亭口水库洞身段专项爆破设计方案汇总

1、洞身段专项爆破设计方案编制:审核:审批:工程项目部0一O年六月四日洞身开挖专项爆破设计一.工程概况1.1工程概况泄洪排沙洞布置于右岸，靠近大坝坝肩位置，主要功能为水库运行期泄洪、排沙，施 工期兼顾导流度汛。洞轴线在平面上与坝轴线成90°夹角。泄洪排沙洞总长340m泄洪洞进口采用压力孔口，进口放水塔为矩形塔体，进口底板高程856.0m,塔内设7.0 x 7.8m 平板检修闸门和7.0 x 7.0m弧形工作闸门各一道，下接明流洞身，洞身断面为园拱直墙型， 尺寸7.5 x 10.5m （宽x高），纵坡坡比1/100,洞身衬砌厚度0.6m1.0m，出口采用挑流 方式消能，泄入下游河床。进口渐

2、变段桩号0+000.000+020.00m,长度20m 纵坡坡比1/100，由7.0mx8.5m 矩形断面渐变至7.5mx 10.565m园拱直墙型断面；顶拱及侧墙喷C20混凝土，厚度0.15m； 底板衬砌采用C40高强防冲耐磨混凝土，侧墙及顶拱衬砌采用 C25W6F150昆凝土，厚度 1.0m;环向采用紫铜止水带与橡胶止水带两道止水。洞身段桩号0+020.000+260.00m,长度240m园拱直墙型断面，断面尺寸 7.5mx 10.565m,桩号 0+020.00 0+240.00m段纵坡坡比 1/100，0+240.00 0+260.00m段纵坡坡 比5/100。顶拱和侧墙拱脚3m范围内

3、布设 丄25砂浆锚杆，长度4.5m,深入基岩4.2m，间 排距1.5m，错开布置；出口 W类围岩段及洞身岩石破碎段在锚杆上挂© 615（0 150钢筋网，局部适时增加刚拱架支护；洞身段顶拱及侧墙喷C20混凝土，厚度0.15m；底板衬砌采用C40高强防冲耐磨混凝土，侧墙及顶拱衬砌采用C25W6F150混凝土，其中桩号0+020.000+220.00m段洞身衬砌厚度 0.6m,桩号0+220.000+240.00m段洞身衬砌厚度 0.8m,桩号0+240.000+260.00m段洞身衬砌厚度1.0m；环向采用橡胶止水带止水。1.2工程地质泄洪排沙洞洞身 0+000.000+206.6m,

4、上覆土层厚度 20.053.5m,上覆基岩厚度 18.023.0m,洞室围岩为洛河组（K12微风化砾岩及砂岩，岩层近水平，裂隙不发育， 岩体完整，洞室围岩为局部稳定性差的川类。泄洪排沙洞洞身0+206.60+249.8m,上覆土层厚度034.0m,上覆基岩厚度8.4 14.7m,洞室围岩为洛河组（K12）弱微风化砾岩及砂岩，岩层近水平，裂隙较发育，岩 体完整性差，洞室围岩为不稳定的W类。1.3主要工程量洞身段工程量见表1-1表1-1泄洪排沙洞洞身段主要工程量序号项目名称单位工程量备注1石方洞挖3 m288482C25砼3 m44393洞内喷C20砼（0.15m厚）2 m76774C40高强防冲

5、耐磨砼m19355钢筋制安t51060 25砂浆锚杆（L=4.5m）根180070 6钢筋网t258回填灌浆2 m30399固结灌浆（孔深5.0m）m423010沥青刨花板2 m33311排水孔（孔深3.0m）m223212橡胶止水带m1035二.施工布置2.1供风系统进口供风站布设在泄洪排沙洞进口左侧附近，安装 1台13 m3/min电动空压机和2台 12m3/min柴油空压机，总供风量为37m3/min，主要供应进口方向洞内开挖、支护施工用风， 采用110mm钢管作为主供风钢管，采用 50mm黑胶管引至各用风工作面。出口供风站布设在变压器附近 960m平台上，安装2台20 m3/min电动

