地铁车站基坑石方爆破方案.docx

1、地铁车站基坑石方爆破方案珠机城际轨道交通拱北至横琴段湾仔站基坑及至湾仔北站隧道爆破开挖工程专项施工方案 设 计： 程 德 智 郑 宗 棋 审 核： 董 传 文 批 准： 郑 长 青珠海爆破新技术开发有限公司二一五年十月1 、设计依据1.1 爆破设计依据1.1.1 爆破安全规程（GB67222014）；1.1.2 民用爆炸物品安全管理条例（国务院第466号令）；1.1.3 爆破作业单位资质条件和管理要求（GA990-2012）；1.1.4 爆破作业项目管理要求（GA991-2012）；1.1.5 工程施工合同；1.1.6 珠海市区至珠海机场城际轨道交通工程拱北至横琴段施工图横琴隧道【中铁第四勘察

2、设计院集团有限公司】； 1.1.7 其他方面：施工设计、现场踏勘所掌握的工程地质情况等。1.2 设计原则（1）爆破时对周围建筑物、设备等的地震波振动速度控制在安全范围内；（2）采用先进的爆破技术和工艺，保证爆破安全和效果；（3）采用适当的防护措施有效控制爆破飞石，避免对周围设备、建筑物、设备、道路、人员、车辆造成损害；（4）采用合理的爆破参数和起爆网路，保证爆破施工安全、可靠、经济；（5）切实做好安全警戒工作。做到警戒位置布置合理，警戒范围内行人巡查仔细，特殊位置重点把守。警戒人员落实到位，定岗定人，责任到人；（6）制定科学的爆破安全措施，防止爆破事故的发生；（7）制定安全事故应急措施，将事故

3、造成的损失降到最低。2 、工程概况2.1 工程简介珠机城际轨道湾仔车站及至湾仔北站隧道位于珠海市银湾路（南湾路），在银坑村巴士站和湾仔旅游码头巴士站之间，是横琴隧道工程施工内容之一。见图2-1，2-2。 图2-1 湾仔站平面位置示意图 图2-2 隧道线路平面位置示意图2.1.1湾仔车站 湾仔车站基坑开挖起点里程DK5+646.10，终点DK5+913.90，长度267.80m，北段宽31.0m，中段宽24.0m，南段宽31.0m；开挖深度北段-18.975m-18.928m，中段平均-16.491m-16.05m，南段-18.483m-18.44m。基坑开挖边界四周用围护桩支护，根据地勘资料岩

4、面线，呈现两端高中间低趋势，岩层厚度最高5.0m，平均3.0m左右，基坑岩石爆破方量约0.8万m3，见下图2-3、图2-4。 图2-3 基坑开挖平面示意图 图2-4 基坑开挖岩面线示意图2.1.2湾仔站至湾仔北站隧道 湾仔站湾仔北站区间隧道分为左右线：矿山法开挖起点里程左线DK5+270.000DK5+646.100 ，长376.1m；右线YDK5+270.000YDK5+646.909， 长376.909m，祥见表2-1。区间隧道断面为宽约9.54m，高约9.84m的圆形，面积约78.7，DK5+270DK5+430段隧道拱顶埋深为12.013.2m,DK5+580DK5+646.1段隧道拱

5、顶埋深为10.5m。区间隧道爆破工程量约5.9万m3。见图2-5、2-6。 表2-1 区间隧道开挖里程及长度类别起点里程终点里程长度（m)湾仔站至湾仔北站区 间左线DK5+270.000DK5+646.100376.1右线YDK5+270.000YDK5+646.909376.909 图2-5 隧道开挖断面示意图图2-6 隧道平面布置示意图2.2 开挖要求 要求严格按设计进行开挖施工，开挖过程应尽量降低对岩层的扰动，岩层开挖后应及时进行支护和封闭，保证施工过程结构的稳定，对基坑内支撑结构体系的保护，保证施工过程中施工人员和设备的安全，保证周边建构筑物、施工区周边各种管线的安全，保证施工段路面不

