大金山隧道爆破参数.docx
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大金山隧道爆破参数
象山沿海南线K28+450~K33+500段改道工程
大金山隧道（右线）出口端
爆
破
设
计
说
明
书
设计人：
审核人：
顺吉集团有限公司
2008年7月24日
目录
1．编制依据1
2.工程概况、环境及技术要求1
2.1工程概况1
2.2工程周围环境2
2.3技术要求2
3.工程地质情况3
3.1地形、地貌、地质条件3
3.2工程地质5
3.3气候水文条件5
4.爆破方案选择6
4.1爆破工程特点6
4.2爆破方案选择6
5.浅孔松动控制爆破参数选择8
6.隧道开挖爆破参数选择10
6.1爆破参数选择10
6.2装药结构及线装药密度14
6.3起爆网路及起爆顺序15
6.4各级围岩段隧道开挖爆破装药量16
7.爆破安全距离计算17
7.1地震安全距离的计算17
7.2空气冲击波超压值计算17
7.3个别飞石对人员的安全距离18
8.安全技术与防护措施18
8.1安全技术18
8.2防护措施19
9.施工机具及器材消耗20
9.1施工机具20
9.2仪器、仪表20
9.3爆破器材消耗（次、月、总）21
10.爆破施工组织21
10.1爆破施工组织机构：
21
10.2施工工艺流程：
22
10.3爆破警戒方案24
10.4预防不安全事故发生25
10.5爆破器材管理26
10.6事故应急救援措施27
10.7事故应急救援组织29
附图
1．编制依据
1、象山沿海南线K28+450~K33+500段改道工程两阶段施工图设计；
2、现场的实地调查情况；
3、施工所需水、电、道路的实际调查情况；
4、相关资料
《工程爆破手册》
《爆破安全规程》（GB6722-2003）
《民用爆炸物品安全管理条例》（国务院466号）
《公路隧道施工技术规范》（JTJ042-94）
《人防工程设计规范》（GB50038-94）
《公路路基施工技术规范》（JTJ033-95）
《公路工程施工安全技术规范》（JTJ041-2000）
5、编制范围
招标文件及施工图纸中明确的本合同段范围内的路基开挖、隧道开挖爆破工程施工方案。
2.工程概况、环境及技术要求
2.1工程概况
本工程属象山沿海南线K28+450~K33+500段改道工程——大金山隧道（右线）出口端隧道开挖工程，大金山隧道（右线）全长1905m，第2合同段为出口端，开挖段洞身全长995m，洞口明挖部分长约10m，洞身开挖段面积平均为89m2，隧道建筑限界净空宽为10.5m,净高5m，人行道为2.5m。
本地域地处亚热带海洋性气候，施工条件气候较好，夏季受梅雨和季节和台风期影响，对施工会产生一定程度的影响。
第2合同段起讫桩号YK2+570~YK4+380，其中属本合同段隧道桩号为YK2+570~YK3+525，全长955m，开挖方量约8.5万m3。
2.2工程周围环境
该区域地貌茂盛，生态保护较好。
隧道呈南北走向，右洞出口端朝向（西南）象山县石浦镇，距离洞口200m处有一自然村，距房屋最近距离约150m；洞口东南有一条高压线通过，距爆区最近220m；隧道背部山体上距洞口180m处有一座庙宇，总体施工环境较好。
2.3技术要求
1、根据工程总体施工组织设计，隧道开挖需在15个月内完成；
2、保证洞口仰坡平整度和稳定性；
