光面爆破施工方案.docx
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光面爆破施工方案
重庆市南川金佛山水利工程
总干渠及南极干渠隧洞
光面爆破施工方案
重庆市水利电力建设有限公司
重庆市南川金佛山水利工程总干渠及南极干渠渠道工程项目部
二○一七年一月
一、工程概况
冉家湾隧洞、牛角尖隧洞、堡山隧洞、塔坡隧洞等4座隧洞属重庆市南川金佛山水利工程总干渠及南极干渠的一部分，除冉家湾隧洞位于总干渠段外，其余3座均位于南极干渠段，隧洞总长8623.9m，其中冉家湾隧洞1524m、牛角尖隧洞2060m、堡山隧洞399m、塔坡隧洞4640.9m（未计施工支洞386m）。
4座隧洞均采取光面爆破，洞身爆破开挖总量约56300立方米。
二、概述
工程区处于四川盆地东南缘与云贵高原的过渡地带，区内群峰起伏、沟壑纵横，地质属川东南陷褶束。
隧洞沿线所穿越的地形地貌主要为高山区喀斯特地质地貌，植被发育茂盛，灌木丛林密集，根据设计文件及相关资料显示，隧洞洞室埋深较深，埋深多在36～286m之间。
隧洞开挖中可能遇喀斯特岩溶地层，岩层走向、倾向,倾角不规则，岩石微裂纹比较多,并伴有流线状地下水从层分界线渗出，光面操破施工中爆生裂缝可能沿岩体原生裂隙发展。
（一）冉家湾隧洞
隧洞轴线与岩层走向交角由大变小，到隧洞出口段近似平行。
隧洞通过地段山体雄厚,洞顶埋深一般20.0～286.0m。
隧洞穿越地层依次为O1t、O1h、O1m、O2+3四组地层，岩性为灰岩、白云岩、页岩等，隧洞通过区无大的断层切割，地表裂隙不发育，岩层产状298～335∠15～61°。
（二）牛角尖隧洞
隧洞轴线与岩层走向交角由大变小，到隧洞出口段近似平行。
隧洞通过地段山体雄厚,洞顶埋深一般20.0～286.0m。
隧洞穿越地层依次为O1t、O1h、O1m、O2+3四组地层，岩性为灰岩、白云岩、页岩等，隧洞通过区无大的断层切割，地表裂隙不发育，岩层产状298～335∠15～61°。
洞身段洞室埋深较大，成洞条件好，不同地层岩性围岩类别有较大差别。
其中南极2+991.94～3+437.58段岩性为奥陶系下统桐梓组（O1t）灰岩、白云岩夹页岩，围岩类别以Ⅱ类为主，进口20m为Ⅲ类；南极3+437.58～3+681.40段为奥陶系下统红花园组（O1h）灰岩，围岩类别为Ⅱ类；南极3+681.40～4+946.94段为奥陶系下统湄潭组（O1m）页岩夹粉砂岩、灰岩，围岩类别以Ⅳ类为主，部分Ⅲ类；南极4+946.94～4+996.94段为奥陶系中上统（O2+3）灰岩、瘤状灰岩夹薄层页岩，围岩类别以Ⅱ类为主，出口20米段受风化卸荷影响为Ⅲ类围岩。
（三）堡山隧洞
隧洞轴线与岩层走向呈小角度相交，隧洞通过地段山体较雄厚，洞顶埋深一般20.0～130.0m。
隧洞穿越地层岩性为志留系下统小河坝组（S1x）粉砂岩夹泥质条带灰岩，隧洞通过区无大的断层切割，地表裂隙不发育，岩层产状284∠75°。
（四）塔坡隧洞
隧洞轴线与岩层走向呈小角度相交，隧洞通过地段山体雄厚,洞顶埋深一般20.0～328.0m。
隧洞穿越地层依次为志留系下统龙马溪组（S1L）和小河坝组（S1x），岩性为页岩、泥质灰岩、粉砂岩等，隧洞通过区无大的断层切割，地表裂隙不发育，岩层产状330～334∠26～33°。
洞身段洞室埋深较大，成洞条件好，不同地层岩性围岩类别有较大差别。