6、空压机，总供风 量为40 m3/min，主要供应出口洞内开挖、支护施工用风，采用 110mm钢管作为主供风 钢管，采用50mm黑胶管引至各用风工作面。2.2供水系统在排沙洞进出口之间 960高程平台建一座高位蓄水池，容量为150m3，采用砖结构， 内壁用防水砂浆抹面。用140米扬程离心泵将水从河里抽到蓄水池。 主要供泄洪排沙洞出 口开挖喷锚支护用水，放水塔施工、泄洪排沙洞洞室开挖、砼衬砌、喷锚支护、回填灌浆、 固结灌浆等。2.3供电系统由630KVA主变压器低压侧接电，枝形出路分别架设线路供至泄洪洞进、出口喷电柜。洞内架设220V铝芯胶皮线（三相四线）260m，掌子面照明采用36v安全电压线路

7、，灯 具采用防爆灯具，每30米设200W照明路灯。2.4施工排水泄洪洞出口工作面采用挖明渠自流的方式将水排至洞外，进口工作面采取设集水井用水泵抽排的方式将水抽至洞外。2.5泄洪洞洞内供风及排烟除尘在洞口安装SDDY-17A型通风机排烟，风筒沿着洞壁右侧上方起拱线附近位置布设。2.6洞内风、水、电布设，见泄洪洞内管线布置示意图2-1 o图27泄洪排沙洞洞内管线布置示惠图三总体施工方案泄洪排沙洞施工总长度0.26公里，其中川类围岩220m W类围岩40 m根据施工现 场的实际情况，本工程隧洞进口处和放水塔紧接， 受放水塔施工影响，隧洞施工主要从出 口工作面进行。在放水塔施工前， 隧洞开挖先从进、出

8、口两个工作面同时开始施工，在进 口工作面全断面掘进至桩号 0+050时，进口工作面施工终止，给放水塔施工留出工作场地。 隧道工程安排一个施工队，同时由隧道的两端按新奥法原理组织施工。根据围岩特点和开挖断面尺寸及现场施工条件，对开挖的方案进行了认真详细的分析 比较后，隧洞开挖采用长台阶法施工，上、下半洞分层、光面爆破法施工，台阶长度20m， 分层高度为上半洞8.2米，下半洞3.7米。W类软弱围岩段施工始终坚持“管超前、弱爆 破、短进尺、早封闭、勤量测、紧衬砌”的原则。采用 YT28手风钻钻孔，全隧采用导管 微差毫秒雷管光面爆破技术，周边孔光面爆破。支护紧随开挖循环进行，喷锚采用锚杆台 架、机械手

9、配合湿喷机作业。洞内用 1.0 m3反铲集中渣料，3m3侧翻装载机装渣，20吨 自卸汽车运碴弃至指定的弃碴场。隧道通风采用大功率风机并联，大直径软管，长距离压入式通风。3.1 隧洞爆破设计方案根据招标文件提供的地质资料，洞身的围岩主要是川、W类围岩，川类围岩开挖段长 220m，W类围岩开挖段长 40m。因此，爆破设计分为川类围岩洞挖、W类围岩洞挖两种 情况分别设计。掏槽眼布置采用楔形掏槽方式。辅助掏槽爆破孔的布置辅助掏槽爆破孔的作用是进一步扩大槽口体积和爆破量，并逐步接近开挖断面形状，为周边眼创造有利的爆破条件。辅助掏槽爆破孔的布置原则：取 E/W=0.60.8，并采用孔底连续装药。崩落爆破孔