6、塌陷，保证路上行人、车辆的安全。2.3 工程周围环境本工程爆破区域是顺沿银湾路，呈南北走向。沿线道路西边建筑物较多，西边有银坑村、武警部队某第五支队基地、某小型加油站、银华酒店、华发峰景名苑楼盘，地下5m处有一条国防光缆线和一供水管道也从基坑西边经过，基坑东边有通往横琴的临时便道，过往车辆较多。由于工程周围环境复杂（祥见图2-7），因此，在施工时必须采用合理的爆破参数，切实可行的安全防护措施，降低爆破施工对周围的影响。 图2-7 基坑周围环境示意图各建筑物的相对位置如下：东面：基坑围挡边是横琴通往市区的临时道路，90m处某工地的临建设施，离基坑边约80m处有铁十四局施工搅拌站;南面：正南面是通

7、往横琴方向的银湾路；西面：离车站基坑边5m处有一条给水管道和一条国防光缆，20m处是银坑村，离民房约100m,离武警部队某第五支队基地约40m,离某小型加油站约30m，相距银华酒店约50m，离华发峰景名苑约50m；北面：正北面是是通往市区方向的银湾路。3 、工程条件3.1 工程地质条件区内地层主要有人工填土层，第四系全新统海陆相交互沉积层。基岩为燕山期侵入岩花岗岩，岩性较为简单，性质差异相对较小。基岩根据岩石风化程度及强度的差异可分为全风化带、强风化带、弱风化带。岩石普氏坚固性系数f约为812，岩体可爆性中等。3.2 气候条件珠海市属于亚热带季风区，热量丰富，日照充足，降雨量大且集中，年平均气

8、温为22.4左右，四季气温变化不大。最高温度为38.5，最低温度为2.5，年平均雨量为17002300mm。前汛期一般为4月下旬，后汛期在7月至9月间。珠海汛期暴雨多为强度大、历时短的暴雨。珠海汛期与西江上游发洪时间段基本一致，当西江上游洪水与珠江本地暴雨洪水相遇时，便引起严重洪涝灾害，如果正遇高潮，洪涝灾情则会更加严重。潮汐属于不正规半日潮，年平均潮差在1m左右。一年的长向风为东风，空气平均相对湿度为79%，年平均风速在3.36.5m/秒，最大风速为810m/秒。3.3 水文条件珠海市内河流众多，西江诸分流水道与当地河道纵横交织，属典型的三角洲河网区。西江分为磨刀门水道、洛洲溪、荷麻溪、涝涝

9、溪等分流，进而分汇为磨刀门、鸡啼门、虎跳门等三支干流，由北向南纵贯珠海，分别注入南海。车站基坑临近南海，地表水发育主要表现为河流水，水库水塘蓄水，沟渠流水。根据地下水分布特征，可分为第四系松散岩类孔隙水，基岩裂隙水。其中第四系松散岩类孔隙水主要赋存于场区内浅部人工填土及其下部的粉、砂性地层中，水量丰富，富水性好，砂土层、全风化花岗岩层透水性强。砂土层中地下水大部具有承压性。基岩裂隙水主要靠上层的孔隙水补给。水量贫乏。4 、总体爆破方案 4.1车站基坑 根据工程的内容、特点、要求以及爆区周边环境，考虑到基坑岩面线的分布南北高中间低的特点，根据现场开挖显示，局部区域孤石较多，基坑两端区域岩石厚度最

10、大为5m，平均3m。目前，基坑的支护体系已完成，为了确保基坑和周边建筑物结构的安全，根据施工进度安排和基坑内施工条件的制约，在本工程中，对岩层厚度超过3m的区域采用76孔径深孔台阶控制爆破方法，对岩层厚度小于3m的区域采用42小孔径浅孔台阶控制爆破方法进行开挖。鉴于基坑底部岩面两端高中间低，爆破开挖时可从中部向两端进行。 4.2 湾仔站至湾仔北站区间隧道从湾仔站往湾仔北站方向开挖，区间隧道主要围岩级别为V、VI，主要采用台阶法爆破开挖，上台阶超前下台阶2.53.0m。掏槽孔布置采用“楔”形掏槽法，双向两排或三排孔掏槽（具体见炮孔布置图），钻孔孔径为40mm，炸药选用32mm乳化炸药，周边眼全部

