隧道爆破设计方案.docx
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隧道爆破设计方案
逐内屯隧道爆破设计方案
一、设计原则及依据
1、设计原则
（1）遵循合同文件条款，积极响应合同文件要求；
（2）指导思想：
科学组织、合理安排，优质高效、快速安全；
（3）遵循ISO9001质量保证体系，对施工全过程进行严格控制；
（4）按照《爆破安全规程》GB6722—2011中所规定的设计内容和要求进行设计编制；
（5）重视环境保护工作，做好施工现场内外的文明施工，采用减震降噪控制爆破技术保护隧道安全及周边建筑物的安全；
（6）根据隧道修建和开挖整体要求及地形地质条件，确定合理的爆破范围和爆破方案；
（7）必须保证爆破后的围岩稳定；必须保证周围环境的安全；
（8）采取一系列环保措施，保证不破坏周边环境，尽量减小对附近居民正常生活、生产的影响；
（9）坚持“安全第一，预防为主，综合治理”的安全生产原则，始终把安全工作放在第一位，确保爆破施工的安全。
2、设计依据
（1）《广西崇左至靖西高速公路项目土建工程施工招标文件》、《合同协议书》；
（2）《广西崇左至靖西高速公路项目两阶段施工图设计》；
（3）《公路工程施工安全技术规程》JTJ076-95、《爆破安全规程》（GB6722—2011）、《民用爆破物品安全管理条例》（国务院令第466号）、现行《公路隧道施工技术规范》及有关的公路技术标准；
（4）《广西崇左至靖西高速公路项目NO.3合同段实施性施工组织设计》
（5）第NO.3合同段所处位置的水文、气象、地质、交通及本工程的施工条件。
二、工程概况
1、隧洞概况
逐内屯隧道位于广西大新县雷平镇逐内屯北东侧约1.2公里处，隧道走向约154°，穿越灰岩山体。
隧道进口端有简易村道通行，出口端距省道（S213）210米，交通较为方便；隧道出口附近有地下暗河出口，取水较方便。
隧道左线起讫桩号ZK52+227～ZK52+899，长672m，右线起讫桩号K52+211～K52+870，长659m,为分离式中长隧道。
隧道左线Ⅳ级围岩72m，III级围岩580m；右线Ⅳ级围岩79m、III级围岩560m，进口明洞各10m；地震动峰值加速度为0.05g，相应地震基本烈度位VI度。
隧道位于右偏曲线上，左洞曲线半径1520m,纵坡-1.428﹪；右洞曲线半径1750m，纵坡-1.464﹪。
隧道出口K52+837～870段33米范围内属于小净距隧道。
本隧道在K52+541处设置人行横洞1处，人行横洞和隧道轴线垂直，人行横洞相对应布置。
隧道弃渣场设置在K52+100附近的山谷，施工场地设置在隧道出口。
隧道爆破方量约为12万方。
2、工程地质条件
（1）地形地貌
隧道区属峰林地貌，山体较陡峭，溶蚀风化切割强烈，地形呈波状起伏。
峰林呈东西延展。
隧道穿越峰林山体。
最高处高程约410.20m，进洞口端附近的岩溶凹地高程约196m~217m，出洞口端附近的岩溶凹地高程约179m~190m。
山体大部分基岩裸露，进口端地形相对较高，出口端则相对较低，洞口外侧均为甘蔗地，地形较平缓、开阔。
进出洞口均位于山体坡脚，进口端仰坡较陡，坡角30~45°，出洞口自然斜坡坡角约20~30°。
（2）地层岩性
根据工程地质调查，隧道区场地山体下段局部被第四系残积（Qel）红粘土覆盖，大部分地段基岩裸露良好；基岩为泥盆系中统（D2）石灰岩，自上而下为：
