爆破设计方案.docx

1、爆破设计方案沈海高速复杂环境爆破设计一、工程概况海西高速公路网沈海高速公路，A5标段路线起点（K31+380）位于漳州与龙岩县交界处乍洋乡埂头坪自然村，与（A4标段）终点对接，路线总体由东北往西南方向延伸，经林成村，建林成大桥，经岭城村，建岭城大桥、穿岭城隧道，建沙河大桥跨沙河，经城郊乡东山垄、双城镇东山、至长沟乡，建长沟分离式桥下穿县道X961，A5标段终点（K43+060）位于龙岩县长沟乡长沟村，与A6标段起点对接，A5标段路线长11.64km,为双向四车道高速公路，设计时速80km/h，路基顶宽度24.5m，沥青混凝土路面。复杂环境部分主要包含四段路线：1、K32+900林成大桥至K34

2、+222岭城隧道进口（1.32）、2、K36+085岭城隧道出口至K36+898沙河大桥(0.81)、3、K39+482东山人行天桥至K41+010东山寺（1.78）、4、K41+850长沟大桥至K42+997长沟中桥（0.94），总爆破开挖石方量预估约12万m，爆破工期约16个月。我司受沈海高速A5合同段项目经理部委托，对该工程复杂环境部分进行爆破设计、施工。二、爆破环境、地形及地质特征（1）爆区环境地形、地貌该公路工程所经位置地形地貌主要为低山，总体趋势是西北高，东南低，山地自然坡度达25度以上，山坡植被发育，较平缓的多为梯田。以下为涉及复杂爆破施工地点的各个环境情况：1、 K32+900

3、林成大桥至K34+222岭城隧道进口该路段含孔桩、路基、隧道进口施工，沿途环境如下：K32+900为路基开挖，东侧有一220KV高压塔基为钢混结构，最近距离50米，220KV高压线路横跨路基，土表层最近高度40米，K33+166孔桩施工，东侧有零稀民房为砖混结构，距桥基边界最近距离40米，K33+540路基开挖，有一110KV高压线路横跨，距土表层最近高度82米，K33+650路基开挖，有一220KV高压线路横跨，距土表层最近高度40米，K33+950孔桩施工，有一220KV高压线路横跨，距土表层最近高度125米，K34+020孔桩施工，有一110KV高压线路斜跨，距岭城隧道进口施工点最近水平

4、距离120，距土表层最近高度90米。附图：岭城隧道进口远景：附图：K32+900高压塔：附图：K33+166民宅2、K36+085岭城隧道出口至K36+898沙河大桥该路段含路基、隧道进口施工，沿途环境如下：岭城隧道出口横穿104国道，隧道纵向影响国道最小距离为32米，隧道口后侧与国道最近水平距离为40米，路基北侧沿途与104国道相邻，最近距离60米。K36+736处为一座2层废弃砖混民房，最近距离60米，K36+360至K36+800有一有一埋深1.5米的国防光缆横跨路基（待迁移）,K36+360有一10KV高压线路横跨（待迁移），K36+586有一35KV高压线路横跨（待迁移），附图：岭城

5、隧道出口处附图：民房及高压线路附图：北侧国道3、K39+482东山人行天桥至K41+010东山寺该路段含孔桩（地表4米以下）、路基施工，沿途环境如下：路基西北侧沿途与一条35KV高压线路相邻，最近距离36米。K39+482孔桩施工，东面为东山别墅区，主要为框架结构，最近距离40米，北面为马仙宫，砖木结构，最近距离60米，南侧有一10KV线路平行，最近水平距离25米，K39+700路基开挖，东南面为数幢民宅，土坯房结构，最近距离60米，北侧为10KV高压电杆，最近距离209米，距东山别墅区最近距离320米，K39+770路基开挖，西侧为沃里村居民区，砖混结构，最近水平距离82米，K40+400路

