兴国隧道爆破方案设计

1、（1）现行的国家有关方针政策，以及国家和行业有关法律、规范、验标、施工指南和行业最新规章制度等；（2）新建南昌至赣州铁路客运专线兴国隧道及相关工程（CGXJ标）施工图图纸；（3）昌赣客专兴国隧道实施性施组；（4）爆破安全规程（GB6722-2011）；（5）项目经理部的组成、机械设备、各类技术人员配备及施工队伍施工能力的基本情况；（6）国家和地方关于环境保护、职业健康安全、水土资源及文物保护、节能减排的要求。（7）公司类似工程的施工经验。2工程概况新建南昌至赣州客运专线兴国隧道站前工程CG-XJ标段。兴国隧道起讫里程：DK319+342.4DK329+687.5，全长10345.1m。主要工程

2、数量：兴国隧道10345.1延长米、里溪斜井1座/763延长米、兴国隧道无砟道床10345.1m及相关附属工程。隧道进口与竹高坡大桥赣州台台尾相接，采用倒切开孔式缓冲结构洞门，洞口里程为DK319+342.4，明暗分界里程为DK319+358。隧道出口与朱屋大桥南昌台台尾相接，采用斜切开孔式缓冲结构洞门，洞口里程为DK329+687.5，明暗分界里程为DK329+668。隧址区位于赣中南褶隆，大湖山、芙蓉山隆断束中部。岩浆活动强烈，先后经历了印支、燕山期等多次强烈的构造运动，断裂纵横切割，形成多种形态的褶皱与不同组合的断裂。区域内的主构造主要有北东向华夏系、北北东向新华夏系和南北向构造。进口D

3、K324+200段约4860m隧道穿越地层主要为砂岩（石英、长石）、板岩（砂质、钙质、碳质），4060m交错分布；DK324+200出口段5480m为花岗岩。进口斜井间穿越6条断层带，5条节理密集带，地质较为复杂。斜井出口间穿越6条断层带，围岩以、级围岩为主，局部为、级围岩。采用台阶法、三台阶法或三台阶临时仰拱法施工。围岩级别详见表1-1。表2-1 兴国隧道围岩设计概况表隧道名称起讫里程长度(m)围岩分级长度(m)备注兴国隧道233041852580占全隧长度百分比22.5%40.5%24.9%12.1%隧道洞身围岩主要以花岗岩、板岩、炭质板岩为主，局部为砂岩。不良地质主要为12条断层、3条接

4、触带、13条节理密集带。隧道建筑限界采用高速铁路设计规范（试行）“图1.0.6 高速铁路建筑限界轮廓及基本尺寸”，轨面以上内轮廓净空面积为100m22。隧道采用复合式衬砌，初期支护采用喷锚支护。3周边环境隧道进口位于龙口镇五斗村，出口位于兴国乡兰溪村，洞口范围内民房与洞口最近距离约110m，且位于线路两侧，需进行拆迁，其他均大于200m，民房为砖瓦结构。隧道爆破过程中需考虑爆破震动影响。4控制参数选取在爆破安全规程（GB6722-2011）中要求一般民用建筑物的安全允许振速为1.53.0cm/s。为确保安全，选取的安全允许振速为。5爆破设计原则为了降低爆破震动，洞室开挖均采用微差减振光面爆破，

5、一次爆破的允许装药量采用萨道夫斯基公式计算控制。萨氏公式：由上式推导出：Q=R3（Vmax/K）3/式中：Vmax最大允许振速（cm/s）；K、与爆区地形、地质条件、爆破等因素有关的参数；R测点距爆区几何中心距离（m）；Q最大单段允许药量（kg）。6 K、值的分析根据爆破安全操作规程要求，结合兴国隧道工程地质情况，K值取129.9053，值去1.60880。取值范围详见表6-1。表6-1 不同岩性的K、值一般取值范围岩 性K硬质岩50150中硬岩150250软岩2503507爆破设计根据围岩地质条件，开挖断面、开挖进尺，爆破器材等编制光面爆破施工方案，钻爆参数根据围岩变化及时动态修正和动态管理