红粘土：
灰黄色，硬塑，韧性中等，切面光滑，摇震无反应，干强度中等，夹石灰岩碎石、块石。
厚度0.80~2.50m。
石灰岩：
灰色、灰白色，隐晶质结构，中厚~厚层构造，岩石较坚硬，岩体局部较破碎，裂隙较发育，见少量方解石脉充填胶结。
送水回转钻进尺较慢，岩心呈柱状、长柱状及少量碎块状，岩心采取率约80%。
RQD值约72%，冲洗液少量消耗。
上部岩石溶蚀裂隙较发育，裂隙有泥质充填；进口端CSI钻孔3.00~3.500m，4.40~5.30m,7.60~8.40m为溶洞，有硬性粘性土充填。
按岩性坚硬程度分类属较硬岩，按岩体完整度分类属较完整。
（3）根据区域地质资料显示，隧道区及附近未见断裂构造带通过；根据现场地质调查及钻探揭露，隧道区未见断裂构造及活动性断裂构造，岩层呈单斜状，产状240~275°Ð25~31°，岩层走向与拟建隧道轴线交角约20°岩石节理裂隙较发育，隧道进口附近较发育的节理裂隙产状为：
j130°Ð80°（7条/m）、k30°Ð64°（6条/m）、l20°Ð75°（4条/m）、m260°Ð85°（3条/m）；隧道出口附近较发育的节理裂隙产状为：
350°Ð82°（6条/m）、k310°Ð69°（5条/m）、l220°Ð65°（3条/m）、m150°Ð75°（3条/m）。
岩石节理裂隙虽发育，但规模较小，分部不规则，隙宽一般为1~3mm,裂隙中有白色方解石脉充填胶结，使岩体能基本保持完整性。
（4）水文地质条件
隧道区山体及附近未见地表水体，地表水不发育。
勘察期间钻孔勘探深度范围内未揭露到地下水。
雨季时雨水沿风化、构造裂隙向下渗透，局部地段可能会存在基岩裂隙水和岩溶水。
K52+500右侧约60m岩溶洼地，地面高程约为218.4m，岩溶洼地中发育有1个落水洞，长约4.5m,宽约1.1m,深约2.8m，勘察期间未见到水。
K52+700右侧约80m发育有一个出水口，直径约1.5m，出水口高程约为220.0m。
据调查访问，雨季时K52+500右侧岩溶洼地的积水主要由K52+700右侧的出水口往山脚下排泄。
根据附近工点贡屯分离的水质分析检测结果，隧道区附近的地下水对砼结构无腐蚀。
隧道区内地下水主要接受大气降水补给，采用降水入渗法对隧道的涌水量进行粗略估算，洞身单位长度可能最大涌水量1.11m3/d.m<5.0m3/d.m。
通过粗略估算可以看出隧道区地下水不丰富。
但围岩（石灰岩）中局部地段可能岩溶较发育，可能存在管状涌水通道，施工时注意防范。
3、爆破方案的确定
（1）周边眼的爆破
在Ⅳ级、Ⅲ级围岩地段采用光面爆破，控制超欠挖，减少对围岩的扰动。
（2）掏槽形式的确定
计划采用四眼菱形斜眼掏槽。
（3）爆破器材的选择
炸药：
干燥地段采用2#岩石硝铵炸药，有水地段采用乳化炸药。
雷管：
在正常地段采用非电毫秒雷管。
（4）循环进尺的确定
主要根据地质条件考虑，Ⅳ级围岩每循环开挖进尺控制在2m内，Ⅲ级围岩每循环开挖进尺控制在3m内；
（5）爆破参数的确定
①炮眼直径：
42mm
②炮眼深度L:
根据围岩级别确定；
③炮眼数目N：
依据《爆破工程师手册（隧道）》；
（公式2）
q-单位炸药消耗量（Ⅳ级围岩0.7～0.9kg/m3,Ⅲ级1.0～1.3kg/m3）
s-开挖面积（Ⅳ级围岩107.5
；Ⅲ级围岩91.4
）