6、基开挖，施工区域有数幢民房，土坯结构（待拆迁），K41+010路基开挖，东面为东山寺，一般寺庙，含砖混和土坯结构，砖混建筑最近距离68米，土坯房最近距离80米，南面为后洋村居民区（部分拆迁），土坯结构和砖混结构，最近距离130米，附图：马仙宫、别墅远景，凉亭（拆）处为孔桩位置附图：沃里村、高压线附图：东山寺4、K41+850长沟大桥至K42+997长沟中桥该路段含孔桩（地表4米以下）、路基施工，本路线邻接长沟村居民区，沿途环境如下：K41+850孔桩施工，有未拆迁部分房屋，砖混结构，最近距离30米，并有一村道横跨，K42+073北侧与长沟乡小学邻接，框架结构，最近距离为40米，K42+180至

7、K42+500路基开挖，北侧与长沟村邻接，砖混结构，最近距离40米南侧有一混凝土拌合厂，框架结构，最近距离40米，（该段路基约300米长，根据勘探资料涉及石方开挖约1418m软石，应不涉及爆破施工）K42+550至K42+997孔桩施工，处于长沟村南侧， K42+550处四周有民房，属砖混结构，最近距离30米，961县道南北向横穿，县道边上有一10KV线路平行，南侧为荣兴特种钢业有限公司，最近距离80米。附图：长沟小学、民宅附图：混凝土拌合厂、民宅附图：荣兴钢厂、民宅（2）工程地质 工程沿线水系主要为雨源型山溪性河流，雨季洪水对施工影响较大。隧道洞身以中-微风化凝灰熔岩为主，属特坚石类，普氏分

8、级f10f14，可爆性较差。隧道岩层现状稳定，存在1条节理破碎带，破碎带处、进出口处岩体破碎、稳定性差，需加强支护。桥梁多采用端承桩基础和扩大基础，以中-微风化花岗岩为基础持力层。三、总体设计方案1、设计依据（1）爆破安全规程（GB 6722-2003）；（2）民用爆炸物品安全管理条例；（3）业主单位提供的工程相关资料；（4）其他同类型工程的施工经验和工程技术总结；（5）工程现场环境勘察；2、爆破方案选择2.1、隧道爆破设计总体方案1)隧道施工按新奥法组织实施，主要工序采用机械化作业，隧道出渣采用无轨运输方式，二次衬砌浇筑采用模板台车。(2)隧道级围岩洞口段20m以内及级土质围岩地段采用中隔壁

9、法开挖，如果水文地质较好采用三台阶法开挖；洞身级围岩地段开挖以及级石质围岩地段采用上下台阶法开挖；洞身级、级围岩地段采用全断面法开挖。(3)隧道施工开挖采用光面爆破，以最大限度地保护周边岩体的完整性，同时减少超挖量，提高初期支护的承载能力。(4)由于隧道工程地质、水文地质及结构较为复杂，在施工阶段全程采取超前地质预报手段，坚持动态施工。超前地质预报采取TSP、红外探水及结合超前水平钻孔的形式。(5)掘进V类围岩采用弧形导坑法、IV类围岩采用上下台阶法、III类以上围岩采用全断面开挖法。在隧道开挖作业时，必须采用有效的控制爆破，以确保施工安全。采用YT24气腿式凿岩机钻孔，爆破材料采用32mm2

10、#岩石乳化炸药。主要采用楔形掏槽的爆破作业方式掘进，并控制循环进尺量。本工程设计V围岩循环进尺度0.5m1m以内，IV类围岩循环进尺1.52m以内，、类围岩全断面开挖法循环进尺2m4m以内施工中严格按设计要求，遵循新奥法施工原理，软弱地质洞身开挖应坚持：短进尺、弱爆破，强支护、早衬砌的原则，加强施工临时监控量测，确保施工安全。施工中如遇实际围岩类别与设计资料不符及时与监理、设计部门联系调整施工方案，确保开挖安全，顺利进行，隧道中停车段，配电室等待隧道成型后，再行开挖。如遇地层较差时，爆破技术人员应及时根据现场情况修改爆破进尺及爆破参数。2.2、路基爆破设计总体方案路基的爆破设计，在保证安全的前