6、。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，掏槽眼加深20cm。严格控制周边眼装药量，间隔装药，使药量沿炮眼全长均匀分布。选用低密度低爆速、低猛度的炸药，本隧道非瓦斯区段采用2号岩石乳化炸药，非电毫秒雷管起爆，采用微差爆破，周边眼采用导爆索起爆，以减小起爆时差。(1)钻爆参数的选择通过爆破试验确定爆破参数，试验时参照表7-1。表7-1 光面爆破参数表岩石种类周边眼间距E(cm)周边眼最小抵抗线W(cm)相对距离E/W装药集中度q(kg/m)极硬岩50605575硬岩40505060软质岩35454560(2)掏槽方式采用斜眼

7、掏槽。(3)装药结构及堵塞方式周边眼装药采用小直径药卷间隔装药结构；其它眼均采用连续装药结构。所有装药炮眼用炮泥堵塞，周边眼堵塞长度不小于30cm。(4)爆破效果监测及爆破设计优化爆破效果检查项目主要有：断面周边超欠挖检查；开挖轮廓圆顺度，开挖面平整检查；爆破进尺是否达到爆破设计要求；爆出石渣块是否适合装渣要求；炮眼痕迹残留率，硬岩80，中硬岩60，并在开挖轮廓面上均匀分布；两次爆破衔接台阶不大于10cm。爆破设计优化：每次爆破后检查爆破效果，分析原因及时修正爆破参数，提高爆破效果，改善技术经济指标。根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况，修正眼距，用药量，特别是周边眼；根据爆破后石渣的块度大小修

8、正装药参数；根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度，使爆破眼底基本落在同一断面上。级围岩光面爆破参数选择(1)炮眼直径采用液压凿岩台车钻孔，45mm钻头，成孔直径约为48mm。(2)循环进尺设计循环进尺3.5m。(3)炮眼深度根据隧道断面尺寸及施工经验确定采用三级复式楔形掏槽，掏槽眼深度分别为1.6m、3.02m、4.41m，掏槽眼布置在断面中下部。周边眼：按要求采用光面爆破，周边眼间距为50cm，深度3.5m，采用间隔装药。掏槽眼：间距取1.0m，深度分别为1.6m、3.02m、4.41m，连续装药。辅助眼：间距取1.0m，深度3.5m3.7m，连续装药。内圈眼：间距取1.0m，深度3.5m，连续装

9、药。底板眼：间距取0.7m，深度3.7m，连续装药。(4)每循环装药量隧道正洞级围岩采用全断面开挖爆破掘进，药量初步计算过程如下：Q=q×L×SQ每循环装药量。q3。L炮眼深度，3.5m。S全断面开挖隧道面积，2。则正洞级围岩全断面爆破每循环理论用药量为：××127.677=357.496Kg。(5)炮眼数确定炮眼数量由公式 N=q×s/(r×n) 计算。其中符号代表意义：N炮孔数量；q2号岩石乳化炸药单耗，取0.8kg/m3；s隧道全断面开挖面积，2；n炮眼装药系数，取0.8；r每米长度炸药重量，取0.70kg；经计算：×

10、×0.85)=182.39个（实际取184个）。(6)炮眼药量分配炮眼装药量见表7-2。表7-2 级围岩光面爆破炮眼药量分配表序号炮眼类别炮眼个数（个）雷管段数（段）炮眼深度（cm）经验装药系数每孔药卷数单孔装药量（Kg/孔）合计药量（Kg）1掏槽眼81160726330213365441174辅助眼20735012485299350136内圈眼1210350147251135014708底板眼1812370153549周边眼5813350合计182（7）主要经济技术指标主要经济技术指标见表7-3。表7-3 级围岩光面爆破主要经济技术指标表序号项 目单位数 量1开挖断面面积m22每循

11、环开挖进尺m3每循环爆破方量m34炮眼总数个1825钻孔总量m6286雷管用量发1307炸药用量Kg8比钻眼数个/m29比钻眼量m/m310比装药量Kg/m311单位体积岩体耗雷管量发/m3级围岩全断面爆破炮眼布置见图7-1。（8）允许单段最大装药量验算循环爆破量：368.8 m33。根据萨式公式计算允许最大单段装药量：级围岩距离洞口473m，洞口距离民房200m，取R=673Q=R3（Vmax/K）3/=6733（2.0/129.9053）=kg。最大单段装药量为辅助眼9段75.4kg<允许量。图7-1 级围岩全断面爆破炮眼布置图级围岩台阶法爆破参数选择（1）级围岩光面爆破炮眼药量分配