3、隧道施工要求周边轮廓岩面平整、光滑，超欠挖量小于5cm；
4、确保施工沿线居民、设施等的安全；
5、确保工程施工安全；
3.工程地质情况
3.1地形、地貌、地质条件
1、地形地貌
测区内地形起伏较大，地貌以剥蚀丘陵和坡洪积斜地为主，占路线长度约93%，海积平原区分布于路线终点处，路线长度约300m，点总路线约7%。
丘陵山体植被茂盛，生态保护较好，松散覆盖层厚度一般3~10m。
区内山体坡度一般25~50°。
测区内最大海拔高度为400m。
平原区地势相对低平，地面标高一般3~4.4m。
2、水文气象
测区地处亚热带海洋性气候区，气候温暖湿润，全年平均气温16.2℃，无霜期230~240天。
月气温8月份最高，平均本28℃，1月份最低，平均5.3℃，极端最高气温39℃，极端最低气温-5.2℃。
区哉内雨量充沛，常年雨量1558.4mm，降水量多集中在5~7月的台风期，冬季雨量较小。
本区冬季以偏北风为主，夏季以偏南风为主，平均风速5m/S。
测区内未发育有较大河流，多以溪为主。
平时溪沟内流水甚至干涸，雨季特别是台风期间，溪水暴涨，流速急促，常常淹没堤坝道路，造成灾害。
测区内跟路线相关的水库有2个，即隧道进口处的文昌阁水库与隧道出口的小岭头水库。
文昌阁水库位于打靶场沿山谷往上约700m处，老公路大拐弯右侧，距右线隧道约180m。
水库形状大致呈缺角的菱形，大坝标高约94.5m，丰水戎水面面积约15000~20000m2，水深15~30m，勘察期间水库近乎干洄，只有库底中央有少量水体。
隧道左线穿出后经过小岭头水库上方，右线中线经过水库堤岸。
小岭头水库积水面积为5000~8000m2，，深约3~10m。
2、地层岩性
工程揭露的地层主要有前第四系和第四系。
前第四系为侏罗系上统茶湾组（J3c），岩性以凝灰质细砂岩为主，局部有侵入的花岗岩与辉绿岩，路线终点小岭头水库下方出露有熔结凝灰岩。
测区分布第四系地层主要为残坡积、坡洪积松散地层及滨海淤积层。
残坡积层主要分布于山体表部及进出洞口，岩性为含碎石亚粘土及含粘性土碎石层，一般山体表部0~5m，山坡坡麓2~15m。
坡洪积层主要分布于坡洪积斜地及沟谷低凹处，岩性为含碎石亚粘土及含粘性土碎石层，厚度一般5~10m。
滨海淤积层主要分布于平原区，以流塑的淤泥质土为主，一般3~5m，山前1~3m，上覆0.8~2.0m硬壳层。
大金山隧道地质主要为强~弱分化凝灰细质岩，地下水以及裂隙水为主，隧道穿越的山体地表植被茂盛，以灌木和乔大为主。
隧道进口处山体自然边坡较为稳定，边坡表面的岩体为弱风化凝灰岩。
隧道出口处为强风化岩，但岩体破碎，完整性较差，为Ⅴ、Ⅳ级围岩。
洞身为微风化凝灰岩，完整性及整体性较好，为Ⅲ级围岩。
3.2工程地质
区域地质构造为新华夏系及华夏系，北东向和北西向构造较发育，构造以断裂为主，褶皱不发育。
与线路较近的大断裂有：
长兴—奉化断裂，总体走向北西向，但断裂不明显；鹤溪—奉化大断裂，从测区东南侧通过，呈北东向。
上述为深大断裂，对隧道工程稳定性一般无影响。
根据物探资料及野外调查，测区内主要发育有三条断层，分别为F1、F2、F3断层。
但与本合同段隧道影响不大。
隧道出口段地形坡度20~25°，自然坡度稳定，坡面植被发育，以灌木与低乔木为主，隧道出洞处边坡高度最大约约8m，边坡上部岩土为含砾亚粘土，局部有大块石，厚3~4m；中部为强风化基岩，厚2~3m，底部为弱风化基岩。
