赣龙铁路爆破方案.docx
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赣龙铁路爆破方案
目录
1．工程概况1
1.1工程简介1
1.2地形地貌2
1.3技术要求3
2．爆破方案选择3
2.1爆破方案的选择应遵循以下原则：
3
2.2爆破方案设计依据4
2.3爆破方案确定4
3．三台阶爆破参数选择与设计4
3.1主要钻眼设备选择4
3.2爆破器材选取4
3.3爆破参数设计4
3.4爆破参数设计与选取5
3.5炮眼眼网参数和装药量9
3.5.1循环进尺为0.6m时10
3.5.2循环进尺为0.8m时11
3.5.3循环进尺为1.2m时13
3.6装药结构14
4.全断面光面爆破15
4.1施工时主要注意事项15
4.2周边眼参数的选用应遵守下列原则16
4.3爆破开挖一次进尺应根据围岩条件确定16
4.4炮眼布置应符合下列要求16
4.5掏槽17
5.涉爆人员的组织的分工17
6．起爆网路18
7．施工方法18
8．隧道工程组织机构工作19
9．爆破危害效应评估19
9.1爆破震动波对既有线路影响的安全距离19
9.2爆破冲击波影响范围20
9.3飞石安全距离21
9.4爆破地震速度演算21
9.5最大装药量演算22
10．安全技术与防护措施22
大田隧道爆破方案
1．工程概况
1.1工程简介
大田隧道起迄里程：
DK180+766～DK183+249，全长2483m，为双线隧道，位于R-7000m的圆曲线和缓和曲线上。
按行车速度200Km/h双线隧道设计。
洞内结构采用有碴轨道、碎石道床，轨道结构高度为766mm。
洞身位于为2.74‰和3.3‰坡度上,DK182+485～DK182+575段设置圆曲线型竖曲线,竖曲线半径15000米。
隧道进、出口均采用1:
1.25斜切式洞门，全长2483ｍ，其中洞门都为17米，正洞2449m。
隧道Ⅱ级围岩段332米，占13.7%，Ⅲ级围岩段1073m，占43%；，Ⅳ级围岩段295m，占11.8%，Ⅴ级围岩段长783m，占31.5%。
隧道正洞围岩分级、开挖情况见表1.1-1。
开挖总方量为318466立方，喷射砼15393立方，模筑砼圬工总量为57567立方。
表1.1-1围岩分级、开挖情况一览表
序号
起迄里程
长度（m）
围岩
级别
辅助施工措施
施工方法
1
DK180＋766～+783
17
Ⅴ
明挖法
2
DK180＋783～+813
30
Ⅴ
φ108洞口长管棚,
I20a型钢初期支护
四步CD法
3
DK180＋813～+870
57
Ⅴ
Ⅲ型超前小导管（φ50，壁厚50mm长5米
三台阶临时仰拱法
4
DK180+870～DK181+100
230
Ⅴ
超前小导管
短台阶预留核心土法
5
DK181+100～+150
50
Ⅳ
超前锚杆
三台阶法
6
DK181+150～+397
247
Ⅴ
超前小导管
短台阶预留核心土法
7
DK181+397～+420
23
Ⅳ
超前锚杆
三台阶法
8
DK181+420～+550
130
Ⅴ
超前小导管
短台阶预留核心土法
9
DK181+550～+615
65
Ⅳ
超前锚杆
三台阶法
10
DK181+615～+980
365
III
台阶法
11
DK181+980～DK182+040
60
Ⅳ
超前锚杆
三台阶法
12
DK182+040～+100
60
III
台阶法
13
DK182+100～+250