r-每米炮眼长度装药量（见下表）
每米炮眼长度装药量
炸药名称
炸药有效密度
每米炮眼装药量（kg）
硝铵炸药
0.95～1.05
0.5～0.7
安全硝铵炸药
1.0～1.15
0.5～0.8
如Ⅲ级围岩全断面设计眼数计算，辅助眼可根据断面适当增减。
IV级围岩炮眼数：
④炮眼布置的原则
首先布置掏槽眼然后根据光面爆破原则布置周边眼底板眼辅助眼
⑤单孔装药量的计算
（公式3）
q－单孔装药量
k－单耗量（Ⅳ级围岩0.7～0.9kg/m3,Ⅲ级1.0～1.3kg/m3）
a－炮眼间距（取0.5m、0.7m）
w－炮眼爆破方向的抵抗线
l－炮眼深度（III级3m、IV级2m）
λ－炮眼所在部位系数
炮眼部位系数λ值
炮眼部位
掏槽眼
扩槽眼
底板眼
λ值
２～３
1.5～2
1.5～2
以Ⅲ级围岩周边眼单孔装药量计算为例:
IV级围岩周边眼单孔装药量：
⑥装药结构
周边眼采用直径25mm小药卷，间隔装药；其余炮眼直径采用32mm普通药卷连续装药结构。
周边眼光面爆破间隔装药结构示意图
普通炮眼连续装药结构示意图
三、隧道爆破方案
1、明挖方案
主要采用挖掘机、装载机配合大型载重自卸汽车运输至弃碴场，遇到部分坚硬岩石时采用浅眼爆破。
2、洞身掘进方案
Ⅳ级围岩地段采用台阶法开挖，光面爆破，新奥法施工，开挖循环进尺控制在2m内。
Ⅲ级围岩地段采用全断面开挖，光面爆破，开挖循环进尺3m为宜。
挖掘机、装载机配合大型载重自卸车运输至弃碴场。
四、隧道爆破设计
1、隧道明挖部分钻爆设计
明挖炮孔布置及炮孔参数
逐内屯隧道设计40m明洞，主要采用挖掘机、装载机配合大型载重自卸车运输至弃碴场，遇到部分坚硬岩石时采用浅眼爆破。
炮孔布置示意图：
图2浅孔台阶爆破炮孔布置示意图
a－炮孔间距，取2.5m；b－炮孔排距，取2.0m；W－抵抗线；H－台阶高度，取2.0m；L－炮孔深度2m。
单孔药量根据设计依据（3）提供的公式计算。
Q=kabL
（1）
式中：
a－炮孔间距，2.5m；
b－炮孔排距，2.0m；
L－炮孔深度，2m；
k—炸药单耗，kg/m3，本工程取0.35kg/m3。
将上述参数值代入
（1）式计算Q=4.2kg，取3.5kg。
爆破参数及爆破药量必须进行现场爆破试验，进一步取得经济合理的爆破参数。
2、隧道洞身掘进炮孔布置
（1）Ⅳ级围岩钻爆设计
Ⅳ级围岩上下台阶法钻爆设计图
IV级围岩台阶法钻爆参数表
爆破部位
眼号
眼名
眼数（个）
眼深（m）
装药量
起爆顺序
联线方式
备注
单孔装药节数
装药重量（kg）
装药重量（kg）
上分层
1～24
掏槽眼
24
2.2
6
0.9
21.6
Ⅰ
大串联
拱圈周边眼不装药
25～80
辅助眼
56
2.0
5
0.75
42
Ⅱ
81～134
周边眼
54
2.0
0
0
0
135～154
底板眼
20
2.0
3
0.45
9
Ⅲ
下分层
1～25
辅助眼
25
2.2
4
0.6
15
Ⅱ
26～58
周边眼
33
2.0
3
0.45
14.85
合计
212
102.45
（2）III级围岩钻爆设计
五、钻爆机具的选择
根据本工程周边环境的情形和其工程本身的性质，在施工开挖中选择以下钻孔设备：
序号
设备名称
规格型号
数量（台）
1
风动凿岩机
YT28
10
2
空压机
2
六、爆破安全
1、爆破震动
根据《爆破安全规程》规定：