11、提下并结合我公司多年经验，露天爆破可选择采用中深孔控制爆破与浅眼控制爆破相结合的台阶式爆破方法，开挖高程高于20m的采用中深孔台阶爆破，钻孔直径90mm；开挖高程低于5m的，采用浅孔台阶爆破法，钻孔直径3842mm：A、中深孔台阶控制爆破，钻孔直径90mm，孔深812m；B、浅孔台阶 控制爆破，钻孔直径3842mm，孔深34m；C、二次解小，涉及复杂环境均采用机械破解。爆破时要注意最小抵抗线方向，临空面朝向，每次爆破布孔，都要根据地形灵活掌握（山体爆破采用梅花形布孔），微差控制起爆网络以减少爆破地震波的危害，爆破时注意加强爆破安全防护，严格控制最大一段单响药量。保证装运平顺，能够迅速投入钻爆生

12、产，形成均衡的钻、爆、运作业有序循环的机械化施工效果。2.3、桩井爆破设计总体方案人工挖孔桩地处坚硬地层中，由于河流冲刷，大部分岩石裸露，用挖掘机整平桩井位置。按福建省交通规划院提供的地层岩性分析，需要采用钻爆法开挖，结合工程的实际情况，采用竖井掘进的爆破技术进行控制爆破。挖孔桩爆破时，孔口先用钢板覆盖，然后在上面堆压沙袋，做到绝对安全。钢板离孔口护壁顶30cm预留透气空间，覆盖的沙袋边缘超出孔口护壁边不得少于30cm，警戒距离为200米，桩井深度10m以上后警戒范围缩小到100米。（1）采用浅孔爆破用手持式凿岩机，进行钻孔。（2）钻孔深度在0.51.5m范围内；（3）受断面的限制2m以下桩径

13、，采用直孔桶形掏槽；（4）由于孔桩爆破大部分都有地下水渗出，适宜使用乳化炸药。（5）如爆破区域出水较多时采用乳化炸药实施爆破，为了更为精确的控制一次起爆药量，使用第一系列的导爆管毫秒非电雷管，便于分段起爆，各段之间的间隔时间不小于50ms。当每个孔桩形成后，需按设计的孔径安装好钢桶，从而防止泥石流入孔桩，爆破时用钢板在钢桶上加以覆盖。3、设计原则A、为控制爆破振动和飞石，采用布密集孔、控制单孔药量和单段起爆药量等方式进行爆破；B、根据周边建筑物及地形情况，爆区抵抗线方向朝向空旷地带，不得朝向高压线、公路、居民房和其他可能造成安全隐患的方向；C、每次爆破的布孔形式，都需要根据地形灵活掌控。D、对

14、复杂环境地段采取间接或直接防护措施。四、爆破参数设计1、隧道爆破参数 隧道级围岩洞口段20m以内及级土质围岩地段采用中隔壁法开挖，循环进尺度控制0.5m1m以内。主要工艺采用机械化作业，无需爆破。级围岩施工工序立面示意图 级围岩施工工序平面示意图中隔壁开挖法施工工序：下列顺序应在施工辅助措施完成并达到强度后进行。1.开挖左侧导坑上台阶。2.左侧导坑上台阶初期支护（包括侧壁临时支护、拱墙初期支护及临时仰拱），施工上台阶锁脚锚杆。3.开挖左侧导坑下台阶（包括临时仰拱）。4.左侧导坑下台阶初期支护（包括侧壁临时支护、拱墙初期支护及仰拱初期支护），必要时边墙脚设置锁脚锚杆。5.开挖右侧导坑上台阶。6.