150
II
全断面法
14
DK182+250～+425
175
III
台阶法
15
DK182+425～+607
182
II
全断面法
16
DK182+607～+700
93
III
台阶法
17
DK182+700～+760
60
Ⅳ
超前锚杆
三台阶法
18
DK182+760～DK183+140
380
III
台阶法
20
DK183+140～+177
37
Ⅳ
超前小导管
三台阶法
21
DK183+177～+212
35
Ⅴ
超前小导管
三台阶临时仰拱法
22
DK183+212～+232
20
Ⅴ
φ108洞口长管棚,
I20a型钢初期支护
四步CD法
23
DK183+232～+249
17
Ⅴ
明挖法
隧道岩石爆破采用光面爆破，尽量减少对围岩的扰动，控制围岩变形。
破碎岩石隧道、水平层岩石隧道，每个循环进尺不宜过大，并严格控制光面爆破参数，优化施工工艺。
隧道爆破开挖断面形状见附图所示。
1.2地形地貌
隧道进口段，洞身围岩上部为侏罗系J2紫红色～灰黄色的泥质砂岩，全风化～弱风化，下部为灰色泥质砂岩与粉砂岩互层，强风化。
围岩极碎，有偏压现象，地下水较发育。
隧道出口段洞身围岩为J2紫红褐色泥质砂岩，全～强风化，局部为灰色粉砂岩，强～弱风化，节理裂缝极发育。
地下水交发育，围岩极碎～破碎。
Ⅲ级围岩主要J2长石石英砂岩，青灰色、灰白色，弱风化，中厚层状构造，岩体较完整，节理裂缝不发育～较发育，地下水不发育，局部节理面有少量地下水渗出。
Ⅳ级围岩为J2长石石英砂岩，局部夹长石石英砂岩，青灰色，弱风化，节理裂缝发育～较发育，地下水较发育，岩体破碎～较破碎。
Ⅴ级围岩主要为侏罗系J2灰色泥质与粉砂岩互层，强风化，局部见紫灰色的泥质砂岩，下部为粉砂岩，局部夹长石石英砂岩，地下水较发育，围岩破碎。
该地表水为冲沟中流水，地下水为孔隙潜水或基岩裂隙水。
该段地下水具有酸性侵蚀H1级、CO2侵蚀H1级。
据推测在DK181+515～DK181+500为断层破碎带，预测隧道正常涌水量为501m3/d。
施工时加强支护，防止坍塌。
1.3技术要求
（1）要求眼壁规整；
（2）无爆破引起的工程地质灾害隐患；
（3）确保技术方案实施过程的安全合理性；
（4）爆破后不得出现严重超挖和欠挖现象，符合设计要求；
（5）避免出现早爆和迟爆现象，避免出现哑炮，确保施工安全；
（6）爆破不能影响人员、设备和民房的安全；
（7）所有爆破作业必须在规定的工期内完成。
2．爆破方案选择
2.1爆破方案的选择应遵循以下原则：
（1）爆破方案应满足施工过程安全可靠，易于在全线推广实施；
（2）爆破方案应能完全保证爆破施工质量要求和支护之前围岩的安全稳定，爆破效果最佳；
（3）爆破方案应满足工期对爆破工作的进度要求；
（4）爆破有害效应易于控制，以确保周围被保护对象的安全。
2.2爆破方案设计依据
（1）《大田隧道隧道设计图》；
（2）中华人民共和国爆破安全规程（GB6722-2003）；
（3）公安部《爆破作业人员安全技术考核标准》。
2.3爆破方案确定
为了提高隧道围岩的安全稳定与质量要求，同时结合铁路隧道施工特点，结合施工图，施工中主要采用台阶法、全断面法开挖，非电微差爆破，周边眼采用浅眼光面爆破技术。
3．三台阶爆破参数选择与设计
3.1主要钻眼设备选择
三台阶爆破循环进尺分别取0.6m、0.8m、1.2m进行设计，实际施工过程中的进尺主要根据掘进过程中围岩级别和设计参数来掌握。