12、表上台阶爆破炮眼药量分配见表7-4、下台阶爆破炮眼药量分配见表7-5、仰拱爆破炮眼药量分配见表7-6。级围岩台阶法爆破炮眼布置见图7-2。表7-4 级围岩上台阶光面爆破炮眼药量分配表序号炮眼类别炮眼个数（个）雷管段数（段）炮眼深度（cm）经验装药系数/每孔药卷数（卷/孔）单孔装药 量（Kg/孔）合计药量（Kg）1掏槽眼61186626333010123扩槽眼3522684辅助眼15725082451592508246191125087底板边眼4315250合计122表7-5 级围岩下台阶光面爆破炮眼药量分配表序号炮眼类别炮眼个数（个）雷管段数（段）炮眼深度（cm）经验

13、装药系数/每孔药卷数（卷/孔）单孔装药 量（Kg/孔）合计药量（Kg）1一排眼18225062二排眼18627063三排计54表7-6 级围岩仰拱光面爆破炮眼药量分配表序号炮眼类别炮眼个数（个）雷管段数（段）炮眼深度（cm）经验装药系数/每孔药卷数（卷/孔）单孔装药 量（Kg/孔）合计药量（Kg）1一排眼7125062二排眼9327063三排眼1752506合计33图7-2 级围岩台阶法爆破炮眼布置图（2）主要经济技术指标主要经济技术指标见表7-7。表7-7 级围岩光面爆破主要经济技术指标表序号项 目单位数 量1开挖断面面积m22每循环开挖进尺m3每循环爆破方量m34

14、炮眼总数个1765钻孔总量m4476雷管用量发1357炸药用量Kg8比钻眼数个/m29比钻眼量m/m310比装药量Kg/m311单位体积岩体耗雷管量发/m3（3）允许单段最大装药量验算循环爆破量：313.92 m33。根据萨式公式计算允许最大单段装药量：级围岩距离洞口453m，洞口距离民房200m，取R=653Q=R3（Vmax/K）3/=6533（2.0/129.9053）=kg。最大单段装药量为辅助眼11段30.4kg<允许量。、级围岩台阶法爆破参数选择(1)、级围岩光面爆破炮眼药量分配表上台阶爆破炮眼药量分配见表7-8、中台阶爆破炮眼药量分配见表7-9、下台阶爆破炮眼药量分配见表7

15、-10。表7-8 、级围岩上台阶爆破炮眼药量分配表序号炮眼类别炮眼个数雷管段数炮眼深度经验装药系数每孔药卷数单孔装药量合计药量个段cm/卷/孔Kg/孔Kg1掏槽眼4116272辅助眼43100334510034内圈眼11710035底板眼111110036周边眼351310017合计69表7-9 、级围岩中台阶爆破炮眼药量分配表序号炮眼类别炮眼个数雷管段数炮眼深度经验装药系数每孔药卷数单孔装药量合计药量个段cm/卷/孔Kg/孔Kg1掏槽眼6116272辅助眼24357910033底板眼131110034周边眼16131001合计59表7-10 、级围岩下台阶爆破炮眼药量分配表序号炮眼类别炮眼个

16、数雷管段数炮眼深度经验装药系数每孔药卷数单孔装药量合计药量个段cm/卷/孔Kg/孔Kg1辅助眼301351003182底板眼11710033周边眼10910012合计51（2）主要经济技术指标主要经济技术指标见表7-11。表7-11 、级围岩光面爆破主要经济技术指标表序号项 目单位数 量1开挖断面面积m22每循环开挖进尺m3每循环爆破方量m34炮眼总数个1795钻孔总量m1796雷管用量发1287炸药用量Kg918比钻眼数个/m29比钻眼量m/m310比装药量Kg/m311单位体积岩体耗雷管量发/m3注：以上、级围岩爆破指标为折合为全断面数值。图7-3 、级围岩各断面爆破炮眼总体布置图（3）允