10、与底爆破孔的布置崩落爆破孔与底爆破孔沿辅助孔周边及平洞底部布置。崩落爆破孔由内向外逐层布置，逐层起爆。光面爆破周边眼布置周边光爆孔沿隧洞周边布置钻孔，钻孔倾角沿洞壁向外侧倾斜23。（便于下一循环 钻孔布置与实施）。周边孔钻孔要求间距均匀符合规定值，外倾角相等，炮孔相互平行， 深度一致。3.2川类围岩洞室开挖根据隧道围岩、设计断面和机械配备情况，综合分析施工中每道工序的先后顺序及所需时间，计划川类围岩长台阶法施工，每循环进尺2.5m，每天2个循环，日开挖进尺5.0m。 上、下台阶基本为平行作业，上台阶的碴转到下台阶，由下台阶出碴。上台阶开挖采用YT-28凿岩机钻眼，导爆管非电毫秒起爆系统，毫秒微

11、差有序起爆。下半断面也采用YT-28 凿岩机钻眼光面爆破。上台阶由挖掘机扒碴，下台阶用装载机装碴，20t自卸车运碴。施工中合理调整工序，实行“钻爆、装碴、运输”机械化一条龙作业。隧道开挖后及时施作 初期支护。川类围岩开挖爆破设计川类围岩开挖采用长台阶法，钻爆设计如下：本设计钻爆采用2号岩石乳化炸药（药 卷直径32,重0.20Kg，炮眼直径42）、塑料导爆管非电起爆系统，毫秒微差有序起爆。2隧道断面全面积100.27m，其中上半洞开挖高度8.2m，断面面积现将其开挖钻爆设计设 计分述如下：川类围岩上半洞开挖钻爆设计：1）单位岩体炸药消耗量q =14/s a 二 14/66.90+0.8=1.01

12、式中：q单位岩体炸药消耗量（kg/m3）；S 断面面积（吊）（上半洞开挖高度8.2m，S=66.90m）;a修正系数，取，本设计取0.8。2）确定炮眼数目K*S N= =133个 n *r式中N炮眼数目；K单位炸药消耗量，现取1.0 ;S开挖断面面积（上半洞开挖高度 8.2m, S=66.90m）;n炮眼装填系数，现取0.65 ;r炸药的线装药密度，根据药卷直径取0.78。3）确定抵抗线W=17< d=71.4cm 取 75cm4）确定炮眼间距爆破孔a=1.1 < W=82.5cm主爆孔取80cm周边孔a=mx W=0.7X 0.75=0.525m,周边眼间距取 50cm辅助眼主爆

13、孔排距分别 取 75cm 90cm5） 由围岩类别及垂直楔形掏槽查隧道施工手册得掏槽眼与开挖面的夹角a =70。，同 一平面上两炮眼底部间距b=20cm掏槽眼数目6个。6）确定每一循环炮眼深度根据具体施工情况，每一循环进尺定为2.5m。掏槽眼长度 L 掏深=（L+ b）十 sin a = （2.5 + 0.2 ）- sin70 0 = 2.9m,式中L爆破孔深度（m）；b掏槽眼底边超深（m）,取0.2m；a 掏槽眼与开挖面夹角（°）现取 70。掏槽眼间距 B =2C+b=X（ 2.7 - tan70 ° ） +0.2=2.16m b=0.2m掏槽眼示意图7）每一循环装药量Q

14、的计算及炮眼装药量的分配根据炸药供应及围岩情况，使用 2#岩石乳化炸药，其药卷直径为 32mm长度200mm每卷0.2Kg。q 取 1.0Kg/m33V=66.9X 2.5=167.25mQ=1.O1X 167.25=167.25Kg折合 837 卷各炮眼装药量分配如下：每个掏槽眼装药量：q 掏=0.8 X L掏深=0.8 X 2.9 - 0.2=11.6卷，取12卷，每个周边眼装药量：q 周=EX WX L 周 X 0.6 X q=0.5 X 0.75 X 2.7 X 0.6 X 1.0=0.61kg，取3卷；每个底板装药量：q底=1.2 X（ Q N） =1.52kg ,为7.6卷，取9卷