11、采取光面爆破法，空气间隔不耦合装药方式选用20mm乳化炸药，全部使用非电导爆管雷管。隧道采用短台阶法开挖，遵循由上到下的开挖原则，上部开挖后，围岩顶壁根据需要安排临时支护。对V、VI级围岩地段，上台阶每循环开挖长度不得大于1榀钢架间距，仰拱开挖前必须完成锁脚锚杆（管）的施工，且仰拱开挖每循环进尺不得大于3m，隧道开挖后必须尽早初封闭成环，V、VI级围岩封闭成环的位置距离掌子面不得大于25m。湾仔站湾仔北站区间隧道围岩级别见下表4-1.表4-1 湾仔站湾仔北站区间隧道围岩级别5、爆破技术设计 5.1车站基坑 5.1.1浅孔爆破距离爆区较近的五支队营房和基坑边的国防光缆、给水管道等建筑及设施，是本

12、工程重点防护对象。为了确保安全，对开挖过程中的孤石及底部基岩厚度小于3m的区域采用浅孔控制爆破施工。 5.1.1.1炮孔布置浅孔爆破钻孔直径为4042mm，梅花形布孔，见图5-1、5-2。孤石爆破炸药单耗严格控制在75150g/m3，孔深大于1.1倍孤石半径，孤石及大块石二次爆破示意图见图5-3。 a-孔距 b-排距 图5-1：浅孔爆破炮孔布置示意图（梅花形） 图5-2 浅孔台阶爆破布孔立面图 图5-3 大块及孤石爆破示意图 5.1.1.2、孔网参数设计 浅孔爆破相关孔网参数可参照表5-1选取表5-1 浅孔爆破参数台阶高度m最小抵抗线mm孔距m排距m堵塞长度 mkg/m30.350.350.3

13、50.350.350.350.350.35炸药单耗kg/m单孔药量kg1.00.70.90.70.780.350.222.01.01.21.01.160.350.843.01.21.31.21.360.351.64 5.1.1.3、装药结构 使用32的条状乳化炸药，连续装药，每孔内用一发导爆管雷管，见下图5-4。 图5-4： 浅孔爆破装药结构示意图 5.1.1.4 起爆网路设计浅孔爆破采用非电起爆网路。即在每个炮孔内用一发非电雷管，孔外采用簇联方式联接，簇与簇之间全部采用1段非电雷管进行接力式起爆。浅孔爆破非电起爆网路如图5-5。图5-5 浅孔爆破非电起爆网络示意图 5.1.2、深孔台阶爆破

14、对于岩层厚度超过3m的爆破区域采用深孔台阶控制爆破。 5.1.2.1、布孔方式深孔台阶爆破采用三角形布孔方式，见示意图5-6。图5-6 车站基坑深孔爆破炮孔布置示意图 5.1.2.2、爆破参数设计1 炮孔直径： d=76mm2 炮孔间距： a=mw13 炮孔排距： b=w14 底盘抵抗线： w1=（2832）d5 炮孔密集系数： m=1.11.56 炮孔深度： L=H+h7 台阶高度： H=35m8 超深： h=0.5m9 炸药单耗： q=0.40kg/m310 填塞长度： L2w111 装药长度： L1=LL212 单炮孔装药量： Q=qaw1H 表5-2深孔台阶松动爆破参数表Hw1habL

15、L1L2Q31.70.51.81.73.50.922.583.6742.00.52.22.04.51.762.747.0452.20.5 2.4 2.25.5 2.642.8610.56 注：1.选用规格为60mm的2#岩石乳化炸药，线装密度取4.0kg/m。 2. 以上参数在规模爆破前须先试爆，以试爆数据及结果调整爆破参数。 3. 如多排，则后排炮孔装药量可适当增加（515）。 5.1.2.3、装药结构根据爆破岩石性质，本工程爆破均采用连续装药结构设计施工，起爆药包位置根据装药长度分别放置于孔中装药段的下部，详见示意图见下图。 图5-7：装药结构示意图 5.1.2.4、起爆网路设计根据爆破区