对于一般砖房，非抗震的大型砖砌块建筑物，震速V＜2~30m/s，建筑物距爆破点不小于50m，以此计算：
V＝K（3√Q/R）a。
式中：
Q一—最大装药量（kg）；
R一—距爆源中心距离（m）；
K一—与介质特性有关系数，取为180；
a一—与地形，地质等有关系数，取为1.8；
由上述公式计算得Q＝136kg，可见，对于50m外的一般建筑物，当某段起爆药量达136kg时，不会产生震动破坏。
又由于爆源位于地势高处，待保护建筑物位于山脚，实际的爆破震动要比计算允许值低得多，因而本工程爆破震动不是主危害。
2、爆破飞石
爆破场地位于山坡上，极易产生爆破飞石，对于飞石距离的计算公式，我国常用经验公式：
R=20Kn2w=20×1.5×0.752×2.4=40.5m
式中：
K一—安全系数，与地形、风向等有关，取1.5；
n一—爆破作用指数，松动爆破时取n＝0.75；
W—一抵抗线，取W=2.4m；
可见，爆破飞石在一般地段在控制范围内，但在某些要求高的路段还未达到要求，还必须采取如下措施：
①采用“V”型工作面；
②预留隔墙和“留靴”等方式；
③高压线下石方爆破，采用松动爆破并用茅柴覆盖，防止飞石；
④山坡下部（河道上方）做好挡墙，阻挡滚石落入河道；
⑤施爆过程，根据具体情况调整药量和布孔参数，保征良好的堵塞质量，结合微差及压碴爆破，保证岩石产生松动破碎，而非抛掷爆破。
七、爆破噪音的控制
在控制爆破噪音研究中越来越被专家们关注，而且业主也要求将噪音控制在75分贝以内。
为此，通过以下公式进行校核：
Lp=20L0g（P/Po）
式中：
Lp—距声源距离m；
Po—基准声压，人的最低可闻的压力为2×10-5N/m²；
P—测点声压（N/m²）
经计算大于75dB的噪音完全可以控制在距离声源20m之内，由此可见现场爆破产生的噪音不会对社会环境及人体造成危害。
另外，爆破时为确保人员和建筑设施的安全，严格采取柱状条形药包、良好的堵塞、反向起爆、分散装药、加强覆盖等措施，使爆破产生的冲击波和噪音危害完全控制在理想范围之内。
八、爆破粉尘和有害气体的控制
（1）爆破钻孔施工中会产生一定数量的粉尘，爆破瞬间也会产生粉尘。
这些细小颗粒，随着空气吸入人体，对身体会产生一定危害。
要求使用带有除尘钻机进行钻孔，施工人员尽量站在上风头操作机械，爆破人员在炮响5分钟后方可入爆区检查。
（2）爆破有害气体的控制：
爆破有害气体，俗称炮烟，主要是由氮氧化物、一氧化碳、碳化氢等气体构成。
控制有害气体的方法：
①不使用变质过期的炸药；
②使用优质炸药作起爆体，使炸药充分爆破；
③有害气体完全扩散后再进入施工场地。
九、外来电流的危害及预防
一切与专用的起爆电流无关，而流入起爆网络或电雷管中的电流都属于外来电流。
各种外来电流均有引起早爆事故的可能。
由于本工程爆破设计中采用电雷管起爆系统，故施工时必须认真对待和采取如下相应措施加以预防：
1、起爆器和电雷管要求远离高压输电线路、变压器和电开关附近。
2、严禁一切射频器材入场。
3、在进行爆破施工时，应加强对杂散电流及时检测。
十、防雷电爆破施工技术措施
1、爆破前，经常与当地气象、水文台（站）联系，及时掌握气象、水文资料；
2、遇雷雨或暴风雨时，禁止装卸爆破器材；
3、采用非电起爆方式；
4、露天爆区不得不采用电力起爆系统时，爆区内设立避雷或预警系统；
5、出现雷雨前，宜将一切通往爆区的导体暂时切断，防止电流进入爆区；
