重庆市轨道交通一号线第8标段隧道石方开挖爆破施工方案.docx

1、重庆市轨道交通一号线第8标段隧道石方开挖爆破施工方案重庆市轨道交通一号线第8标段区间隧道、车站基坑石方开挖爆破施工方案一、 编制依据1 中华人民共和国民用爆破物品管理条例；2 国家标准爆破安全规程3 重庆市轨道交通一号线（朝天门沙坪坝）工程初步设计；4 与业主签订的中标合同文件；5 地形、地质及环境条件的实地调查和复核资料；6 本合同段实施性施工组织设计编写大纲。二、 工程概况(一)工程简介重庆市轨道交通一号线是重庆市轨道交通线网中的骨干线路，线路起于朝天门站，终点大学城，全长约38.04km。本标段工程范围：大坪站至石油路站区间隧道（右线里程：K8+114K8+805.3）、石油路车站（右线

2、里程：K8+805.3K9+10.7）、石油路站至歇台子站区间隧道（右线里程：K9+10.7K9+540）。区间隧道位于交通繁忙的市政交通主干道及其人行道下，地面绿化景观较好，管线较多，周边建筑以多层为主。区间隧道K8+114K8+200顶板埋深14.221.3m，按深埋隧道设计，K8+200K8+805.3顶板埋深7.214.2m，按浅埋隧道设计，K9+10.7K9+500段遂道顶板埋深6.018.5m，按浅埋隧道设计，K9+500K9+540段遂道顶板埋深18.522.8m，按深埋隧道设计。石油路车站位于大石路北侧路面下，车站为地下两层结构，车站建筑规模是18.7*205.4m，底板埋深约

3、16.21m，顶板埋深约3.0m。区间隧道采用暗挖方案，衬砌结构按新奥法原理设计，采用复合式衬砌，矿山法施工。车站采用明挖方案，排桩支护。石方开挖工程量：区间隧道K8+114K8+805.3段73720m3、K9+10.7K9+540段87676.8 m3；车站基坑约60000m3。(二)工程地质及水文地质简述1地形地貌(1) 区间隧道段（里程桩号K8+114K8+805.3、K9+10.7K9+540）宏观地貌景观呈深切割丘陵地貌景观。属构造剥蚀的丘顶缓台。海拔高程312.83335.9m，相对高差23.1m，地形平缓，起伏小，坡度小于5。(2) 石油路车站段（里程桩号K8+805.3K9+

4、10.7）拟建场地段沿线路方向从龙王洞背斜西翼（化龙桥向斜东翼）行进、在里程桩号K9+945处通过化龙桥向斜轴部进入向斜西翼，为构造剥蚀浅丘宽缓台地地貌。场地地面标高在323333m间，地势平缓、相对高差小于10m。2水文地质条件拟建区间隧道沿线多位于构造剥蚀丘陵地貌上，地势居高，第四系覆盖层厚度小，基岩大片出露，为砂岩泥岩互层的陆相碎屑岩，含水微弱。地下水富水性受地形地貌、岩性及裂隙发育程度控制，为大气降雨和地面池塘水体渗漏补给。一般情况下，第四系松散层含孔隙水，砂岩含孔隙裂隙水（主要为裂隙水），泥岩为相对隔水层。根据沿线地下水的赋存条件、水理性质及水力特征，沿线地下水可划为第四系松散层孔隙

5、水、碎屑岩类孔隙裂隙水。沿线地下水水质较好，对混凝土无腐蚀性。3工程地质条件(1) 里程桩号K8+114K8+200段路线走向与地质构造线大角度斜交，岩层呈单斜状产出、倾角14，岩体完整性好。隧道顶板埋深14.221.3m，顶板岩层厚度1318.5m，围岩为中等风化程度的灰色细中粒结构、块状构造的长石砂岩，属深埋洞室，围岩级别为级。(2) 里程桩号K8+200K8+555段路线走向与地质构造线大角度斜交，岩层产状平缓、倾角8左右，隧道顶板埋深7.214.2m，顶板岩层厚度3.1613m，围岩为中等风化程度的灰色细中粒结构、块状构造的长石砂岩，围岩级别为级，按浅埋隧道设计。(3) 里程桩号K8+