选用的工程凿岩穿眼工具主要采用手持式风钻YT28，压缩空气提供动力，钻头直径42mm。
3.2爆破器材选取
采用安全性较高非电塑料导爆管雷管作为起爆材料。
炸药主要选用2号岩石炸药（φ32mm），如遇到有水的地段采用2号乳化炸药（φ32mm）。
雷管分为1～19段别，根据现场跳段使用。
周边眼采用光爆技术，采用非电雷管引爆炮眼。
最后采用一把抓的方式选用电雷管引爆导爆管雷管。
3.3爆破参数设计
（1）设计原则
（1）降低爆破地震、噪声、冲击波和飞石等有害效应，减少对非开挖区（围岩）的介质扰动；
（2）在满足爆破效果的前提下，尽可能降低炸药单耗，提高单位循环进尺，以获取得最佳经济效益。
（2）三台阶七步爆破开挖步骤
爆破开挖步骤如图1所示，为防止上台阶掌子面坍塌，上台阶采用预留核心土的方法，整个断面开挖采用三台阶左右交错法开挖。
台阶高度分别为380cm，300cm，334.36cm，仰拱高147.31cm。
图1开挖步骤示意图
3.4爆破参数设计与选取
（1）眼径：
由所使用钻机的钻头直径决定d=42mm；
（2）炮眼深度：
炮眼深度受开挖面大小的影响，炮眼过深，周边岩石的夹制作用较大，故炮眼深度不宜过大，在保证围岩稳定前提下尽可能加大循环进尺。
根据循环进尺的设计要求，炮眼深度如下：
①循环进尺为0.6m时，炮眼深度为0.7m
②循环进尺为0.8m时，炮眼深度为1m
③循环进尺为1.2m时，炮眼深度为1.5m
（3）七步开挖施工爆破设计及炮眼眼网参数（图3）
第一步：
上台阶施工
由于上台阶需要保留核心土（图2），第一步开挖的断面形状比较复杂，且没有自由面，在断面底部采用三对炮眼进行楔形掏槽。
掘进眼参数眼距在70~80cm左右，排距在70cm左右（具体参见图3）。
底眼对爆破的要求不高，采用普通爆破技术。
周边眼要求较高，采用光面爆破技术。
眼网参数：
掏槽眼：
眼距100cm；排距45cm左右。
掘进眼：
眼距在70~80cm左右；排距在70cm左右
底眼：
眼距在70cm左右；
周边眼：
眼距40cm左右。
第二步：
核心土开挖
由于核心土上方和侧面的围岩已经开挖，形成了很好的自由面。
采用抬炮进行爆破施工，可以适当增加炮眼间距和排距。
眼网参数：
第一排排距120cm，眼距117cm左右，布置4个炮眼；
第二排排距110cm，眼距105cm左右，布置6个炮眼，
第三步：
中台阶左开挖
中台阶上方的上台阶已经开挖，形成了两个自由面，与核心土部分开挖比较，围岩的夹制力增加，同时为减少爆破对开挖轮廓的破坏，提高围岩的稳固性，周边眼采用光爆技术。
眼网参数：
第一排排距80cm，眼距86cm左右，布置7个炮眼；
第二排排距80cm，眼距78cm左右，布置8个炮眼；
第三排排距70cm，眼距79cm左右，布置8个炮眼；
第四排排距70cm，眼距78.5cm左右，布置8个炮眼；
周边眼眼距44cm左右，布置7个炮眼。
第四步：
中台阶右开挖
由于中台阶左部分已经开挖，中台阶的右部分爆破条件比左边得到改善，可以充分利用这一条件，适当加大眼距。
周边眼采用光爆技术保证周边轮廓的光滑平整。
眼网参数：
第一排排距80cm，眼距100cm左右，布置5个炮眼；
第二排排距80cm，眼距88.5cm左右，布置6个炮眼；
第三排排距70cm，眼距89.5cm左右，布置6个炮眼；
第四排排距70cm，眼距89cm左右，布置6个炮眼；
周边眼眼距44cm左右，布置7个炮眼。
第五步：
下台阶左开挖