6、如正在装药联线时出现了雷雨，立即停止爆破作业，爆区作好警戒，将全体人
员和机械迅速撤离到安全地点。
十一、爆破安全施工技术措施
根据被保护物的情况，确定最大允许药量，选取合理的爆破参数和延发时间。
要预
估出现意外事故的可能性，对飞石、冲击波、地震效应作出计算，使爆破方案切实可行。
1、精心施工
爆破技术人员跟班指导作业，确保钻孔、装药、堵塞、连线工序的施工质量，层层监督以确保爆破安全。
2、警戒范围、做好清退场工作
警戒范围不少于200米，炮响后至少15分钟，爆破员进入爆区检查，确认安全后，人员设备方可进入作业区。
十二、预防爆破施工可能出现的环境污染
爆破施工中，机械废油，钻孔中所出现的泥浆，炸药的包装箱和铵油炸药的塑料袋等，都可能产生一定数量的建筑垃圾污染环境，施工中一定注意清除。
除此外还必须做到以下几点:
1、工地的污水必须引入沉淀池，清除悬浮物，达到排放标准才能排放；
2、爆破装药后，工地所有杂物（堵塞砂袋除外）必须清理干净；
3、爆破后对碴堆中存在的堵塞物等，在装碴中随时清理，并存放在指定地点；
4、当天工地上使用的废品及生活垃圾收工时一律清理干净。
5、使用潜孔钻机时，必须使用带有防尘装置的钻机进行钻孔。
十三、事故应急预案
为预防和控制爆破物品爆炸重大事故，采取应急措施，最大限度的减少可能产生的事故后果。
1、组织
为加强对预案和处置爆炸事故等突发事故的领导，项目部成立处置突发事故应急领导小组，组长由项目经理担任，组员由项目管理人员担任。
组长：
黄惠平副组长：
李复华李学胜
组员：
黎启渐吴泽秀成媛黄飞陈凯张洪苏兴明胡昌涛周波赵贵永付强陈杰
2、工作职责
（1）对工程的爆炸事故的预防实行统一领导，贯彻“预防为主、防消结合、处置得当”的原则。
防范工作立足现场、落实措施，处置突发性事故要把握时机、果断决策、防止事态的扩大和蔓延。
（2）实施预防爆炸等事故应急预案：
建立工作制度，定期分析，研究项目部防爆工作动态，发现爆炸事故隐患，采取果断措施，及时予以整改，消除各类安全隐患。
（3）掌握现场防爆炸工作动态，熟悉、了解防爆炸业务知识及处置已发事故的业务知识，须经培训；负责日常与业主主要部门及公司主管部门的业务联系，及时传递、反馈信息；发生事故后就迅速与有关部门密切配合，协助查明事故的原因、性质，预测事态的发展趋势，为领导决策提供依据；对突发事件可能危及的重点，要害部位和设施应当采取果断的防范、补救措施，防止损失和影响的扩展。
3、突发事故的类型
（1）因施工生产而引发的爆炸突发性事故；
（2）因爆炸事故造成人员伤亡和财物损失；
（3）因爆炸事故导致有毒有害废弃物的产生。
4、值班和报告制度
（1）项目部认真落实逐级值班制度，做到领导干部能在突发性事故发生后第一事件赶到事故现场，参与处置。
（2）严格按照当地相关制度以及公司“关于发生重大事故及突发事件报告程序的通知”规定，凡发生突发性爆炸事故或由此造成的人员伤亡，除立即报110、119报警电话和120抢救电话外，在最短时间内首先报告值班电话，不得迟报、误报和瞒报。
凡因报告不及时或压制不报而造成严重后果和影响的，要追究有关人员的责任。
报告内容应包括：
发生突发事故的单位、时间、地点、起因、造成的损失和影响，已采取的措施，发展的趋势以及要求帮助解决的问题等。
突发性事故处理过程中应每小时报告一次，如遇重大情况随时报告。