15、；每个爆破孔装药量q 爆=（Q总-Q掏-Q 周-Q底）*（ N总-N掏-N周-N底 ）=1.4kg，取 7 卷;川类围岩下半洞开挖钻爆设计：每一循环装药量Q的计算及炮眼装药量的分配：S开挖断面面积（下半洞开挖高度 3.7m，S=33.3m）;根据炸药供应及围岩情况，使 用2#岩石乳化炸药，其药卷直径为 32mm长度200mm每卷0.2Kg。根据经验初步q取0.9Kg/m3V=33.3X 2.5=83.25m3Q=0.9 X 83.25=74.93Kg 折合 375 卷各炮眼装药量分配如下：每个周边眼装药量q 周=EX WX L 周 X 0.6 X q=0.5 X 0.7 X 3.0 X 0.6

16、 X 0.9=0.57kg ，取 3 卷,每个底板装药量q底周边=1.3 X q 周=0.72kg，为3.6卷，取4卷；每个爆破孔装药量q爆=（Q总-Q周-Q底）*（ N总-N周-N底）=1.22kg，取 6 卷；钻孔布置炮孔布置原则为便于提高机械钻孔效率；提高炸药能量利用率、以降低炸药用量；减少对围岩的扰动，控制好开挖轮廓。川类围岩断面上半洞爆破设计及起爆网络图见附图1323起爆网络川类围岩下半洞爆破设计及起爆网络图见附图 2,药量分配表见表3-1。川类围岩长台阶光面爆破炮眼药量分配表表3-1序号上台阶炮眼分类炮眼数雷管 段数炮孔 深度炮眼装药量每孔药卷数单孔装药量合计药量个段cm卷/孔Kg

17、/孔Kg1上台阶掏槽孔6MS1290122.414.42中空孔2不装药300/3辅助孔4MS327091.87.24内圈孔24MS927071.433.65爆破孔39MS5 MS727071.454.66周边孔42MS1127030.625.27底板孔13MS1327091.823.48合计132158.49下 半 断 面爆破孔11MS130061.213.21010MS330071.414.01111MS530061.213.21210MS730061.212.013周边孔7 X 2=14MS930030.68.4014底周边孔19MS930040.815.2015合计7576.0注：炸药单

18、耗为0.94 kg/ m 3，每循环爆破方量为250.5 m3，施工中根据地质条件随时 修正爆破参数，达到最佳爆破效果。开挖循环作业时间川类围岩开挖喷锚作业循环时间表作业名称作业时间循环时间（小时）(min12345678910111213上台阶测量搭架60钻孑L180装药起爆120通风排险60出渣210喷锚支护210下台阶测量布孔30钻孑L210装药起爆120通风排险30出渣1803注：每循环爆破方量为250.5 m，进尺2.5m3.3 W类围岩洞室开挖泄洪排沙洞洞身0+206.60+249.8m,上覆土层厚度034.0m,上覆基岩厚度8.4 14.7m,岩体完整性差，完整性指数Kv=0.4

19、40.51,岩体纵弹性波速 Vp=19702300m/s, 饱和抗压强度 Rc=16.519.0MPa,地下水位低于洞底，洞室围岩为不稳定的W类，围岩 坚固系数f=23,单位弹性抗力系数 Ko=7.010.0MPa/cm,变形模量E0=3.0GPa泊松 比卩=0.25。围岩自稳时间很短，可能会发生规模较大的变形破坏，开挖支护遵循“短进 尺、弱爆破、快支护、勤观察”的原则。钢拱架采用20#工字钢，规格200mmx 102X9mm 每榀钢拱架分成6节组装，拱架连接处用& =10m啲钢板焊接牢固。拱架间距 80cm,每两 榀拱架之间采用18#槽钢焊接牢固，槽钢环向间距1.0m，然后在拱角和顶