16、域环境情况，本工程采用导爆管雷管起爆网路，起爆网路连接方式应以控制最大单响药量为准则，可采取2孔1响或单孔单响，在孔内分别装79段导爆管雷管1发，孔外用3段毫秒导爆管雷管联接，最后用1发电雷管或激发针起爆整个网路。图5-8：台阶深孔爆破起爆网路示意图(两孔一响) 图5-9： 起爆网路示意图(单孔单响） 5.2 湾仔站至湾仔北站区间隧道 5.2.1区间隧道（暗挖段）爆破开挖断面区间隧道开挖断面形状为圆形，隧道开挖断面形状尺寸见下图5-10。图5-10 、级围岩断面图 5.2.2 、级围岩段爆破参数设计、级围岩段采用上下短台阶法开挖，分台阶位置在隧道中心向上0.5m处，下台阶开挖落后上台阶2.53

17、.0m。上部断面气腿式凿岩机钻眼，毫秒延时起爆，周边孔采用光面爆破，开挖碴土采用小型挖机扒至下台阶；下部断面凿岩台车钻眼，毫秒延时起爆，周边孔采用光面爆破，下台阶采用小型翻斗车运至洞外。施工中若遇顶部围岩破碎，支护需紧跟时，台阶长度适当延长。当围岩破碎时，除采用分台阶法、环形开挖预留核心土、径向注浆及全断面超前帷幕注浆等措施外，爆破方面也要采用短进尺、多段别等控制措施，以减少炮孔装药量，降低洞内爆破震动效应，确保施工安全。开挖前根据地质情况采用超前锚杆或超前小导管预支护，开挖后及时喷砼封闭，并架设工字钢架及格栅钢拱架。、VI级围岩的隧道断面相同，设计采用相同的布孔方式及爆破参数，布孔时须按各自

18、的外形尺寸布置。上台阶爆破参数见表5-3,炮孔布置方式见图5-12形式，掏槽孔布置见图5-13；下台阶钻爆参数见表5-4，炮孔布置方式见图5-14，台阶法开挖时各种炮孔纵断面示意图见图5-15。爆破时上下台阶同时起爆。表5-3 上台阶钻爆参数项 目单位掏槽眼辅助眼周边眼底板眼装药结构连续装药连续装药间隔装药连续装药倾角度60,63垂直于断面径向外斜35径向下斜35炸药单耗kg/m31.44炮眼深度m1.22.00.80.80.8炮眼数量个8222812起爆顺序段1，3791113孔间距M0.41.40.751.00.60.50.8孔装药量Kg0.580.520.250.60孔径mm40堵塞长度

19、炮孔前未装药部分填满备注根据围岩状况，参数可做适当调整。光爆层厚度75cm。隧道断面积分别为：78.7m2,其中上台阶32.4m2，下台阶46.3m2；图 5-12 上台阶炮孔布置图 图5-13 掏槽孔布置图表54 下台阶钻爆参数项 目单位辅助眼周边眼底板眼装药结构连续装药间隔装药连续装药倾角度垂直于断面径向外斜35径向下斜35单耗kg/m30.92炮眼深度m0.80.80.8炮眼数量个32208起爆顺序段28109孔间距M0.751.00.60.50.8孔装药量Kg0.580.250.62孔径mm40堵塞长度炮孔前未装药部分填满备注根据围岩状况，参数可做适当调整。光爆层厚度75cm。隧道断面

20、积分别为：78.7m2,其中上台阶32.4m2，下台阶46.3m2；图 5-14 下台阶炮孔布置图图5-15 各种炮孔纵断面示意图 5.2.3装药结构隧道内周边眼光面爆破采用小直径药卷（20）空气间隔装药结构。如图5-16。图5-16 周边眼装药结构示意图其余炮眼采用32乳化炸药连续装药结构。如图5-17。图5-17 掏槽眼、辅助眼、底板眼装药结构示意图 5.2.4爆破网路设计隧道爆破掘进采用孔内毫秒延期导爆管雷管，“簇联”方式联接，具体段位详见炮孔布置平面图，孔外采用瞬发导爆管雷管联接。网路联接采取分片簇联（大把抓）方式联接，以免漏连，簇联后再簇联，最后用脉冲起爆器激发，引爆雷管，详见下图。