（3）事故单位及主管部门在事故紧急处置告一段落后，要及时做出事故综合报告，内容包括：
事故的简况、处置或抢救经过，应吸取的教训，拟对责任人的处理和整改措施等情况。
5、应急响应为控制事故的发展，把损失和影响减到最低程度，项目部要做到以下几点：
（1）备齐相应的抢救物资，并配备日常医疗所需的设备（担架、夹板等）和药箱
（存放止血绷带等常用医疗药品）。
（2）对已发生的突发性事故的信息，必须引起高度重视，对重大事故信息，应及时启动预案程序，妥善处置。
（3）对突发性事故的处置，凡属重大事故，各有关部门和人员须及时赶到现场。
要坚持统一领导，严格依法办事，讲究策略方法、快速处置，切忌随意表态，以防事态扩大。
（4）对已发生的突发性事故，处置突发性事故领导小组接到报告后，根据事故的类型、人员和财产损失情况向相关部门报告。
（5）凡是爆炸事故造成的严重后果，并已影响、涉及到社会时，要听从上级领导和有关部门的领导、指挥，直至事态平息，恢复正常的生产、生活秩序。
（6）因爆炸事故形成的有毒废弃物，应通知上级主管部门，按规定检测和处置，不得擅自清运、焚烧和填埋。
十四、爆破施工工艺流程
十五、爆破安全施工注意事项
本着“安全第一、预防为主”的原则，认真贯彻执行《中华人民共和国安全生产法》，
严格执行中华人民共和国爆破安全规程，严格遵守国家的法律法规的同时，特制定如下安全操作细则及其注意事项。
1、在设计施工前应摸清被爆介质的情况，详尽掌握有关资料优化爆破参数，慎重选择炮位，精心施工。
2、所有钻爆作业人员必须佩戴安全帽，脚穿防滑绝缘鞋，持证上岗。
3、严格按照设计要求进行钻孔，必须做到精确定位，谨慎操作。
4、所有爆破孔必须按照设计要求和现场爆破工程师指导下进行装药。
5、所有堵塞必须选用磨擦系数大、密度大的材料作炮泥，堵塞要求必须密实、连续，严格避免堵塞物夹杂碎石。
6、要求防护的部位，必须采用具有一定强度和重量、富有弹性和韧性以及透气性和便于搬运联接的篱笆竹排、车胎帘、砂袋等加强防护。
7、在装药堵塞和防护过程中，严禁振拉、踩压传爆线。
要求必须谨慎小心，防止损坏起爆线路。
8、所有电雷管的检测均在指定的地点。
所有火工品的搬运存放必须遵守《民爆器材管理规定》，轻拿轻放，分放分拿。
9、使用电雷管系统起爆时，起爆器在起爆前应由专人看管。
禁止所有携带手机、手电等射频器材人员进场。
10、火工品进入施工场地后，严禁携带烟火进入作业区。
11、在装药前，设立警戒区并插红旗标示，严格实行“三员一长”制度，做到万无一失。
12、在爆破前15分钟必须进行安全警戒，距离不得小于200m，并拉警报器鸣叫，通知所有的机械、人员撤到安全地点。
13、在每次放炮前应书面通知附近作业的各单位、居民知晓。
起爆时，用警报器三
长声鸣叫；起爆后，警报器长声解除信号。
14、使用击发笔起爆时，导爆管长度不小于5m，主起爆线长度应大于200m。
使用电雷管起爆时，必须在爆方抛掷的反向搭建避炮所，主导电线长度不小于200m。
14、待炮响15分钟后，由现场爆破员入场查看有无盲炮。
确认无盲炮后，其它人员方可入内。
如有盲炮，必须把处理方法上报有关部门，得到批准后，方可进行。
15、如果遇到雷雨天气，所有人员必须撤出警戒线外，并在警戒线处专人防护，防止行人误入爆破作业区。
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