17、许单段最大装药量验算循环爆破量：313.92 m33。根据萨式公式计算允许最大单段装药量：Q=R3（Vmax/K）3/=2003（2.0/129.9053）=kg。最大单段装药量为下台阶辅助眼18kg<允许量。级围岩距离洞口距离更远，符合要求。（1）放样布眼钻眼前，测量人员要用红油漆准确绘出中线、腰线，画出周边眼轮廓线、二圈眼、辅助眼及掏槽眼的位置，其误差不得超过5cm。（2）钻眼钻工要熟悉炮眼布置图，要能熟练地操纵凿岩机械，周边眼安排有丰富经验的老钻工司钻，以确保周边眼有准确的外插角（眼深3m时，外插角小于3°；眼深5m时，外插角小于2°）；先打好第一个正顶眼作为定

18、向眼，正顶眼必须沿隧道的轴线钻进，正顶眼打好后插上炮棍作为其他炮眼的标志方向；同时根据眼口位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼深度，以保证炮眼底在同一平面上。（3）清孔装药前用高压风将炮眼内的石屑吹净，同时应防止伤人。（4）爆破器材的选用雷管：非瓦斯段采用非电毫秒雷管起爆；瓦斯段采用3号煤矿瞬发电雷管，最后一段的延期时间不得大于130ms。炸药：非瓦斯段采用2#岩石乳化炸药，瓦斯段采用3#煤矿许用铵梯炸药。周边眼采用25mm的药卷，其他炮眼采用32的药卷。（5）装药装药需分片分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管要“对号入座”。装药前将炮眼内泥浆、石粉吹洗干净。在岩层内爆破，炮眼深度不足

19、0.9m，装药长度不得大于炮眼深度的1/2；炮眼深度为0.9m以上时，装药长度不得大于炮眼深度的2/3。在煤层中爆破，装药长度不得大于炮眼深度的1/2。（6）联结起爆网路及方式采用串联连接方式；线路所有连结头相互扭紧，明线部分包覆绝缘层并悬空。母线与电缆、电线、信号线分别挂在巷道的两侧，若必须在同一侧时，母线必须在电缆下方，并保持0.3m以上间距。母线采用具有良好绝缘性和柔软性的铜芯电缆，并随用随挂，严禁将其固定；母线的长度必须大于规定的爆破安全距离；必须采用绝缘母线单回路爆破；严禁将瞬发电雷管与毫秒电雷管在同一串联网路中使用。（7）“一炮三检制”和“三人连锁放炮制”爆破作业时必须严格执行“一

20、炮三检制”和“三人连锁放炮制”。“一炮三检制”即在开挖工作面装药前、爆破前和爆破后必须检查爆破地点附近20m以内风流中瓦斯浓度，若瓦斯浓度达到1%及以上时，严禁装药爆破。“三人连锁放炮制”就是爆破前，爆破工在检查联线工作无误后，将警戒牌交给班组长，由班组长亲自派专人警戒，并检查顶板、支架与工具设备等情况，经清点人数无误后，将爆破命令牌交给有害气体检查员，由有害气体检查员检查瓦斯、粉尘浓度合格后，将自已携带的爆破牌交给爆破工，爆破工吹哨后爆破，爆破后三牌各归原主。（8）瞎炮的处理发现瞎炮，首先查明原因。如果是孔外的导爆管损坏引起的瞎炮，则切去损坏部分重新连接导爆管即可，但此时的接头尽量靠近炮眼。

21、如因孔内导爆管损坏或其本身存在问题造成瞎炮，需要及时上报并研究专项处理措施。（9）爆破后的检查在爆破15min后首先检查通风情况，确认通风正常后下进入洞内检查有害气体浓度，若有害气体浓度超标则进一步加强通风直至有害气体检测浓度符合作业要求；在掌子面20m范围内喷水除尘；专职安全人员检查掌子面及开挖面情况，清除危石，确认安全后，由专职爆破工检查爆破情况，检查无误后方可开始出渣作业。8 爆破冲击波隧道爆破时的冲击波超压可以采用波克洛夫斯基公式进行计算。波式公式为：式中：P空气冲击波阵面超压，105Pa；S装药巷道的断面积，m2；Q××一次爆破乳化炸药总药量；R距爆区几何中心距离