3.3气候水文条件
路线带位于东南沿海，属亚热带季风气候区，气候温暖湿润，四季分明，光照充足，多年平均降雨量为1500~2100mm之间。
根据地下水的赋存条件，地下水类型主要为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两大类。
水量较贫乏，受大气降水及残坡积层孔隙水潜入补给，沿节理渗入隧道而出现滴水、淋水现象。
地下水对混凝土一般无腐蚀性。
隧道双洞全长开挖涌水量预测为141.9m3/天。
4.爆破方案选择
4.1爆破工程特点
1、隧道为双洞分离式，分左、右洞，目前只施工右洞，其开挖断面面积平均约89m2，长955m；
2、隧道出口处为强风化岩，但岩体破碎，完整性较差，为Ⅴ、Ⅳ级围岩。
3、洞身为微风化凝灰岩，完整性及整体性较好，为Ⅲ级围岩。
4.2爆破方案选择
根据隧道设计结构特点及围岩特点本工程隧道开挖应采用不同的爆破方法。
1、隧道明洞及仰坡开挖
隧道明洞长10m，总体方量少，宜采用机动灵活的浅孔爆破方法进行开挖。
即采用竖向倾斜炮孔，炮孔分主爆孔和光爆孔两种，光爆孔布置在开挖边坡线上，主爆孔成矩形或三角形排列（见图1、图2）；采用乳化炸药装填，非电毫秒微差起爆系统起爆，对隧道明洞由上到下分台阶进行开挖。
2、隧道洞身开挖方法
Ⅴ级围岩段隧道采用留核心环形开挖，人工挖掘或弱爆破开挖。
见图6
Ⅳ级围岩段隧道采用正台阶爆破法开挖，优先采用“管棚+注浆”预支护。
见图5
Ⅲ级围岩段隧道采用全断面法爆破开挖法，锚、网、喷支护。
见图4
5.浅孔松动控制爆破参数选择
1、主爆孔爆破参数
A、台阶高度H的确定
浅孔H=1-5m
施工时根据山体条件及钻孔设备状况，灵活确定。
B、钻孔直径D
浅孔D=38-40mm
C、钻孔倾角Φ：
为78.7°（边坡坡率为1:
0.2）-90°
D、最小抵抗线w计算
w＝（0.4-0.8）H（m）
E、超钻深度h和钻孔深度L的确定
钻孔超深h：
h=（0.15-0.3）W（m）
钻孔深度L：
L=（H+h）/sinα（m）
F、炮孔间距a的确定
a=（1.1-1.2）W（m）
G、排距b的确定
b=W（m）
H、炸药的单耗（k）
取k=0.3-0.40（kg/m3）
浅孔松动控制爆破参数选取一览表表1
项目
参数值
台阶高（m）
1
2
3
4
孔深（m）
1.2~1.4
2.2~2.5
3.3~3.7
4.4~4.9
孔径（mm）
38-42
38-42
38-42
38-42
钻孔倾角（°）
64-90
64-90
64-90
64-90
最小抵抗线（m）
0.6-0.8
0.9-1.1
1.1-1.3
1.2-1.4
孔距（m）
0.7-0.9
1-1.2
1.2-1.4
1.4-1.6
排距（m）
0.6-0.8
0.9-1.1
1.1-1.3
1.2-1.4
堵塞长度（m）
＞1.0
＞1.2
＞1.4
＞1.6
炸药单耗（kg/m3）
0.3-0.4
0.3-0.4
0.3-0.4
0.3-0.4
单孔药量（kg）
0.15-0.2
0.6-1.0
1.5-1.8
2.3-3.0
一次爆破药量（kg）
＜200
＜200
＜200
＜200
I、单孔装药量（q）
q＝kaWH（kg）
爆破参数也可按表1选取。
2、光面爆破参数
光爆孔的孔径同主爆孔，倾角同路基边坡。
孔距a=0.5~0.6m
与主爆孔的距离b=0.8m