20、拱挂?620X 200钢筋网，侧墙及顶拱喷15cm厚的C20砼，在下半洞开挖断面成型后，再进行二次拱 架接腿施工，将拱脚置于基岩上，并在底部设置 &=10mm钢板增强牢固性，然后进行二次 挂?620X 200钢筋网，并喷15cm厚的C20砼。3.3.1 W类围岩开挖爆破设计W类围岩开挖采用台阶法，钻爆设计如下：本设计钻爆采用2号岩石乳化炸药（药卷直径32,重0.20Kg，炮眼直径42）、塑料导爆管非电起爆系统，毫秒微差有序起爆隧道断面全面积117.74韦，其中上半洞开挖高度8.2m，断面面积现将其开挖钻爆设计设计分述如下：331.1W类围岩上半洞开挖钻爆设计：1）单位岩体炸药消耗量q

21、=14/s a = 1式中：q单位岩体炸药消耗量（kg/m3）；s 断面面积（m）修正系数，取，本设计取0.82）确定长台阶的炮眼数目K SN151nf r式中N炮眼数目；K单位炸药消耗量，现取1.0 ;S开挖断面面积（上半洞开挖高度 8.2m，S=72.54m）;n炮眼装填系数，现取0.60 ;r炸药的线装药密度，根据药卷直径取0.8。2）确定抵抗线W = DK 二 63cm 选取 65cm式中W最小抵抗线（cm）；D炮孔直径（mm；K系数，取115,本设计取15。3）确定炮眼间距爆破孔a = W 1.1二71.5cm，主爆孔取70cm；周边孔a=mx W=0.8X 0.65=0.52m，周

22、边眼间距取取50cm辅助眼主爆孔排距分别取 70cm 85cm;4） 由围岩类别及垂直楔形掏槽查隧道施工手册得掏槽眼与开挖面的夹角a =70。，同平面上两炮眼底部间距b=20cm掏槽眼数目6个。5) 确定每一循环炮眼深度根据具体施工情况，每一循环进尺定为2m。掏槽眼长度 L 掏深=(L+ b)十 sin a = (2+ 0.2 )- sin70 0 = 2.34m,式中l爆破孔深度(m ；b掏槽眼底边超深(m),取0.2m；a 掏槽眼与开挖面夹角(°)现取 70°。掏槽眼间距 B =2C+b=2X( 2.34 - tan70 ° ) +0.2=1.8m1.8m掏槽

23、眼示意图6) 每一循环装药量Q的计算及炮眼装药量的分配根据炸药供应及围岩情况，使用 2#岩石乳化炸药，其药卷直径为 32mm长度200mm 每卷0.2Kg oq 取 1.0Kg/m33V=72.54X 2=145.08mQ=1.0X 145.08=145.08Kg折合 726卷各炮眼装药量分配如下：每个掏槽眼装药量：q掏=0.8 X L掏深=0.8 X 2.34 - 0.2=9.3卷，取9卷，每个周边眼装药量：q 周=EX WX L 周X 0.6 X q=0.5 X 0.65 X 2X 0.6 X 1.0=0.39kg , 取 2 卷；每个底板装药量：q底=1.2 X( CK N) =1.15

24、kg，为5.75卷，取6卷；每个爆破孔装药量 q爆=（Q总-Q掏-Q周-Q底）*（ N总-N掏- N 周-N 底）=1.37kg，取 7 卷；3.3.1.2 W类围岩下半洞开挖钻爆设计每一循环装药量Q的计算及炮眼装药量的分配，S开挖断面面积（下半洞开挖高度 4.565m，S=45.19mb;根据炸药供应及围岩情况，使用 2#岩石乳化炸药，其药卷直径为 32mm长度200mm 每卷0.2Kg o根据经验初步q取0.9Kg/m3V=45.19X 2=90.38m3Q=0.9 X0.38=81.342Kg折合 406 卷各炮眼装药量分配如下：每个周边眼装药量q 周=EX WX L 周 X 0.6X

