隧道工程爆破设计

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　　一、工程概况

　　1、地理位置济南至莱芜高速公路长城岭隧道进口位于章丘市文祖镇三槐树村，出口位于莱芜市雪野镇大厂村。施工现场周围无大型建筑物，仅有少量的民用建筑。长城岭隧道中间处LK40+740里程地表处有与隧道中心线几乎垂直的古齐长城，是重点保护对象。

　　2、工程简况长城岭隧道全长左幅854（右幅759）米，合计1613米，开挖断面达165m2.其中左幅Ⅲ级围岩160米，Ⅳ级围岩480米，Ⅴ级围岩214米；右幅Ⅲ级围岩145米，Ⅳ级围岩371米，Ⅴ级围岩243米，隧道爆破方量约为247454m3.洞口路基段长170米，挖方段主要为隧道洞口处，约18248m3.

　　3、长城岭隧道开挖施工方法长城岭隧道Ⅳ级围岩及Ⅴ级围岩段采用单侧壁导坑法开挖，开挖进尺控制在0.75～1.0m以内，弱爆破技术，小型挖掘机装渣，小型拖拉机运输至洞口处，再由装载机配合大型载重自卸车运输至弃渣场。Ⅲ级围岩采用台阶开挖法进行，光面控制爆破及减震爆破技术。上台阶采用小型挖掘机扒渣至下台阶，再由装载机配合大型载重自卸车运输至弃渣场。爆破进尺控制在1.5米以内。

　　4、洞外路基施工方法土方路基挖方地段直接采用大型挖掘机进行挖除，石方地段采用自上而下松动控制爆破，并采取防护措施。出渣由挖掘机挖装，载重自卸车运输至弃渣场。

　　5、水文地质概况隧道岩体以灰岩为主，岩石较坚硬，节理裂隙发育。挖方路基石方地段岩石为强风化～弱风化的灰岩，岩体破碎，完整性差。线路范围的水文地质条件简单，属裂隙水。

　　6、爆破要求

　　（1）长城岭隧道中部穿过古齐长城，爆破施工时对文物保护要求较高。隧道在爆破开挖时，允许控制在0.2cm/s以内。

　　（2）洞口周围的民用砖房采用爆破振动安全标准为2cm/s以内。

　　（3）对于露天控制爆破个别飞石的警戒距离不小于300m，个别飞石最大距离控制在45m以内。

　　（4）爆破环境技术要求详见《图1 爆破环境平面布置图》。

　　（5）爆破工程量计算

　　工 程 项 目 名 称 长（高）×宽（米） 断面积（m2） 深（长）度（m） 爆破方量（m3）

　　Ⅳ、Ⅴ级围岩 上导坑（单侧） 6.5×9.41 45.4 1308 118766

　　下导坑（单侧） 4.9×7.78 37.5 1308 98100

　　Ⅲ级围岩 上台阶 5.2×15.97 41.59 305 12685

　　下台阶 3.5×16.04 58.7 305 17903

　　洞外路基    18248

　　合   计    265702

　　二、爆破方案选择

　　1．设计依据

　　（1）济莱高速公路第六合同段施工第一册《总体设计 路线 路基 路面 桥涵 交叉其它》、第二分册《隧道》；

　　（2）中华人民共和国爆破安全规程（GB6722-2003）；

　　（3）公安部《爆破作业人员安全技术考核标准》；

　　（4）中铁隧道集团在以往施工的类似本工程的成功经验和资料。

　　2．爆破方案选择

　　（1） 根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线，辅助炮眼交错均匀布置，周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上，掏槽炮眼加深20cm

　　（2） 严格控制周边眼的装药量，采用间隔装药，使药量沿炮眼全长均匀分布，导爆索起爆。

　　（3） 路堑边坡石方开挖采用松动控制爆破，自上而下分层、分段进行，并用砂袋及钢丝网覆盖。

　　3．爆破器材选用

　　根据施工中常用爆破器材，选用以下火工品作为长城岭隧道施工的爆破器材。

　　爆破器材名称 规       格 用     途

　　雷管 火雷管（8#） 起爆

　　1~15段非电毫秒雷管 掘进和传爆

　　炸药 乳化炸药爆速3800~4000m/s直径φ32mm 掘      进

　　2#岩石小药卷，直径25mm 起爆、预裂

　　传爆线 导火索 起   爆

　　6600m/s导爆索 起爆、预裂

　　三、爆破参数的选择与装药量计算1.爆破参数的选择

　　（1）孔深确定：Ⅳ、Ⅴ级围岩取1~0.75m，Ⅲ级围岩取1.5m，

　　（2）周边光爆孔或预裂孔孔网确定：根据a/w=0.7~1.0原则确定，一般a=45~60cm，取50cm；w=50~80cm，取60cm.

　　（3）周边眼线装药密度确定： q线在硬岩段一般取200~350g/m；本段岩石属Ⅲ-Ⅴ级，q线=250g/m.