6、555K8+805.3段路线走向与地质构造线大角度斜交，岩层倾角8左右，隧道顶板埋深7.79.6m，顶板岩层厚度5.56.1m，围岩为中等风化程度的互层状砂质泥岩与砂岩，岩体节理裂隙不发育，岩体较完整，围岩级别为级，按浅埋隧道设计。(4) 里程桩号K9+10.7K9+540段路线走向与地质构造线大角度斜交，岩层倾角8左右，隧道顶板埋深9.520m，顶板岩层厚度2.116.8m，围岩为中等风化程度的互层状砂质泥岩与砂岩，岩体节理裂隙不发育，岩体较完整，围岩级别为级。K9+10.7K9+500按浅埋隧道设计, K9+500K9+540按深埋隧道设计。(5) 石油路车站（里程桩号K8+805.3K9

7、+10.7）场地上部覆盖层薄，一般厚度1.03.0m，局部厚度可达5.08.0m，下伏基岩岩性主要为上沙溪庙组紫色层状构造的砂质泥岩夹数层灰色细中粒结构、块状构造的长石砂岩组成。隧道围岩岩体完整，构造影响轻微，节理裂隙不发育，表层土体中有少量上层滞水、单层厚度较大的砂岩层中存在基岩孔隙裂隙水，场地内未发现不良地质现象，场地稳定。车站揭露地层有第四系填土和粉质粘土，侏罗系中统上沙溪庙组（J2S）。基岩层为砂岩和砂质泥岩。侏罗系中统上沙溪庙组（J2S）：a. 砂岩灰色、紫灰色，局部呈紫红色，主要矿物成分为石英、长石，含少量云母及粘土矿物，中细粒砂状结构，中厚层状构造，为泥、钙质胶结，以钙质胶结为主

8、。强风化带厚度一般0.51.0m，岩质软，风化裂隙发育、岩体破碎。中等风化带岩石岩质较硬，裂隙不发育，岩芯呈柱状。中等风化砂岩岩体完整程度为较完整完整。b. 砂质泥岩包括泥岩、砂质泥岩。紫红色，泥质、粉砂质结构，薄中层状构造，主要矿物成分为粘土矿物，含钙质、砂质。强风化带厚度一般0.52.0m，岩质软，风化裂隙发育、岩体破碎。中等风化带岩石岩质较软，裂隙不发育，岩芯呈柱状。中等风化砂质泥岩岩体完整程度为较完整完整。(三)施工特点难点1. 本工程为市政地铁隧道，位于市区繁华地带，爆破施工受邻近建筑物及地下管线限制，影响每次爆破用药量及循环进度深度。2施工顺序：先开挖石油路明挖车站，再分两头开挖区

9、间隧道，区间遂道从明挖车站基坑出渣。3隧道浅埋段较长，围岩等级较低，局部施工需采取辅助措施。4车站与区间隧道土石方不能平行施工，隧道循环进尺短。三、工期及施工进度安排(一)工期目标本标段计划2007年12月20日开工，2009年5月30日竣工。施工总工期18个月。分三个单位工程施工：大坪站至石油路站区间隧道（右线里程：K8+114K8+805.3）、石油路车站（右线里程：K8+805.3K9+10.7）、石油路站至歇台子站区间隧道（右线里程：K9+10.7K9+540）。本方案为土石方开挖的爆破设计，故只考虑开挖土石方的持续时间。本标段土石方开挖以石油路车站和大坪站至石油路站区间隧道为控制目标