其中南极11+960.15～12+940.58段岩性为志留系下统龙马溪组（S1L）页岩，围岩类别以Ⅳ类为主，进口20m为Ⅴ类；南极12+940.58～13+805.15段为志留系下统小河坝组（S1x）粉砂岩夹泥质条带灰岩，围岩类别以Ⅲ类为主，泥灰岩为Ⅱ类，隧洞出口25m为Ⅳ类。
三、光面爆破参数选择，炮孔装药量计算及钻孔设计
1、本工程4座隧洞均采用全断面法一次性开挖，采用YT-28风钻钻孔进行全断面开挖,爆破后洞内采用耙渣机及三轮车装载机配合装渣、出渣，每个洞口外高压风站配备一台10-20立方米空压机,高压水池修建在洞外高于工作面30米高度范围以保障作业面水压力，如后期欠压，采取安装加压泵加压，满足生产要求。
2、由于隧洞围岩类别不同，开挖时根据设计图纸确定开挖进尺,根据相关规定采用短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、勤测量办法进行施工。
3、炮眼直径采用42mm钻头钻孔，药卷采用直径32mm的乳化炸药。
4、炮眼布置
（1）冉家湾隧洞
隧洞Ⅲ、Ⅳ类围岩开挖炮眼布置图
隧洞Ⅴ类、进出口围岩开挖炮眼布置图
（2）牛角尖湾隧洞
隧洞Ⅱ、Ⅲ类围岩开挖炮眼布置图
隧洞Ⅳ、Ⅴ类围岩开挖炮眼布置图
隧洞进出口围岩开挖炮眼布置图
（3）堡山隧洞
隧洞Ⅲ、Ⅳ类围岩开挖炮眼布置图
隧洞进出口围岩开挖炮眼布置图
（4）塔坡隧洞
隧洞Ⅱ、Ⅲ类围岩开挖炮眼布置图
隧洞Ⅳ、Ⅴ类围岩开挖炮眼布置图
隧洞进出口围岩开挖炮眼布置图
5、隧洞爆破施工
（1）爆破施工原则
①根据不同的出岩状况、振动控制条件、爆破成孔试验拟定爆破参数并依据实际施工需要进行调整。
②爆破尽量选用低爆速炸药,用非电基秒雷管分段起爆。
③当同一部位、同一种并挖眼用药量超过最大允许用药量时，则必须采用分段爆破的方法来减少对周边围岩的振动影响。
（2）爆破施工需遵循的内容
①炸药及雷管
根据光面爆破试验及理论,炸药爆速对爆破成点振动速度有直接的影响,爆速越高，爆破产生的震动越大,为减少对围岩的扰动,结合地质条件特点,选用爆速低的炸药，采用φ25mm和φ32mn的乳化炸药两种药卷。
为更好地实现微差爆破,施工中应使用国产的II型系列非电毫秒雷管。
②非电微差起爆网络
爆破震动与同段齐爆的炸药用量有极其密切的关系,采用非电微差起爆技术,不但可以有效控制单段雷管的起爆药量,又能有效地控制每段雷管的起爆时间，使爆破震动波不形成叠加,既能保证岩石破碎达到理想的效果,又能消除爆破震动的有害效应。
在掏槽眼、掘进眼、底板眼或周围边眼中,起爆药量较大的段別的雷管,间隔时差设计为200ms,即跳段设置。
这样可以使爆破速度降低30%,达到更好的爆破效果。
③孔径及孔深进尺
本工程以中深孔松动爆破作为爆破参数设计依据，爆破作业指数n＜0.75，孔径36-40mm，孔深1.8m-3.3m。
掏槽形式
掏槽眼爆破是爆破中关键问题，它的布置直接关系到爆破的效果，采用楔形掏槽。
）布孔间距
隧洞Ⅱ、Ⅲ类围岩开挖周边孔孔距为40cm，掏槽孔孔距为50cm，隧洞Ⅳ、Ⅴ类围岩开挖周边孔孔距为35cm，掏槽孔孔距为55cm。
（地质情况若发生变化，根据现场实际情况布孔间距可适当进行调整）
）装药结构设计
为更好地达到光面爆破效果，周边眼采用间隔装药结构，药卷用小直径药卷，其余炮眼采用直径φ32cm标准药卷连续装药。