15、右侧导坑上台阶初期支护（包括拱墙初期支护及临时仰拱），施工上台阶锁脚锚杆。7.开挖右侧导坑下台阶（包括临时仰拱）。8.施工下台阶初期支护（包括拱墙初期支护及仰拱初期支护），必要时边墙脚设置锁脚锚杆。9.拆除中隔壁临时支护。10.分布施工防排水系统和仰拱、边墙、拱部二次模筑混凝土衬砌。洞身开挖后，应及时施作初期支护、中隔壁墙及临时仰拱，使洞身尽快形成闭合圈。中隔壁墙钢支撑纵向间距与主洞洞身初支的钢支撑相同。相邻两榀间的中隔壁墙钢支撑用环向间距1.0米的25(22)钢筋焊接以增加其整体性。钢支撑安装前应先初喷4厘米厚混凝土。 级围岩地段的开挖以及级石质围岩地段的开挖采用上下台阶法施工，IV类围岩循

16、环进尺1.21.5m以内，采取爆破法施工，炸药单耗定额取0.8kg/m3，实际单耗根据现场试爆确定调整。岩层表面掘进时可适当调整药量。上下台阶开挖法施工工序：下列顺序应在施工辅助措施完成并达到强度后进行。1.开挖上台阶。2.架立钢支撑，拱部喷锚支护。3.下台阶开挖。4.边墙及仰拱架立钢支撑，喷锚支护。5.灌注仰拱混凝土(无仰拱型支护该步骤取消)。6.铺设环向盲沟及防水板，整体灌注二衬混凝土。 级围岩施工工序立面示意图（有仰拱）上台阶光面爆破，采用楔形掏槽，周边眼采用不耦合装药，装药结构见周边眼采用装药结构图和辅助眼装药结构图。上台阶断面面积：45m。爆破参数分别按以下选择设计：（一）各类炮眼位

17、置及其作用 1、掏槽眼：位于断面中心或偏下适当位置，是整个断面最先起爆的眼孔，也是关系到整个断面爆破效果好坏的关键孔；本工程采用楔形掏槽法，所有掏槽眼均倾斜于工作面，共设18个孔眼；掏槽孔孔深1.5米比其他孔深30cm，孔底间距取30cm内。2、周边孔：位于断面四周的眼孔，布眼均匀，即要充分利用炸药能量，又要保证岩石按设计轮廓线崩落，其间距根据岩石性质而定，本设计孔距取50cm，周边眼距轮廓线取10cm，主要是为了施工的准确性和方便于操作，共34个。3、辅助孔也叫扩槽孔：设44个，位于周边孔与掏槽孔之间，起扩大掏槽效果一种炮眼孔，孔距80cm。4、底眼孔：设13个孔距为90cm，底眼布置较为困

18、难，有积水时易产生瞎炮，因此底眼眼口应比隧道地板高出10-20cm，但是其眼底应低于地板10-20cm。这样能保证炮空不进水，又能保证隧道的动底的顺序进行布置。5、断面布孔应是：周边孔、掏槽孔、辅助孔、底眼孔的顺序进行布置。（三）各类炮眼的装药量计算1、隧道掘进的循炸药耗药量（估算）Q=qsL式中：S为隧道断面的面积m2L炮眼深度炮眼利用率，取0.9q为单位炸药消耗定额1.0kg/m3，实际单耗按现场试爆确定调整。则Q=1.0461.20.9=49.7kg4、炮眼装药量计算根据工程爆破理论与技术中的有关经验公式：Q= NLa Gm公式中：Q炮孔的装药量，N指装药眼的总数L装药长度 a装药系数m

19、每条炸药的长度为0.22m，G每条炸药的标准重量为0.2kg掏槽眼一个炮孔装药，a取0.7Q掏=18（1.50.7） 0.2=17.2kg/18孔，单孔为17.218=0.95kg0.22周边眼共34个，根据公式：Q光=q光*L=0.18*1.2=0.21kg周边孔装药总量：Q=0.2134=7.1kg辅助眼44个，a取0.55Q辅=44（1.20.55） 0.2=26.4kg/44孔，单孔为26.444=0.6kg0.22底眼孔13个，其中a取0.6Q底=13（1.20.6）0.2=8.5kg/13孔，单孔为8.513=0.65kg0.22隧道实际掘进循环炸药耗量Q=17.2+7.1+26.