10、。各单位工程工期：车站土石方4个月，区间隧道石方开挖8个月。大坪站至石油路站区间隧道和石油路站至歇台子站区间隧道石方开挖平行施工。(二)具体安排 第一阶段：施工准备：主要完成施工便道、供水、供电、供风、生产与生活用房、交接桩撅和控制点复测及控制测量、复核技术资料、砼配合比的选择及进场材料的试验、修建危险品仓库、办理临时征地拆迁、组织设备、人员、材料进场等、要求在2007年 月 日前完成以上工作。 第二阶段：主体施工阶段，完成大坪站至石油路站区间隧道、石油路车站、石油路站至歇台子站区间隧道的施工，自2007年 月 日至2009年 月 日，拟用时间16个月。第三阶段：工程收尾及移交阶段，主要完成本

11、标段现场清理、整修、竣工资料整理编制及验交等工作，自2009年 月 日至2009年 月 日，拟用时间两个月。(三)主要技术指标1. 隧道开挖支护指标（单口）: 90m/月；2. 车站基抗开挖指标： 25000m3/月；3. 作业循环时间（隧道）(1) 级围岩C型断面：576min/每循环，循环进尺1.2m,日进尺3 m;(2) 级围岩C型(浅埋加强)断面：576min/每循环，循环进尺1.2m,日进尺3 m;(3) 级围岩D型断面：720min/每循环，循环进尺1.5m,日进尺3 m;(4) 级围岩E型断面：576min/每循环，循环进尺1.2m,日进尺3m；(5) 级围岩A型(浅埋加强)断面

12、：1440min/每循环，循环进尺1.5m,日进尺1.5m；(6) 级围岩B型(浅埋加强)断面：720min/每循环，循环进尺1.5m,日进尺3m；(7) 级围岩B型断面：720min/每循环，循环进尺1.5m,日进尺3m；三、 主体工程施工方案及施工方法(一)总体施工方案1. 大坪站至石油路站区间隧道、石油路站至歇台子站区间隧道为复合式衬砌设计，按新奥法施工，待石油路车站基坑开挖基本完成后，从车站基坑向两端掘进。开挖方法：(1) 级围岩C型断面（左线K8+174.212K8+200;右线K8+114K8+146.212、K8+156.212K8+200）采用全断面开挖;(2) 级围岩C型(浅

13、埋加强)断面（左线K8+200K8+805.3、K9+10.7K9+115.306；右线K8+200K8+805.3、K9+10.7K9+115.306）采用全断面开挖;(3) 级围岩D型断面（左线K8+114K8+146.212）采用上下台阶法开挖；(4) 级围岩E型断面(左线K8+146.212K8+174.212右线K8+146.212K8+156.212)采用全断面开挖；(5) 级围岩A型(浅埋加强)断面(K9+115.306K9+238.562)采用双侧壁导坑开挖；(6) 级围岩B型(浅埋加强)断面(K9+238.562K9+500)采用单侧壁导坑开挖；(7) 级围岩B型断面(K9+

14、500K9+540)采用上下台阶法开挖。总体实施掘进（钻爆、无轨运输出渣）、支护（管棚、拌、运、锚、喷）、衬砌（拌、运、灌、振捣）三条机械化作业线。通风采用大功率通风机、大口径软管、压入式供风。2超前支护根据导管（棚管）管径的大小，分别采用YT28风动凿岩机或地质钻孔（油压XU-300型）导孔及ZTGZ-60/120注浆机施作。初期支护采用YT28风动凿岩机打锚杆孔，喷射砼采用湿式作业，人工架立钢格栅或型钢支撑，出渣采用侧翻式装载机装渣，单洞单线采用农用车倒运至临时存渣池，再用15t自卸汽车转运至弃渣场，单洞双线直接用装载机装车，15t铁马车运输。3隧道衬砌混凝土采用集中拌合站搅拌，混凝土搅拌