21、联接处与孔口的长度要尽可能短，预防飞石砸断传爆导爆管。联接后要检查，联接是否符合要求，是否错连等。每束导爆管数量不得大于 20 根。5、6级围岩网路连接示意图见图5-18。 图5-18 5、6级围岩上（左）下（右）台阶网路连接示意图 5.3试爆 在爆破施工前应进行试爆。 爆破试爆时，基坑石方开挖可布置2排炮孔，一次起爆1012个炮孔，孔网参数和装药量按本设计选取。隧道暗挖段按不同级别围岩段以设计爆破参数进行试爆。 试爆可进行13次，观察其爆破的地震波、空气冲击波、飞石、爆堆、块度情况等，测试震动速度。 经比较爆破安全和效果后，对爆破参数进行优化。 工程中的爆破都应观察效果。只有在不断的比较中，

22、才能确保比较理想的爆破效果，获得优化的爆破参数。6、爆破安全 6.1、爆破震动安全校核根据国家标准爆破安全规程，爆破地震波震动速度由下式计算： V=K（ / R） 式中 Q-为最大单段爆破药量；R-为爆破点到被保护物的最近距离；K、-为与爆破点地形、地质等条件有关的系数和指数，这里取K=180，=1.6；在试爆过程中可做震动测试，以修正K、值，指导本次爆破施工。 为了确保爆区周围的建筑物和基坑支护体系的安全，依据爆破安全规程对爆破振动安全允许标准规定，同时考虑到银坑村民房较陈旧，本工程爆破震动速度：对民房、加油站控制在1.0cm/s以内，对其他建筑物控制在 2.0cm/s以内。爆破震动安全校核

23、如下表6-1。 表6-1爆破震动速度的安全校核R（m）2025304050607080100Qm（kg）V=1.0cm/s0.470.921.593.787.3812.7620.2630.2459.07Qm（kg）V=2.0cm/s1.733.395.8513.8727.0846.8074.32110.93216.67爆破作业时必须严格按以上药量控制，在临近临时周边建筑物、地下管沟等区域爆破时，必要时采用单孔单响的方法起爆或单孔多响，将单响药量控制在安全范围内，单响药量以表6-1为控制标准。本工程周边环境复杂，每次爆破炸药量控制在600kg以内。对本工程采取爆破振动监测，通过现场实测数据以指导

24、施工，确保爆破振动的安全。考虑到基坑边30m处有一小型加油站（目前已停业），每次爆破时提前通知加油站。 6.2、爆破飞石防护露天进行爆破时，个别岩块飞散很远，对人的伤亡、建筑物和设施设备的破坏有很大的影响。个别飞石的飞散距离与地形、地质构造、爆破方法、孔网参数以及堵塞长度和堵塞质量有关。参照下面经验公式进行计算：RF = Kd 式中 RF飞石距离，m； K系数，根据以前类似条件下爆破经验取K=15； d炮孔直径，cm； 对于浅孔爆破RF = Kd = 154.0 = 60m；深孔爆破RF = Kd = 157.6= 114m；为了能有效控制个别飞石，确保爆破安全，爆破时采用覆盖安全防护措施。浅

25、孔爆破时，在爆破体处采用沙袋、铁丝网、沙袋覆盖防护，见下图6-1。本工程爆破施工在-15m以下的基坑作业，四周坑壁可遮挡水平方向的飞石，必要时在基坑爆破部位的上方利用支撑梁挂上一道安全绿网，遮挡少数飞出基坑的个别石块。爆破警戒以爆破作业点边沿各向100m。图6-1：浅孔爆破安全防护示意图 6.3、爆破冲击波和噪声本工程每次爆破都严格控制爆破用药量，而且采用毫秒延时爆破方法，保证堵塞质量，做好了覆盖防护，无裸露药包爆破，并且午休和晚上不进行爆破，因此本次爆破工程的爆破冲击波和噪音不会影响人们正常生产工作。 6.4、排水措施在基坑底部低洼处设置集水坑，各工作面积水利用自然地形汇流至集水坑，再集中采