25、q=0.5X 0.65X 2.0X 0.6X 0.9=0.35kg,取 2 卷,每个底板装药量q底周边=1.3X q周=0.455kg，为2.3卷，取2.5卷；每个爆破孔装药量q爆=（Q总-Q周-Q底）十（N总-N周-N底）=1.19kg，取 6卷；钻孔布置炮孔布置原则为便于提高机械钻孔效率； 提高炸药能量利用率、以降低炸药用量；减 少对围岩的扰动，控制好开挖轮廓。W类围岩断面上半洞爆破设计及起爆网络图见附图 3o 起爆网络W类围岩断面下半洞爆破设计及起爆网络图见附图4,药量分配表见表3-2W类围岩长台阶光面爆破炮眼药量分配表表3-2序号上台阶炮眼炮眼数雷管炮孔炮眼装药量分类段数深度每孔药卷数

26、单孔装药量合计药量个段cm卷/孔Kg/孔Kg1上台阶掏槽孔6MS123491.810.82中空孔2不装药220/3辅助孔3MS322061.23.64内圈孔27MS1122061.232.45爆破孔55MS5 MS7 MS!922061.2666周边孔43MS1322020.417.207底板孔15MS1522061.218.08合计151148.09下 半 断 面爆破孔11MS122061.213.21011MS322061.213.21111MS522061.213.21211MS722061.213.21311MS922061.213.214周边孔18MS1122020.47.215底周

27、边孔21MS132202.50.510.516合计9483.7注：炸药单耗为0.98 kg/ m 3，每循环爆破方量为235.46 m3 ,施工中根据地质条件随 时修正爆破参数，达到最佳爆破效果。开挖循环作业时间w类围岩台阶法开挖喷锚作业循环时间表作业名称作业时间(min)循环时间(小时)12345678910111213上台阶测量搭架60钻孑L180装药起爆120通风排险60出渣210钢拱架喷锚支护210下台阶测量布孔30钻孑L210装药起爆120通风排险30出渣180注：每循环爆破方量为235.46 m3，进尺2.0m四、施工安全管理4.1、安全生产保证措施(1) 认真执行安全生产制度、安

28、全教育制度、安全技术措施制度、安全交底制度、安 全检查制度及事故分析制度。(2) 现场常设经过培训具有担任安全工作资格的专职安全员两名，制定健康保护与事 故预防措施及个人检查，查看所有安全规则与条例的实施情况。驻地管理人员一律佩证上 岗，佩证内容有姓名、职务和本人照片，安全员的佩证为红色以示醒目。(3) 现场周围配备、架立必要、明显的安全标志牌，包括警告与危险标志、安全与控 制标志及道路标志等。所有标志的尺寸、颜色、文字与地点均须经监理工程师认可。(4) 炸药库的位置与设计、炸药运输方法、炸药的管理与使用以及防止事故所采取的 措施必须符合国家的法定规章的规定。(5) 爆破材料的运输、储存、加工

29、、现场装药、联线、起爆及瞎炮处理必须遵守爆破安全规程(GB6722-2003的有关规定。进行爆破时，人员必须撤至受爆破影响范围 之外(距爆破面工作面一般不少于 200m ；当开挖与衬砌平行作业时，根据混凝土强度、 围岩特性以及爆破规模等因素确定安全距离(不小于30m ；爆破后必须立即进行安全检查，查出有未起爆的瞎炮后按有关规定进行处理，确认无误后方能出渣。(6) 隧道内如遇有害气体，所有人员立即停止工作，并撤至洞外，在采取措施确认无危险后方可继续进洞施工。施工中对有害气体定时检测、记录，并安装连续监测可燃气体 和有害气体的分析仪和报警器，同时为施工人员提供各种必要的安全工具、安全灯，在可能出现有害气体地区提供防毒面具。(7) 施工中一旦发生危害工程安全、工程进度和工程质量的事故时，立即采取必要的抢救措施并以最快的方式将事故的简要情况报告监理工程师。按监理工程师的指示消除事故产生的危害和影响，并查明事故原因。4.2施工现场生产安全救援预案爆破事故应急预案进出口明挖均是大方量石方开挖，爆