15、运输车运送，混凝土输运泵、液压自行式钢模衬砌台车（车长12m）全断面衬砌一次成型的施工工艺。4车站基坑石方开挖采用YT28风动凿岩机钻孔，秒延期电雷管爆破，边坡按光面爆破实施。隧道采用YT28风动凿岩机钻孔，根据不同的开挖方法和钻孔作业的要求，使用整体式移动工作平台，采用非电毫秒雷管爆破，周边孔按光面爆破参数布空和装药。(二)区间隧道开挖1. 洞身开挖(1) 施工开挖:大坪站至石油路站区间隧道、石油路站至歇台子站区间隧道均由石油路明挖车站基坑单向进洞，施工临时设施主要布置在车站基坑两端。施工时应注意施工方法，浅埋隧道及穿越重要构筑物地段，必须做到短进尺、少装药、弱爆破，加强初期支护，进行地表和

16、洞内监测，严格控制沉降。施工过程中应做好施工组织，做好施工通风和防尘；施工超挖部分用初支混凝土回填。在施工过程中预备一定的钢格栅或工字钢作为初期支护或临时支护用，以便遇到紧急情况时能够及时支护。(2) 施工方法a. 开挖用的脚手架一律使用自制整体移动式操作平台。b. 钻眼：爆破孔、锚杆孔采用风动YT-28风动凿岩机，一字形合金钻头，孔径3842m；钻注浆小导管孔时采用50柱齿钻头。c. 爆破：洞身开挖爆破采用二号岩石硝铵炸药，密度0.851.05g/,药卷直径32mm；周边眼采用光爆药卷，直径为22mm，线装药密度0.37kg/m。起爆方式均采用非电毫秒雷管分段起爆。d. 出渣：出渣用侧翻式装

17、渣机装车，1015T自卸汽车运至弃渣场，单洞单线隧道需先用农用自卸汽车倒运至存渣池。找顶及危石排除用反铲挖掘机施作，当采用微型台阶分部开挖时，上台阶的洞渣用反铲挖掘机勾到下台阶，与下台阶上的洞渣一起装运。2. 隧道开挖爆破设计(1) 炮眼布置a. 掏槽眼，根据需要选用锲形掏槽布置，无空眼掏槽布置；b. 爆破眼，按圆弧等间距布置，间距0.81.0m,周边光爆眼间距为0.50.6m,光爆层0.60.7m。(2) 循环进尺a. 级围岩C型断面：钻眼深度1.3m，炮眼利用率按95%，循环进尺1.2m;b. 级围岩C型(浅埋加强)断面：钻眼深度1.3m，炮眼利用率按95%，循环进尺1.2m;c. 级围岩

18、D型断面：钻眼深度1.6m，炮眼利用率按95%，循环进尺1.5m;d. 级围岩E型断面：钻眼深度1.3m，炮眼利用率按95%，循环进尺1.2m；e. 级围岩A型(浅埋加强)断面：钻眼深度1.6m，炮眼利用率按95%，循环进尺1.5m；f. 级围岩B型(浅埋加强)断面：钻眼深度1.6m，炮眼利用率按95%，循环进尺1.5m；g. 级围岩B型断面：钻眼深度1.6m，炮眼利用率按95%，循环进尺1.5m；(3) 炸药品种及药卷直径a. 采用2号岩石硝铵炸药，爆破眼用32mm药卷，线装药度0.75kg/m;光爆眼用22mm药卷，线装药密度0.37kg/m;b. 有渗漏水地段使用乳化炸药，药卷直径与2号

19、岩石硝铵炸药相同，线装药密度按炸药密度为1.051.35g/计算。(4) 雷管类型及使用a. 选用非电爆管毫秒雷管为起爆器材，段别为120段；b. 雷管跳段使用，塑料导爆管（脚线）长5.0m，网路采用并簇联方式。(5) 炮眼装量及单耗qa. 每米炮眼装药长度以装填系数（%）表示，掏槽眼装填系数为60%70%，辅助眼为4050%，周边眼为70%；b. 单位炸药消耗量q (kg/) ,级围岩q=0.71.0kg/,级围岩q=0.91.2kg/;(6) 钻爆设计示意图a. 级围岩C型断面钻爆设计示意图b. 级围岩C型(浅埋加强)断面钻爆设计示意图c. 级围岩D型断面钻爆设计示意图d. 级围岩E型断面