20、4+8.5=59.2kg略高于估算药量，实际单耗59.2（1.2450.9）=1.21kg/m3以上计算药量尚需由爆破技术人员指导下在实地试爆三次后，取平均值为本次作业的最后调定药量，此装药量必须现场指挥员批准后，方可进行爆破施工。5、炮眼参数表上台阶炮眼参数表序号炮眼名称炮眼深度（m）个数装药量装药结构起爆方法起爆顺序单孔kg小计kg1掏槽眼1.5180.9517.2连续1、3、毫秒差2辅助眼1.2440.626.4连续5、7、9、11毫秒差3周边眼1.2340.217.1分段13毫秒差4底眼1.2130.658.5连续15毫秒差5合计10959.2下台阶断面面积：31m，共布置74个炮孔。

21、下台阶炮眼参数表序号炮眼名称炮眼深度（m）个数装药量装药结构起爆方法起爆顺序下台阶面积为31m2，炸药单耗为0.9kg单孔kg小计kg1辅助眼1.2470.3516.4连续毫秒差1、3、5、7、9、112周边眼1.2120.172.0分段毫秒差133底眼1.2150.659.75连续毫秒差154合计7428.15隧道每次掘进1.08米，上台阶使用炸药59.2kg，方量为48.6m3,下台阶使用炸药28.15kg，方量为37.8m3，每次掘进平均单耗为1.14kg/m3正洞洞身级围岩地段的开挖采用全断面法开挖，f值取12做为标准计算值，炸药单耗定额取1.32kg/m3，实际单耗根据现场试爆确定调

22、整。岩层表面掘进时可适当调整药量。爆破参数分别按以下选择设计：（一）炮眼估算炮眼数量N= qsm = 1.32760.80.22 =147个 aG 0.60.2式中：q炸药单耗kg/m3：本工程取1.32 炮孔利用率=0.8： m每条炸药长度0.22米：G每条炸药重量0.2kg：a炮眼平均装药系数a取为0.6上述计算炮眼数为147个，而图解法确定的炮眼数量是160个，实际布置数量应比计算炮眼数量多10-20%，因此实布160个炮眼数量是合理的。（二）各类炮眼位置及其作用 1、掏槽眼：位于断面中心或偏下适当位置，是整个断面最先起爆的眼孔，也是关系到整个断面爆破效果好坏的关键孔；本工程采用楔形掏槽

23、法，所有掏槽眼均倾斜于工作面，共设12个孔眼，扩槽孔13个孔眼。掏槽孔比其他孔深30cm，孔底间距取30cm内。2、周边孔：位于断面四周的眼孔，布眼均匀，即要充分利用炸药能量，又要保证岩石按设计轮廓线崩落，其间距根据岩石性质而定，本设计孔距取55cm，周边眼距轮廓线取10cm，主要是为了施工的准确性和方便于操作，共43个。3、辅助孔也叫扩槽孔：设75个，位于周边孔与掏槽孔之间，起扩大掏槽效果一种炮眼孔，孔距70-80cm。4、底眼孔：设17个孔距为60cm，底眼布置较为困难，有积水时易产生瞎炮，因此底眼眼口应比隧道地板高出10-20cm，但是其眼底应低于地板10-20cm。这样能保证炮空不进水

24、，又能保证隧道的动底的顺序进行布置。5、断面布孔应是：周边孔、掏槽孔、辅助孔、底眼孔的顺序进行布置。（三）各类炮眼的装药量计算1、隧道掘进的循炸药耗药量（估算）Q=qsL式中：S为隧道断面的面积m2L炮眼深度炮眼利用率，取0.85q为单位炸药消耗定额1.32kg/m3，实际单耗按现场试爆确定调整。则Q=1.32762.80.85=238.8kg4、炮眼装药量计算根据工程爆破理论与技术中的有关经验公式：Q= NLa Gm公式中：Q炮孔的装药量，N指装药眼的总数L装药长度 a装药系数m每条炸药的长度为0.22m，G每条炸药的标准重量为0.2kg掏槽眼一个炮孔装药，a取0.8Q掏=25（3.10.8