）每循环用药量、炮眼数目及光面爆破参数采用以往光面爆破施工经验及成果，以下为全断面爆破参数，施工按不同断面参照执行：
a.装药用量
Q=q×s×L
式中：
q—爆破1m3岩石炸药用量（kg/m3）,本隧洞以Ⅱ类围岩为主，岩性为灰岩、白云岩夹页岩，光面爆破施工时通过以上情况岩石级别按Ⅸ级设计，隧洞石方开挖中每m3耗药量为1.75kg。
q=1.75kg/m3
S—断面积（m2）
L—眼深（m）
①Ⅱ、Ⅲ类：
Q=1.75×3.4×2.2=13.09kg，取14kg。
②Ⅳ、Ⅴ类：
Q=1.75×5.8×2.2=22.33kg，取23kg。
b.炮眼数量
N=α1、α2—由于岩石可爆程度确定的系数，α1、α2分别取：
29、2.4。
c.周边眼參数
qp=W×Lp×a×q×（0.6～1.2）
式中:
qp—周边孔平均装药量（kg）
W—周边孔最小抵抗线（m）取0.7
a—周边孔孔距（m）取0.35
Lp—周边孔孔深（m）2.2
q—单位耗药量kg/m3,0.6～1.0kg,取0,8
周边孔平均装药量:
qp=0.7×2.2×0.35×0.8×0.8=0.34,根据光爆实验取0.35kg。
装药集中度：
qp/L=0.16kg/m
d,掏槽眼参数
掏槽孔的炸药量按下式计算:
掏槽眼按80%有效装药长度计算
q=2.5×80%/0.2×0.2=2kg取2kg
式中:
q一掏槽孔的炸药用量,kg/孔
e.辅助孔的平均炸药用量按下式计算:
qn=0.4×2.2=0.88kg,根指光爆试验取0.8kg。
辅助孔（位于掏槽孔与周边孔及底板孔之间）的炮孔间距40cm。
（3）炮眼布置及爆破参数（以下为Ⅱ、Ⅲ类围岩断面型式炮眼布置及爆破参数，其他围岩断面参照布置）。
爆破参数表
（一）冉家湾隧洞
起爆顺序
炮孔名称
数量（个）
孔深（m）
密度（kg/m）
段别
药量（kg）
合计（kg）
1
掏槽孔
5
2.2
0.9
1、3
1.5
7.5
2
辅助孔
9
2.0
0.55
4
0.85
7.65
3
周边孔
21
2.0
0.2
2
0.3
6.3
4
底板孔
9
2.0
0.53
5
0.8
7.2
总计
28
28.65
（二）牛角尖隧洞
起爆顺序
炮孔名称
数量（个）
孔深（m）
密度（kg/m）
段别
药量（kg）
合计（kg）
1
掏槽孔
5
2.2
0.9
1、3
1.5
7.5
2
辅助孔
5
2.0
0.55
4
0.85
4.25
3
周边孔
15
2.0
0.2
2
0.3
4.5
4
底板孔
3
2.0
0.53
5
0.8
2.4
总计
28
18.65
（三）堡山隧洞
起爆顺序
炮孔名称
数量（个）
孔深（m）
密度（kg/m）
段别
药量（kg）
合计（kg）
1
掏槽孔
5
2.2
0.9
1、3
1.5
7.5
2
辅助孔
5
2.0
0.55
4
0.85
4.25
3
周边孔
17
2.0
0.2
2
0.3
5.1
4
底板孔
4
2.0
0.53
5
0.8
3.2
总计
21
20.05
（四）塔坡隧洞
起爆顺序
炮孔名称
数量（个）
孔深（m）
密度（kg/m）
段别
药量（kg）
合计（kg）
1
掏槽孔
5
2.2
0.9
1、3
1.5
7.5
2
辅助孔
7
2.0
0.55
4
0.85
5.95
3
周边孔
18
2.0
0.2
2
0.3
5.4
4
底板孔
4
2.0