线装药密度q=0.15公斤/m
6.隧道开挖爆破参数选择
6.1爆破参数选择
1、参数选择
a炸药单耗q的选择：
根据本工程中岩石性质、开挖隧道断面积以及临空面情况等，综合以往施工经验，取炸药单耗如下表。
炸药单耗选取表表2
工程项目
炸药类型
软岩
中硬岩
硬岩
分部开挖法
乳化炸药
0.2~0.3
台阶法
拱部
底部
乳化炸药
1.0~1.1
0.5~0.6
全断面
乳化炸药
1.2~1.4
b炮眼直径d=42mm，Ⅴ级围岩炮眼深度L=0.8m，Ⅳ级围岩炮眼深度L=2.2m，Ⅲ级围岩炮眼深度L=3.2m
c炮眼数目N的确定：
根据公式N=qS/Δ
式中：
q——单位炸药消耗量；
Δ——装药系数，0.6-0.7；
S——开挖断面面积。
表3
围岩级别
开挖断面积（m2）
炮眼个数
（个）
备注
Ⅳ级围岩
S=58.4
89
拱部
S=41.6
32
底部
Ⅲ级围岩
S=82.1
152
Ⅴ级围岩区段采用分部留核心环形开挖，人工挖掘或弱爆破开挖，其炮眼布置可根据开挖局部实际情况适当布置。
Ⅳ级围岩和Ⅲ级围岩其炮眼数目根据公式计算如表3。
2、炮眼布置方式的选择
隧道开挖爆破的炮眼分为掏槽眼、辅助眼、周边眼。
a掏槽眼的布置：
采用复式楔形掏槽，掏槽眼要比其他炮眼超深30-40cm；楔形掏槽眼布置示意图见图7、图8。
b周边眼的布置：
·孔距的选择：
孔距a=（10-20）d，d为炮孔直径；则a=0.42-0.84m，取a=0.6m
·光面层厚度的选择：
光面层厚度b=a/m
其中m为周边炮眼密集系数，一般为0.8-1.0，
则有b=0.6-0.75m
取b=0.7m。
3、辅助眼的布置
当掏槽眼和周边眼确定以后，根据隧道开挖面设计的炮眼数目，把辅助眼均匀地布置在掏槽眼与周边眼之间。
隧道全断面开挖法炮眼布置见图4。
隧道台阶开挖法炮眼布置见图5。
隧道分部开挖法示意图见图6。
图4全断面开挖法炮眼布置示意图
图5台阶开挖法炮眼布置示意图
图6分部开挖法示意图
6.2装药结构及线装药密度
隧道施工中不同性质的炮孔其装药结构和线装药密度不同，如下论述。
在装药前要对炮孔进行吹洗，防止岩渣堵眼，影响装药。
1、主爆孔
掏槽眼、辅助眼一般采用连续装药，线装药密度q1=0.9kg/m；炸药堵塞长度：
掏槽眼为l1=0.8m，辅助眼为l2=1.2m。
每孔装入一发毫秒雷管。
见图9
2、光爆孔
采用间隔装药。
线装药密度q2=0.15kg/m，堵塞长度为l3=1.0m。
周边孔之间的导爆索采用三角形联接，毫秒雷管引爆。
见图10
6.3起爆网路及起爆顺序
采用非电微差毫秒导爆管起爆网路，簇联方式进行连接，起爆器或起爆枪起爆。
爆破时最先响的是掏槽眼，其次是辅助孔，最后是光爆孔（周边眼）、底眼，依此安排布置毫秒雷管。
见图11
6.4各级围岩段隧道开挖爆破装药量
1、Ⅲ级围岩段装药分配表表4
序号
炮眼名称
炮眼深度（m）
炮眼个数（个）
雷管段别
单孔装药量（kg）
装药量（kg）
总药量（kg）
备注
1
掏槽眼
1.2
8
1
0.3
2.4
255.2
255.2kg为一次最大药量；44.1kg为一次最大单响药量。
2
3.5
6
3
2.3
18.4
3
3.5
6
5
2.3
18.4
4
辅助眼
3.2
7
7、9
2.1
14.7
5
辅助眼
3.2
12
11
2.1
25.2
6
辅助眼
3.2
15
12
2.1
31.5.