26、用抽水机往外抽排。爆破作业面排水措施纳入施工统一排水规划，详见具体的专项方案。7、爆破施工工艺 7.1、炮孔的布置根据爆破设计上的孔网参数布置炮孔。布置炮孔应由爆破技术人员或者有经验的爆破员进行布孔，并根据现场实际情况适当调整孔网参数，参数调整的幅度不超过10%。布孔的原则是：（1）炮孔位置要尽量避免布置在岩石松动、节理裂隙发育或岩性变化大的地方；（2）特别注意前排抵抗线的变化，防止抵抗线过小出现飞石事故；（3）要注意地形标高的变化，适当调整钻孔深度，保证下部作业平台的标高一致。 7.2、钻孔钻孔操作工人根据炮孔位置进行钻孔，钻孔作业前必须认真清理炮孔周围浮石、松石等、并了解炮孔钻孔钻凿深度、

27、倾角。前排钻孔的孔边距太小、换接钻杆有困难（或者不安全）时应向工程技术人员提出调整孔位和倾角。钻孔完毕后必须对炮孔进行检查，检查孔位、深度、倾角、是否符合要求，孔内有无堵塞、孔壁是否有掉块、以及孔内有无积水、积水深度如何，发现孔位和深度不符合要求时，及时处理，进行补孔或透孔；孔口，周围的碎石、杂物应清理干净，对于孔口岩石破碎不稳固段，应进行维护，避免孔口成喇叭状。发现不合格应进行补孔、清孔。在装药前还应对第一排各钻孔的最小抵抗线进行测定，对形成反坡或有较大裂隙的部位考虑调整药量或间隔装药，抵抗线过大的部位，应进行清理，使其符合设计要求。 7.3、炮孔检查炮孔检查，是指检查孔深、角度、方向和孔距

28、。分三级检查负责制，即打完孔后个人检查、班长抽查及专职检查人员验收，检查的方法是用炮棍来测量炮孔深度，测量时要做好记录。根据实践，炮孔深度不能满足设计要求的原因有：炮孔壁片帮垮落片石而堵孔；排出的岩碴因某种原因回填孔底；孔口封盖不严造成下雨时雨水冲垮孔口或孔内片石下落填塞炮孔；凿岩时，因故岩碴未被吹出，残存岩碴在孔底沉积造成孔深不够。为防止堵孔，应该做到：钻完孔后，要将岩碴吹干净，防止回填，若不能吹净，应摸清规律适当加大钻孔深度；凿岩时将孔口岩石清理干净，防止掉落孔内；防止雨天的雨水流到孔内，可采用围住孔口做围堤的办法；在有条件的地方打完孔后，尽快爆破也是防止堵孔的一个重要方法。 7.4、装药

29、 在根据炮孔验收情况做出施爆设计后，按要求准备各孔装药的品种和数量以及雷管的段别。按照装药结构设计进行装药，对于深孔爆破，为增加单孔装药量可将药卷划破后再装入孔内。在特殊要求的地方，必须采用其他装药方式时，应在爆破技术人员的指导下进行。装药施工应注意： 装药前应对炮孔进行全面检查，确认炮孔合格后，方可进行装药； 装药时要根据炮孔所负担的爆破体积，风化程度，抵抗线大小确定合理装药量； 根据现场情况决定起爆雷管位置，每个装药段都应有起爆雷管，雷管与炸药要捆扎好，预防脱落； 只能用木质或竹质炮棍装药； 装药过程中不得破坏起爆网路。爆破员应按爆破设计说明书的规定进行操作，不应自行增减药量或改变堵塞长度，如确需调整，应征得现场爆破工程技术人员同意并作好变更记录。装药过程中不能超过设计药量，以满足炮孔填塞长度，若装药量超量时，应报爆破工程技术人员来处理。处理过程中一定要注意导爆管不得受到损伤。 7.5、填塞 炮孔堵塞前，应在炮棍上加上刻度，校