20、钻爆设计示意图e. 级围岩A型(浅埋加强)断面钻爆设计示意图f. 级围岩B型(浅埋加强)断面钻爆设计示意图g. 级围岩B型断面钻爆设计示意图 (三)车站基坑石方开挖钻爆设计1. 机具材料选择(1) 钻孔：选用YT-28风动凿岩机；(2) 供风：选择移动式油动空气压缩机612/min;(3) 供水：采用变频抽水机供水；(4) 爆破器材：选用2号露天硝铵炸药，浅孔爆破药卷直径32mm；选用秒延期电雷管作起爆器材。2. 炮孔布置按多排炮孔布置，但排数以3排最佳，一般不得超过5排，排数越多爆破效果越差，炮孔布置见下图 (1) 抵抗线：w=(0.41.0)H;(2) 间距：a=(2.03.0)w(3)

21、排距：b=(0.30.5)a;垂直孔时b=w;(4) 孔深：L=H+h;倾孔时L=H+h/sin;(5) 孔倾角：= ;向下打倾斜孔，爆渣抛向基坑纵向方向；(6) 炮孔超深：h=（0.10.15）H;(7) 边坡光面爆破孔，孔距：E=（0.60.8）m,倾斜度与设计坡面同。3. 炮孔装药量(1) 浅炮孔用药量可按松动包的公式计算： Q=0.33e*q*a*b*L式中：Q单孔炸药量，kg; e炸药换算系数，硝铵炸药e=1; q单位岩石的硝铵炸药消耗量，kg/;软石为q=1.4kg/,坚石为q=1.6kg/,基坑石方爆破一般有两个自由面，应乘0.83系数。=0.83*q*e L炮孔深度，m;垂直炮

22、孔时，L=H，倾斜炮孔时，L=H/sin； a、b意义同前。(2) 炮孔装药量计算按照上式计算结果列表计算如下，施工时可供参考。基坑石方爆破参数表台阶高度炮孔深度炮孔间距炮孔排距抵抗线爆破体积标准单位药量单孔装药量单位耗药量H(m)L(m)a(m)b(m)W(m)V(m3)q(kg/m3)平坦地形Q=0.36qaWL斜坡地形Q=0.33qaWLq(kg/m3)0.50.540.50.540.50.141.160.060.050.380.80.860.80.800.80.551.160.230.210.381.01.080.80.860.80.691.160.290.260.381.21.291

23、.20.860.81.241.160.520.470.381.51.621.21.081.01.941.160.810.740.381.81.941.21.081.02.331.160.970.890.382.02.151.51.081.03.231.161.351.240.38(3) 实际施工时，因炮孔多，不一一计算，装药量大致取等于炮孔深度的1/41/3左右。4. 坡面光面爆破在坡面上实施光面爆破技术，为的是保护边坡稳定，获得一个光滑、平整的壁面，达到符合设计轮廓的目的。(1) 炮孔布置沿设计开挖线等间距布置炮孔，倾角与边坡坡度一致，孔深与台阶高度相同。(2) 光面爆破参数最小抵抗线（光爆

24、层厚度） =Kd式中：K1525，软岩取大值，硬岩取小值； d炮孔直径，孔浅光面爆破取d=(3842)mm; 孔径炮孔间距 =（0.60.8）炮孔长度=H /sin+h式中：H台阶高度，m，浅孔取H4.0m为佳； 边坡坡度，即钻孔角度； h超钻深度，m，浅孔取h=0.5。(3) 边坡光面爆破装药量线装药密度： =*（g/m）式中：光面爆破的单位耗药量（g/）,泥岩取=150250 g/，砂岩取=190300 g/。 炮孔装药量=* (g)五、爆破安全距离(一)爆破地震的破坏判据及安全允许距离 1. 在国内，目前通常采用地面垂直最大振动速度做为破坏判据，爆破安全规程规定：地面建筑的爆破振动判据，