0.53
5
0.8
3.2
总计
34
22.05
说明：
参照表中所选定参数实施光面爆破施工，在实际施工中可根据实际工程地质情况及岩石强度对参数进行调整。
（4）爆破作业技术要求
①钻爆作业必须按照本光面爆破方案及爆破规程进行钻眼、装药、接线和引爆。
②钻眼前绘出开挖断面中线、腰线、水平和断面轮廓，并根据爆破设计标出炮眼位置,经检査符合要求后方可钻眼。
③钻眼符合下列要求:
a,掏槽眼:
深度、角度按设计施工,眼口排距、行距、眼底误差不大于5cm。
b.辅助眼：
深度、角度按设计施工,眼口排距、行距误差不大子10cm
c.周边眼:
开眼位置在设计断面轮廓线上,其误差不大于5cm；炮眼方向应控制斜率外插角度在3-5度内,做到“准、齐、平、直”,眼底不超过开挖断面轮廓线5cm,最大不超过lOcmm。
d.内圈炮眼至周边眼的排距误差不大于5cm。
e.钻眼完毕,按炮眼布置图进行检査并作好记录,有不符合要求的炮眼要重钻,经检査合格后才可装药起爆。
f.装药前将炮眼内泥浆、石粉吹洗干净。
所有装药的炮眼堵塞炮泥,周边眼堵塞长度不小于20cm。
g.进行爆破时，人员应撤至受爆破影响范围之外,一般距爆破工作面的距离应不少子200m。
爆破期间,除引爆电路外,所有动力及照明电路均应断开或改移到距爆破点不小手50m的地点。
满足爆破设计规范要求后才能起爆。
（5）光面爆破技术措施
①使用低爆速、低猛度、低密度、传爆性能好、爆炸威力大的炸药。
②采用不偶合装药结构：
光面爆破的不偶合系数最好大于2，但药卷直径不应小于炸药的临界直径，以保证稳定传爆。
当采用间隔装药时，相邻炮眼所用的药卷位置应错开，以充分利用炸药性能。
③严格掌握与周边眼相邻的内圈眼的爆破效果，为周边眼创造临空面。
周边眼应尽量做到同时起爆。
严格控制装药集中度，必要时可采取间隔装药结构。
为克服眼底岩石的夹制作用，通常在眼底需要加强装药。
6、开挖施工循环时问
（l）循环时间
见循环作业时间下表。
每日3循环,单循环进尺2.0m；循环作业时间480min；则单向月进尺180米,能满足施工进度计划要求。
循环时间安排表
序号
作业项目
需用时间（min）
备注
1
班前准备、交接班
20
2
钻机就位
10
3
机械及人工找顶
20
4
测量,布眼
30
5
钻眼
120
6
装药、连线
20
7
机械人员撤离、爆破
30
8
通风、排烟
30
9
找顶、支护
50
出渣
150
合计
480
四、不利因素及采取的措施
1、因岩层走向倾向、倾角不规则,爆生裂缝沿岩体原生裂隙发展,易造成超挖,作业时尽量采用短进尺，弱爆破，减少爆破振动波烈度，必要时使用导爆素（传爆线）来实现空间隔装药；增加毫秒微差起爆层次,使爆破的隧洞轮廓线光面爆破具有良好的临空面。
2、本工程4座隧洞不同地层岩性围岩类别有较大差别，根据光面爆破试验经验，在爆破后能得到较好的爆破效果，但在爆破完成后的排险过程中，遇到地质较差区域，拱顶及边墙受到渗水影响，可能会松散，容易垮落及局部超挖现象，将会较大地影响光爆效果。
为此，施工中应严格控制周边眼装药量，药量沿眼长均匀分布使用导爆索（传爆线）来实现空间隔装药，增加毫秒微差起爆层次，使爆破隧洞轮廊线光面爆破具有良好的临空面，控制边孔直径小于等于50mm，边孔间距小于400mm，边孔与隧洞轴线平行，爆破排危后及时喷射混凝土封闭岩面。
五、爆破安全措施