25、） 0.2=56.4kg/25孔，单孔为56.425=2.25kg0.22周边眼共43个，根据公式：qp=aWLp(0.50.9)q qp周边孔平均炸药用量kg a 周边孔孔距cm ，0.55mW周边孔最小抵抗线cm ，0.55mLp周边孔孔深 ，3.5mq单位岩体耗药量kg/m3，q=1.32kg/m3，取0.5qqp=0.550.553.10.51.320.61kg周边孔装药总量：q周=0.6143=26.3 kg辅助眼75个，a取0.65Q辅=75（2.80.65） 0.2=124kg/75孔，单孔为12475=1.65kg0.22底眼孔17个，其中a取0.7Q底=17（2.80.7）0

26、.2=30.3kg/17孔，单孔为30.317=1.78kg0.22隧道实际掘进循环炸药耗量Q=56.4+26.3+124+30.3=237kg与估算药量基本相符，实际单耗q=237（2.8760.85）=1.31kg/m3以上计算药量尚需由爆破技术人员指导下在实地试爆三次后，取平均值为本次作业的最后调定药量，此装药量必须现场指挥员批准后，方可进行爆破施工。5、炮眼参数表炮眼参数表序号炮眼名称炮眼深度（m）个数装药量装药结构起爆方法起爆顺序单孔kg小计kg1掏槽眼3.1252.2556.4连续毫秒差1、3、2辅助眼2.8751.65124连续毫秒差5、7、9、113周边眼2.8430.6126

27、.3分段毫秒差134底眼2.8171.7830.3连续毫秒差155合计160237正洞洞身I级或III级围岩地段的开挖采用全断面法开挖，炸药单耗定额、孔网系数可参照II级围岩全断面法数值进行调整，实际单耗根据现场试爆确定调整。岩层表面掘进时可适当调整药量。2、路基爆破参数中深孔爆破优越性表现在：一、破碎质量好，破碎块度符合工程要求；二、降低爆破有害效应，如振动、噪音、冲击波、飞石等危害，减少后冲、后裂和侧裂；三、提高爆破技术经济指标，即提高钻孔延米爆破量，降低炸药单耗，使钻孔、装运等发挥最大效率；四、节约成本，降低工程消耗，适合工期要求。因此，本工程采用高风压潜孔钻机作业，实施中深孔爆破。其钻

28、孔形式一般=为垂直、倾斜和水平三种，水平多用于地下爆破工程，在山体施工中很少采用，故下面对垂直钻孔和倾斜钻孔进行比较：钻孔形式使用情况优点缺点垂直孔在开采工程中大量使用适用于各种地质条件的爆破；钻孔操作技术简单；钻孔速度比较快。爆破大块率高，并有根底；台阶顶部有时产生裂缝。倾斜深孔在软质岩石的开采工程中应用多由于抵抗线比较均匀，爆破不易产生大块、根底；对台阶坡面破坏较小；爆破软质岩石，能取得较好效率；爆堆形状比较规正钻孔操作比较复杂，易发生卡钻现象；在坚硬岩石中不宜采用；钻孔速度比垂直孔慢（一） 中深孔台阶爆破参数1、 孔径：d=90mm2、 底盘抵抗线：W=3m3、 台阶高度：H=510m4

29、、孔深：L=H+1m5、炸药单耗：q=0.280.3kg/m36、单孔药量：Q=qabH7、堵孔长度：l3.0m，堵实堵满。台阶高度H(m)炮孔直径d（mm）炮孔间距a（m）炮孔排距b（m）堵塞长度l2（m）单孔装药量Q（kg）6.0903.32.93.54167.0903.42.93.54198.0903.533.54239.0903.63.13.542810903.73.23.5433（二）浅孔台阶爆破路基爆破主要采用中深孔台阶毫秒微差爆破为主、浅孔爆破为辅的爆破方式，浅孔爆破钻孔直径为3842mm，台阶高度通常不超过4m，依据具体情况合理灵活选择台阶高度。复杂环境，大解小均采用机械破解。1、 孔径d：d=（3842）mm2、 台阶高度H：通常H5m3、 超深h：h=0.2m0.5m