7
辅助眼
3.2
17
13
2.1
35.7
8
辅助眼
3.2
21
14
2.1
44.1
9
周边眼
3.2
39
15
0.6
23.4
10
底眼
3.2
18
16、17
2.3
41.4
2、Ⅳ级围岩段装药分配表表5
部位
炮眼名称
炮眼深度（m）
炮眼个数（个）
雷管段别
单孔装药量（kg）
装药量（kg）
总药量（kg）
备注
拱
部
掏槽眼
1.2
6
1
0.3
1.8
89.55
2.5
6
3
1.2
7.2
辅助眼
2.2
9
5、7
1.05
9.45
辅助眼
2.2
10
9
1.05
10.5
辅助眼
2.2
13
11
1.05
13.65
辅助眼
2.2
15
13
1.05
15.75
周边眼
2.2
33
15
0.4
13.2
底眼
2.2
15
17
1.2
18
底部
辅助眼
2.2
32
1、3、5
1.05
33.6
57.6
周边眼
2.2
10
7
0.6
6.0
底眼
2.2
15
9
1.2
18
7.爆破安全距离计算
7.1地震安全距离的计算
R=（K/v）1/αQ1/3
其中R——地震安全距离，m
K——岩性的特征系数，本设计取K=150，α=1.5
v——建筑物安全震动速度，设计取2.0cm/s
Q——单响最大药量，单位：
kg，本设计中Q=44.1kg
则R=（150/2）1/1.544.11/3=62.8m＜300m
7.2空气冲击波超压值计算
△P=K（Q1/3/R）α
式中K，α—经验系数、指数，
取K=1.48，α=1.55
Q为最大单响药量，取Q=44.1kg
R为爆破点到被保护物（民房）的距离，R=150m
则△P=1.48[44.11/3/150]1.55
△P=0.0044105Pa＜0.02105Pa
其中0.02×105Pa为建筑物不受破坏的最小超压值，说明150m处的房屋不会受到爆破冲击波的影响。
7.3个别飞石对人员的安全距离
RF=40/2.54dd为孔径，cm
RF=40/2.54×4=63m<300m
根据以上计算可确定每次爆破时的爆破危害影响、允许的最大单响药量及结合规程确定爆破警戒范围。
根据本工程实际结合爆破规程规定本工程实施爆破时按300m圈定爆破警戒范围。
8.安全技术与防护措施
8.1安全技术
1、加强围岩观察和监测，防止隧道片帮、冒顶等事故；加强对爆破后的通风及排险。
2、保证钻孔质量，禁止在已爆破过的眼位打眼；采用湿式凿岩，洞内采用加强通风和喷、淋水措施消除作业环境中的粉尘，保证施工人员身心健康，预防职业病发生。
3、隧道施工要注意涌水情况及变化，钻眼施工严禁打残眼。
4、对特殊工种（包括爆破工、火工品押运工等）加强管理，作到持证上岗，并定期进行培训、考核。
5、严禁同时携带炸药和雷管，严禁搭乘工程机械进洞。
6、加强高处作业（架上）的安全操作教育，避免高处坠落事故的发生。
7、隧道内所有的电器、电路要求安设漏电保护装置，要求接地良好。
8、洞内要求保持干燥、排水畅通。
8.2防护措施
1、隧道出口位置爆破距离民居较近，在爆破前要作好有效的防护措施。
可在爆区边缘搭设高度10m，长度大于爆区工作面5m的拦护墙（铁管或毛竹支架挂设双层竹荆笆）。
2、隧道明挖爆破时应严格控制药量、起爆方向，保证堵塞长度，并采用沙袋（两层）、荆笆（两层）进行覆盖。
3、爆破施工将会对周围居民生活及交通、环境等产生较大影响，在可能的情况下，要合理安排并采取有效措施减少爆破施工带来的负面影响。
9.施工机具及器材消耗
9.1施工机具
表6
设备
轻型凿岩机（台）
空压机
（台）
挖掘机
（台）
铲车
（台）
型号
YT24型
20m3/分电动
1.0m3
ZL50型
数量
10
2
1
1
9.2仪器、仪表
表7
序号
仪器名称
规格型号
单位
数量
备注
1
全站仪
J2
台
1
2
水准仪
S3
台
1
3
水准尺
3m
根
1
4
起爆器
只
2
必备
5
警报器
只
2
必备
7
合计
8
9.3爆破器材消耗（次、月、总）
表8
品名
炸药
毫秒雷管
导爆管
导爆索
