，确认安全后，方准发出解除警戒信号，在未发出解除警戒信号之前，负责警戒的人员应守岗位，除爆破指挥长批准的检查人员外，不准任何人进入危险区内。
9、起爆：
指挥长检查起爆前的各项工作，并确定符合要求后
升级会员 