下台阶左部分开挖同中台阶左部分开挖技术雷同，技术要求一致。
眼网参数：
第一排排距90cm，眼距78cm左右，布置8个炮眼；
第二排排距90cm，眼距77cm左右，布置8个炮眼；
第三排排距80cm，眼距77cm左右，布置8个炮眼；
第四排排距78.86cm，眼距76cm左右，布置8个炮眼；
周边眼眼距42cm左右，布置8个炮眼。
第六步：
下台阶右开挖
下台阶右部分开挖同中台阶右部分开挖技术雷同，技术要求一致。
眼网参数：
第一排排距90cm，眼距89cm左右，布置6个炮眼；
第二排排距90cm，眼距88.5cm左右，布置6个炮眼；
第三排排距80cm，眼距89.5cm左右，布置6个炮眼；
第四排排距78.86cm，眼距89cm左右，布置6个炮眼；
周边眼眼距42cm左右，布置8个炮眼。
第七步：
仰拱开挖
考虑施工和钻孔方便，仰拱采用向下钻垂直孔的方法进行爆破开挖。
炮眼的眼深根据仰拱的轮廓进行调整（具体参见图3）。
进尺为0.6m和0.8m时布置一排眼，进尺为1.2时布置两排眼。
为提高爆破效果，起爆顺序采用楔形起爆（参见图3）。
眼网参数：
眼距：
100cm左右。
排距：
布置两排时，排距60cm左右。
炮眼布置参数及起爆顺序参见图3。
图3三台阶炮眼布置及起爆顺序示意图
（4）炸药单耗q
通过查表及相关工程数据，
炮眼深度为0.7m时取q为0.7Kg/m3。
炮眼深度为1m时取q为0.7Kg/m3。
炮眼深度为1.5m时取q为0.75Kg/m3。
3.5炮眼眼网参数和装药量
3.5.1循环进尺为0.6m时
设炮眼眼深为0.7m，炮眼利用率为0.86,
理论总装药量为：
（1）Q=qV==qSLη＝0.7×120×0.7×0.86＝50.56kg
其中：
S约为120m2。
理论炮眼数目N为：
（2）N＝Q/Q0＝50.56/0.2=252个
实际施工过程中考虑操作和管理方便，掘进眼和周边眼装都装1.5条药，掏槽眼多装1条药。
不同之处是周边眼采用隔眼装药，两个装药眼之间的那个炮眼起定向作用。
仰拱装药参见表1。
实际炮眼数242个，实际装药50.325kg。
实际炮眼数及火工品消耗量如表1所示，与理论计算值吻合较好。
表1三台阶法分段施爆装药量及火工品消耗统计表（L=0.7m）
开挖方法
起爆顺序
雷管类别
单眼装药量（kg）
每段眼数
单段最大药量（kg）
备注
上
台
阶
掏槽眼
1段
0.375
6
2.25
加深15cm
掘进眼
3段
0.225
22
4.95
底眼
5段
0.225
16
3.6
周边眼
7段
0.225
37
4.275
隔眼装药
合计
81
15.075
核
心
土
掘进眼
1段
0.225
4
0.9
掘进眼
3段
0.225
6
1.35
合计
10
2.25
中
台
阶
左
掘进眼
1段
0.225
7
1.575
掘进眼
3段
0.225
8
1.8
掘进眼
5段
0.225
8
1.8
掘进眼
7段
0.225
8
1.8
周边眼
9段
0.225
7
0.9
隔眼装药
合计
38
7.875
中
台
阶
右
掘进眼
1段
0.225
5
1.125
掘进眼
3段
0.225
6
1.35
掘进眼
5段
0.225
6
1.35
掘进眼
7段
0.225
6
1.35
周边眼
9段
0.225
7
0.9
隔眼装药
合计
30
6.075
下
台
阶
左
掘进眼
1段
0.225
8
1.8
掘进眼
3段
0.225
8