单位
公斤
发
m
m
数量
次
57.6-255.2
160
300
-
月
6000
5000
10000
3000
总
90000
70000
140000
50000
10.爆破施工组织
10.1爆破施工组织机构：
指挥长
技术负责
施工负责人
爆破器材供应
后勤保障科
安全保卫科
技术科
工程科
隧道施工队
路基施工队
图12爆破组织机构图
10.2施工工艺流程：
隧道开挖作业循环图表表9
时间（小时）
工序
1
2
3
4
5
6
7
8
测量放样
上
一
循
环
下
一
循
环
钻孔施工
装药爆破
通风排险
出渣运输
初期支护
拖后掘进面一定距离进行
1、测量
测量放样及时，标高中线控制准确。
2、凿岩
使用YT24型钻机钻凿φ42mm孔，眼位准确，误差±10cm，光爆孔作到“平、直、齐”，开口位置偏差不大于3cm，钻孔以4％～5％的斜率向断面外倾斜。
3、装药
使用2#岩石销铵炸药或乳化炸药；主爆孔采用φ32mm药卷连续装药结构，孔口用炮泥堵塞；周边眼采用φ25mm小直径药卷间隔装药，即用胶布把直径为φ25mm的药卷和导爆索捆扎在一起，并固定在竹片上，放入周边孔内，导爆索引出孔外。
4、通风
爆破后施工作业面的炮烟及爆尘需要及时排出，为下出渣、凿岩等创造良好的作业环境。
隧道施工时采用机械强制通风，可选用30KW的轴流式风机进行压入式通风。
5、出渣
出渣前需对隧道两帮及拱顶的浮石进行检查、清理，然后才可进行出渣作业。
现场采用ZL50型侧卸式装载机装渣，PC-200型挖掘机配合，8t自卸汽车出渣，运往排渣场（作填方料用）。
6、初期支护
根据新奥法施工原理（少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭），在开挖过程中在开挖过程中对于IV级、V级围岩等不良地层的施工，除了采取灵活的开挖技术外，还需要及时采取必要的初期支护手段，确保施工和安全。
以IV级围岩锚杆进行说明：
采用Ф22砂浆锚杆（锚杆抗拔力不低于50KN），长度为3.5m，在已开挖的工作面上，按设计要求不同进行纵横部置。
每循环将3m长砂浆锚杆插入于下循环的岩体内；外露0.5m长度锚杆将其弯曲后焊接于格栅钢筋拱架上，格栅钢筋拱架采用喷砼隐蔽。
锚杆分：
a、先锚后灌浆型（反循环注浆）；全粘结型；b、锚杆：
D22mm中空全螺纹杆体；c、螺纹方向：
左旋，杆体极限抗拉强度不小于180KN；杆体抗拉极限拉力N≥180KN。
反循环式注浆，注浆压力大于1Mpa。
浆液采用水泥浆，水灰比采用0.45：
1，锚杆工作荷载≥90KN。
10.3爆破警戒方案
1、爆破警戒范围
本隧道工程（洞内或洞口）爆破安全距离设为300m，进行爆破作业时从爆破点300m以内为爆破警戒区；爆破前在警戒区路口及重要位置设立明显的警示标志、设置岗哨、警戒人员，直至爆破结束警戒解除。
2、警戒组织
按爆破警戒要求，各警戒点设置专人负责警戒工作，人员组织如下：
号警戒点：
楼可相
号警戒点：
林仁利
号警戒点：
楼可飞
号警戒点：
梅表奎
警戒班长：
叶亚中
3、爆破信号
爆破前后必须同时发出音响（警报器、哨子）和视觉（红、绿旗）信号。
在一切准备就绪后发出第一次信号——预告信号，向警戒边界派出岗哨，确认人员、车辆等已全部撤离到警戒线以外时，发出第二次信号——起爆信号；爆破后经检查确认安全后发出第三次信号——解除警戒信号，撤回岗哨。
4、外部通告
在爆破前应发出爆破通告，使附近居民和过往人员事先知道警戒范围、标志、爆破信号的意义及发出信号的方法和爆破时间，确保警戒工作到位。
10.4预防不安全事故发生
1、精心设计，消除事故隐患
设计、审核人员应实地调查掌握实施爆破的客观条件；周密设计，合理布药，优化爆破方案和爆破参数；确定保护对象的安全判据，限定一次齐爆药量；分散释放全部能量，实施分段延期起爆，确保准爆；预计可能出现的爆破事故，提出处理预案。
2、
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