1、爆破物资的购买和运输
委托承担本工程爆破作业的爆破公司负责所需爆破物资的购买和运输，在购买和运输过程中必须做到：
（1）首先向当地公安机关申报爆破方案，完善爆破手续方可到公安机关指定的爆炸物质销售单位购买；
（2）爆破物质购买前先行提供购买计划，经公安机关审批后按量购买；
（3）运载炸药的车辆必须符合国家运输规则的安全要求，要有经公安机关培训合格的押运员随车，在公路上运输爆破器材时，车辆必须限速行使，车速不超过10Km/h，经过城镇，必须事先通知当地公安机关，按公安机关指定的路线和时间通行；
（4）运输爆破器材应包装牢固、严密、性质相抵触的不能同车运输，炸药雷管需分车运输；
（5）人工运输爆破器材时，每人每次运送量不超过规定数量标准。
2、爆破器材的储存
不修建爆破器材库，采取即送即用的方式，凡运送到爆破作业的炸材用专用存储箱临时存放，在爆破员、安全员的管理下进行使用。
3、爆破器材的使用
（1）严格按批准的爆破设计方案施工。
（2）严格执行爆破器当天领退制，每天按需要药量购买，未用完
的炸材必须当天退库，并填写领用卡，建立日消耗台帐。
（3）装药前应对炮孔进行检查，排除孔内积水，装药时应使用木质炮棍，严格使用铁器装药。
（4）禁止在雷雨天进行露天爆破施工，雷雨季节露天宜采用非电起爆法，可选取导爆管起爆。
（5）使用电力起爆，起爆雷管数量应小于起爆器允许起爆力，雷管数量较大时，应进行爆破网络验算，确保安全起爆。
（6）装药时严禁将雷管脚线拽得过紧，应保证堵塞质量，堵塞用材料宜选用粘土，用木棍捣实，确保堵塞长度及密实度。
（7）爆破网络联线完成后，留下爆破主线与起爆器不连接，待初次爆破警戒信号发出后再连接。
（8）严格执行爆破三信号制，爆破前必须同时发出视觉及音响信号，使危险区的人员都能清楚听到或看到，三信号制：
第一次信号——预告信号，撤出所有与爆破无关人员至安全警戒线外；第二次信号——起爆信号，确认人员、设备全部撤至安全区，具备起爆条件，发出信号，起爆；第三次信号——解除警戒信号，由专业检查员安全检查后，确定人员无安全隐患，方准发出信号解除警戒。
（9）爆后安全检查员确认无盲炮的情况下，地面爆破应从最后一响算起5分钟后作业人员方可进入爆破地点，若不能确定有无盲炮，应经15分钟后进入爆区检查；洞内爆破必须爆破15分钟后并确认炮烟基本排尽后方可进入。
（10）爆破时若遇盲炮，应立即报告并及时处理，电力起爆时应立即切断电源，并遵循以下处理原则：
①撤除无关人员，设立警戒线，危险区禁止其他人员作业；
②检查爆破网路，确认网路完好，可重新起爆；
③用木制或竹制材料轻轻将炮眼内的大部分堵塞物掏出，用聚能药包诱爆；
④平行于原炮孔30cm打眼装药起爆，在采用药壶浅眼爆破时，平行装药眼距离不小于50cm；
⑤确难引爆且炸药为非抗水硝胺类炸药，取出部分填充物，向孔内灌水使炸药失效。
⑥盲炮必须在当班处理，当班未处理完毕，需有专人负责向下班移交，并协同处理。
⑦洞内出现盲炮时只能按②及④条处置。
4、剩余爆破器材的处理所有爆破施工结束后，若有剩余爆破器材，
应及时退回指定的爆破物质公司，严禁私自转卖和销毁爆破器材。
六、爆破资质
为满足现场施工及爆破安全的要求，我部委托重庆超群致远实业有限公司进行现场爆破施工。
相关资质证件见附件。
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