　　（4）掘进孔孔网参数确定：

　　掘进孔孔网根据单孔装药量负担面积确定： a.w=S=Q单/q.l . Q单一单孔装药量   q一单耗    l一孔深   a一孔距  w 一抵抗线   S一炮孔负担面积（5）单耗确定： 单耗根据类似经验确定，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩周边眼取0.25kg/m、断面开挖取0.5~1.94kg/m3.（6）路基爆破参数为：a=1.2m、b=1.0m、c=1.1m、h=1～1.5m、△h=0.15～0.2m，路堑石方开挖采用松动控制爆破取0.35～0.45kg/m3.（7）掏槽孔确定：

　　①楔形掏槽采用六孔掏槽。

　　②直眼掏槽采用五孔掏槽。其中间孔为空孔，一般不装药，为确保掏槽抛碴，可在底部少量装药，最后起爆抛槽渣。

　　四。 钻爆设计

　　1.Ⅴ级围岩钻爆详见图《图2 Ⅴ级围岩及浅埋段爆破设计图》；

　　2. Ⅳ级围岩钻爆详见图《图3 Ⅳ级围岩爆破设计图》；

　　3. Ⅲ级围岩钻爆详见图《图4 Ⅲ级围岩爆破设计图》；

　　4. 路基光面控制爆破详见图《图5 路基挖方爆破设计图》；

　　五。 药量计算、装药方法、装药结构及炮孔堵塞。

　　1.药量计算见爆破设计图。

　　2.装药方法采用人工用木制炮棍装药，起爆体均在火工品加工房进行加工，起爆体必须专人加工，分段存放。

　　3.装药结构周边眼采用光面或预裂爆破，装药结构为间隔装药；掏槽孔和掘进孔、底板孔采用连续装药结构。

　　4. 炮孔堵塞：

　　炮孔采用人工堵塞，堵塞材料为粘性土卷（需提前加工），用木制炮棍压紧。堵塞长度一般不小于25～30厘米；严禁不堵孔爆破。

　　六．网络设计及起爆方法

　　1. 起爆网络采用并簇连法，按如下顺序连接：

　　孔内雷管分组→周边孔导爆索并接→同段非电雷管双发簇连→双发火雷管起爆。

　　路基爆破起爆：主爆孔并接→同段非电雷管双发簇连→双发火雷管起爆。

　　2.起爆器材：

　　孔内采用非电毫秒雷管和导爆索（周边孔）起爆，孔外采用非电毫秒雷管传爆，起爆采用双发火雷管起爆，导火索长度不小于1.5m. 3.起爆方法：

　　警戒完成后，人工利用香火点燃导火索（2根），立即跑到200m以外安全避炮点。在完成爆破后30min后进入爆区检查，确认无盲炮后方可解除警戒。

　　七。 爆破安全距离计算由于爆破过程中部分炸药能量转化为地震波，同时产生一定飞石、冲击波、爆破毒气和噪声，影响建筑物、机械设备及生命财产的安全，务必对其安全情况进行校验，采取严格的防范措施加以保护确定爆破安全。

　　1. 爆破振动计算：

　　（1）长城岭隧道控制最大段装药量为，Qmax=0.7kg. V=k（Q1/3/R）a  取 k=50   a=1.3  R=65M时。

　　V=50×（0.71/3/65）1.5=0.18cm/s<0.2cm/s（古齐长城场交通隧道安全振动速度） .

　　 2. 爆破冲击波超压的影响：

　　由于隧道施工方向为水平，而隧道洞室爆破均在地下，因此超压冲击波对洞口周围建筑不会造成影响。

　　3、爆破安全距离：

　　A： 隧道爆破时，个别飞石对人员安全距离设定为150m，巷道内对设备安全距离设定为100m（指非机动设备）。

　　B： 路基爆破时，个别飞石对人员安全距离设定为300m以外，同时加强警戒。

　　4.起爆顺序和延期时间：

　　（1）起爆顺序：

　　隧道内：掏槽眼→掘进眼→内圈眼→周边眼。

　　路基：主爆孔→光爆孔。

　　掏槽眼→掘进眼→内圈眼→周边眼。

　　（2）延期时间：一般掏槽孔段间延时差为50ms~75ms.八。 安全技术与防护措施。

　　1、工程现场100m范围内进行实地调查，记录可能影响的构筑物或其它结构状态，记录资料应包括文字和图片资料，现场可作观测标志。

　　2. 必要时可进行地表震动观测，以优化爆破设计。

　　3. 爆堆检查时间：

　　爆堆检查时间应在爆后30min且炮烟排出后，由熟练爆破员进行检查。

　　4. 盲炮处理：

　　由于采用炸药均为乳化炸药，因此发生盲炮后，必须由专职爆破员进行处理。处理方法为：

　　⑴。 能够重新引爆的，加大警戒范围，重新加入起爆体引爆；

　　⑵不能重新引爆的炮孔，采用高压风吹出堵塞炮渣，取出起爆雷管，并将炸药取出；⑶。严禁采用木棍硬捣起爆药卷。

　　5. 严禁利用残眼穿孔，以免钻爆残眼中残留炸药。

　　6. 爆破警戒：装药警戒范围由爆破工作领导人确定，装药时应在警戒边界设置明显标志并派出岗哨；执行警戒任务的人员，应按指令到达指定地点并坚守工作岗位。

　　7. 信号：预警信号：该信号发出后爆破警戒范围内开始清场工作；起爆信号：起爆信号应在确认人员、设备等全部撤离爆破警戒区，所有警戒人员到位，具备安全起爆条件时发出。起爆信号发出后，准许负责起爆的人员起爆；解除信号：安全等待时间过后，检查人员进入爆破警戒范围内检查、确认安全后，方可发出解除爆破警戒信号。在此之前，岗哨不得撤离，不允许非检查人员进入爆破警戒范围；各类信号均应使爆破警戒区域及附近人员能清楚地听到或看到。

　　8. 火工品管理必须有火工品管理人员进行管理，现场火工品使用由爆破员使用，安全员现场监督。爆破完成后，剩余火工品必须全部退库，做到帐账相符，账物相符。

　　9．路基需爆破施工时，起爆前30分钟在两侧300m外设立警戒线，禁止行人进入爆破作业区，爆破完成至少15分钟进爆区检查并确认无瞎炮的情况下再全解除警戒。