1.8
掘进眼
5段
0.225
8
1.8
掘进眼
7段
0.225
8
1.8
周边眼
9段
0.225
8
1.125
隔眼装药
合计
40
8.325
下
台
阶
右
掘进眼
1段
0.225
6
1.35
掘进眼
3段
0.225
6
1.35
掘进眼
5段
0.225
6
1.35
掘进眼
7段
0.225
6
1.35
周边眼
9段
0.225
8
1.125
隔眼装药
合计
32
6.525
仰
拱
掘进眼
1段
0.75
1
0.75
掘进眼
3段
0.6
2
1.2
掘进眼
5-1段
0.45
2
0.9
掘进眼
5-2段
0.3
2
0.6
掘进眼
7-1段
0.225
2
0.45
掘进眼
7-2段
0.15
2
0.3
合计
11
4.2
3.5.2循环进尺为0.8m时
设炮眼眼深为1m，炮眼利用率为0.8,
理论总装药量为：
（1）Q=qV==qSLη＝0.7×120×1×0.8＝67.2kg
其中：
S约为120m2。
理论炮眼数目N为：
（2）N＝Q/Q0＝67.2/0.3=224个
实际施工过程中考虑操作和管理方便，掘进眼和周边眼装都装2条药，掏槽眼多装1条药，不同之处是周边眼采用隔眼装药，两个装药眼之间的炮眼起定向作用。
仰拱装药参见表2。
实际炮眼数242个，实际装药65.4kg。
实际炮眼数及火工品消耗量如表2所示，与理论计算值比较炮眼数略多于理论值，装药量吻合较好。
表2三台阶法分段施爆装药量及火工品消耗统计表（L=1m）
开挖方法
起爆顺序
雷管类别
单眼装药量（kg）
每段眼数
单段最大药量（kg）
备注
上
台
阶
掏槽眼
1段
0.45
6
2.7
加深15cm
掘进眼
3段
0.3
22
6.6
底眼
5段
0.3
16
4.8
周边眼
7段
0.3
37
5.7
隔眼装药
合计
81
19.8
核
心
土
掘进眼
1段
0.3
4
1.2
掘进眼
3段
0.3
6
1.8
合计
10
3
中
台
阶
左
掘进眼
1段
0.3
7
2.1
掘进眼
3段
0.3
8
2.4
掘进眼
5段
0.3
8
2.4
掘进眼
7段
0.3
8
2.4
周边眼
9段
0.3
7
1.2
隔眼装药
合计
38
10.5
中
台
阶
右
掘进眼
1段
0.3
5
1.5
掘进眼
3段
0.3
6
1.8
掘进眼
5段
0.3
6
1.8
掘进眼
7段
0.3
6
1.8
周边眼
9段
0.3
7
1.2
隔眼装药
合计
30
8.1
下
台
阶
左
掘进眼
1段
0.3
8
2.4
掘进眼
3段
0.3
8
2.4
掘进眼
5段
0.3
8
2.4
掘进眼
7段
0.3
8
2.4
周边眼
9段
0.3
8
1.5
隔眼装药
合计
40
11.1
下
台
阶
右
掘进眼
1段
0.3
6
1.8
掘进眼
3段
0.3
6
1.8
掘进眼
5段
0.3
6
1.8
掘进眼
7段
0.3
6
1.8
周边眼
9段
0.3
8
1.5
隔眼装药
合计
32
8.7
仰
拱
掘进眼
1段
0.75
1
0.75
掘进眼
3段
0.6
2
1.2
掘进眼
5-1段
0.45
2
0.9
掘进眼
5-2段
0.3
2
0.6
掘进眼
7-1段
0.225
2
0.45
掘进眼
7-2段
0.15
2
0.3
合计
11
4.2
3.5.3循环进尺为1.2m时
设炮眼眼深为1.5m，炮眼利用率为0.8,
理论总装药量为：