25、采用保护对象所在地质点峰值振动速度和主振频率；水工隧道、交通隧道、矿山巷道、水电（厂）中心控制室设备、新浇大体积混凝土的爆破振动判据，采用保护对象所在地质点峰值振动速度。2. 爆破振动安全允许距离，其规定见下表爆破振动安全允许标准序号保护对象类别安全允许振速(cm/s)10Hz10Hz50Hz50Hz100Hz1土窑洞、土坯房、毛石房屋0.51.00.71.21.11.52一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物2.02.52.32.82.73.03钢筋混凝土结构房屋3.04.03.54.54.25.04一般古建筑与古迹0.10.30.20.40.30.55水工隧道7156交通隧道10207矿山巷道1

26、5308水电站及发电厂中心控制室设备0.59新浇大体制混凝土龄期：初凝3d3d7d7d28d2.03.03.07.07.012.0注：1 表列频率为主振频率，系指最大振幅所对应波的频率。2 频率范围可根据类似工程或现场实测波形选取，选取频率亦可参考下列数据：洞室爆破20Hz深孔爆破10Hz20Hz浅孔爆破40Hz100Hz。3 本表摘自。3. 一般砖房在不同距离的爆破振动允许药量区间隧道沿线多为多层建筑，现以一般砖房为保护对象，计算其在不同距离情况下，爆破振动的允许药量。允许用药量按下式计算 Q=R3(V/K)3/ Q一次(响)爆破振动允许药量(kg)R自爆源中心至被保护建筑物的距离(m)V保

27、护对象所在地质点振动安全允许速度（cm/s），重庆市地方规定：市区爆破允许振动速度V2cm/s。K介质系数，取决与传播爆炸波的介质性质，中硬岩石K=150250;软岩石K=250350;衰减系数，与传播距离有关，近距离为2.0,远距离为1.5。按照上式和爆破安全允许标准，今取V=2.0cm/s，K=250, =2.0，列表计算结果见下表。一般砖房距爆破点的不同距离的振动允许药量序号至爆源中心的距离R(m)振动速度安全值V(cm/s)介质系数K衰减系数爆破振动允许药量Q(kg)152.02502.00.092102.02502.00.723152.02502.02.424202.02502.05

28、.725252.02502.011.186302.02502.019.327352.02502.030.688402.02502.045.809452.02502.065.2010502.02502.089.44注：表中计算数据仅供参考。为安全起见，用药量偏大时，宜采用延时爆破，用分段延时爆破来控制振动速度。(二)空气冲击波安全距离冲击波是炸药爆炸时的又一种外部作用效应，在靠近爆源处，在爆炸冲击波的作用下，可引起爆炸材料的爆轰或燃烧。在这爆源一定范围内，爆炸冲击波对人员具有杀伤力，对建筑物、构造物、设备可造成破坏。爆破安全规程（GB6722-2003）规定：露天裸露爆破大块时，一次爆破的炸药量

29、不应大于20kg, 并应按下式确定冲击波对掩体内避炮作业人员的安全距离。1. 对掩体内的人员R= 式中R空气冲击波对掩体内人员的最小允许距离（m）延Q一次爆破的炸药量，秒延时爆破取最大分段药量计算，毫秒延时爆破按一次爆破的总药量计算（kg）.例：以最大一段药量5.72kg为例，计算空气冲击波对掩体内人员的安全距离。R=44.7m2. 对被保护的建筑物，一般松动爆破时，不考虑爆破冲击波的安全距离，抛掷爆破时，可按下式计算：R= Kn式中：R空气冲击波对被保护对象的最小允许距离，m;Kn与爆破作用指数和破坏状态有关的系数，本工程不采用抛掷爆破，故取Kn=0.51.0进行计算。例：以装药量为20kg为加强松动爆破进行计算：R= Kn=1.0*=4.47m计算结果表明R=4.479.5m,冲击波对建筑物的安全距离远小于振动对建筑物的安全距离，因此，爆破安全规程规定：爆破作用指数n3的爆破作业，对人员和其他保护对象的防护，应首先考虑个别飞