（1）Q=qV==qSLη＝0.75×120×1.5×0.8＝108kg
理论炮眼数目N为：
（2）N＝Q/Q0＝108/0.45=240个
实际施工过程中考虑操作和管理方便，掘进眼都装3条药，当循环进尺为1.2m时，由于岩石夹制力增加，不能采用隔眼装药，每个炮眼都装药，为减少爆破对周边眼围岩的损伤，周边眼采用减弱装药，即周边眼比掘进眼少装半条药。
仰拱布置两排炮孔。
实际炮眼数253个，实际装药108.225kg。
实际炮眼数及火工品消耗量如表3所示。
表3三台阶法分段施爆装药量及火工品消耗统计表（L=1.5m）
开挖方法
起爆顺序
雷管类别
单眼装药量（kg）
每段眼数
单段最大药量（kg）
备注
上
台
阶
掏槽眼
1段
0.6
6
3.6
加深15cm
掘进眼
3段
0.45
22
9.9
底眼
5段
0.45
16
7.2
周边眼
7段
0.375
37
13.875
减弱装药
合计
81
34.575
核
心
土
掘进眼
1段
0.45
4
1.8
掘进眼
3段
0.45
6
2.7
合计
10
4.5
中
台
阶
左
掘进眼
1段
0.45
7
3.15
掘进眼
3段
0.45
8
3.6
掘进眼
5段
0.45
8
3.6
掘进眼
7段
0.45
8
3.6
周边眼
9段
0.375
7
2.625
减弱装药
合计
38
16.575
中
台
阶
右
掘进眼
1段
0.45
5
2.25
掘进眼
3段
0.45
6
2.7
掘进眼
5段
0.45
6
2.7
掘进眼
7段
0.45
6
2.7
周边眼
9段
0.375
7
2.625
减弱装药
合计
30
12.975
下
台
阶
左
掘进眼
1段
0.45
8
3.6
掘进眼
3段
0.45
8
3.6
掘进眼
5段
0.45
8
3.6
掘进眼
7段
0.45
8
3.6
周边眼
9段
0.375
8
3
减弱装药
合计
40
17.4
下
台
阶
右
掘进眼
1段
0.45
6
2.7
掘进眼
3段
0.45
6
2.7
掘进眼
5段
0.45
6
2.7
掘进眼
7段
0.45
6
2.7
周边眼
9段
0.375
8
3
减弱装药
合计
32
13.8
仰
拱
（2排）
掘进眼
1段
0.75
2
1.5
掘进眼
3段
0.6
4
2.4
掘进眼
5-1段
0.45
4
1.8
掘进眼
5-2段
0.3
4
1.2
掘进眼
7-1段
0.225
4
0.9
掘进眼
7-2段
0.15
4
0.6
合计
22
8.4
3.6装药结构
掘进眼装药：
根据表1、表2和表3中数据进行装药；
周边眼装药：
循环进尺为0.6和0.8m时隔眼装药；
循环进尺为1.2m时，采用减弱装药。
具体装药形式和装药量参见表1、表2和表3。
4.全断面光面爆破
II、Ⅲ级围岩采用光面爆破，凿岩机钻眼，采用非电毫秒雷管微差起爆；周边眼采用φ25mm小直径药卷不耦合装药方式，其余炮眼采用连续装药，富水地段选用乳胶防水炸药，掏槽眼采用复式楔形掏槽。
爆破材料采用1～19段塑料导爆管，非电毫秒雷管，周边眼采用低爆速、低密度、高爆力、传爆性好的小直径2号岩石硝铵炸药，富水地段采用乳化炸药，采用厂制炮泥堵塞，导爆管复式网路联接，全断面一次起爆。
周边眼装药结构一般采用三种形式：
比较破碎的岩层，采用双传爆线；中等岩层采用竹片、传爆线、间隔绑扎装药结构，底部药量适
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