22、，m；K系数，K=0.67。爆破冲击波计算如下：QRSKP级围岩130级围岩130、级围岩130×105Pa时会造成人员的听觉损伤。根据以上计算可知，兴国隧道爆破安全防护距离严禁小于130m，宜按照200m控制。9爆破安全措施本着“安全第一、预防为主”的原则，施工中认真贯彻执行中华人民共和国安全生产法，必须严格执行中华人民共和国国家标准GB6722-2011爆破安全规程，严格遵守国家和地方政府的法律法规。主要安全措施如下：（1）精心设计根据本工程的实际的情况，爆破要勤进行震动监测并及时分析，确定最大允许药量，选取合理的爆破参数和延发时间，使爆破方案切实可行。（2）精心施工爆破技术人员

23、跟班指导作业，确保钻孔、装药、堵塞、连线工序的施工质量，层层监督以确保爆破安全。（3）确定警戒范围、做好清退场工作警戒范围不少于200米，爆破前，设专门的爆破员进行爆破安全警戒。炮响后通风至少15分钟，爆破员进入爆区检查，确认安全后，人员设备方可进入作业区。（4）警戒与信号设置爆破警戒，必须设在危险区的边界外，并设有明显的标志,爆破的警戒标志，应采用警示牌、警示灯（夜间）、岗哨、路障、警报器等视觉及音响信号。起爆前，必须同时发出音响和视觉信号，使危险区内的人员都能清楚地听到或看到：第一次信号预告信号。所有与爆破无关人员应立即撤到危险区以外或指定的安全地点。并向危险区边界派出警戒人员。第二次信号

24、起爆信号。确认人员、设备全部撤离危险区，具备安全起爆条件时，方准发出起爆信号。该信号发出后准许起爆人员起爆。第三次信号解除警报信号。未发出解除警报信号前，岗哨应坚守岗位，除爆破工作领导人批准的检查人员以外，不准任何人进入危险区。经检查确认安全后，方准发出解除警戒信号。（5）爆破器材仓库设置爆破器材仓库时，必须凭县、市以上主管部门批准的文件及设计图纸和专职保管人员登记表，向所在地县、市公安局申请许可。经审查，符合本条例规定的，发给爆炸物品储存许可证，方准储存贮药。炸药库（保存）管理制度：严格遵守中华人民共和国民用爆炸物品安全管理条例及项目部安全管理制度。库房远离人员密集区，并保持消防道路通畅。库

25、房内外严禁烟火，周围严禁堆放木材、干草、生石灰等易燃品。库房自然通风良好，做好防潮、防漏、防盗工作。库房由双人双值班管理，确保二十四小时不离人。严禁无关人员进入库区，严禁把容易引起烧烧、爆炸的物品带入仓库，严禁在库房内住宿和进行其他活动。库房配备一定数量的安全消防器材，并做到常使用，常检查确保万无一失。库房内存放的爆炸物品数量不得超过设计容量，炸药、雷管必须分库存放，绝不允许混装存放，库房内严禁存放其他物品。炸药在搬动和领用过程中必须轻拿轻放，严禁跌、打、碰及靠近高温、热源。变质和过期失效的爆炸物品，及时清理出库。在征得项目经理部批准后，予以销毁，销毁严格遵守爆炸物品销毁制度。组织专人对炸药库

26、进行例行检查，检查情况向项目安全领导小组汇报。对查出的安全隐患及时消除，严防不安全事故发生。（6）爆破器材的运输管理外部运输爆破器材时，严格遵守中华人民共和国民用爆炸物品管理条例。需要购置爆破器材时，项目经理指派专人前往。领取爆破器材时，认真检查爆破器材的包装、数量和质量。禁止用翻斗车、自卸汽车、拖车、拖拉机、机动三轮车、人力三轮车、自行车和摩托车运输爆破器材。装卸爆破时，遵守下列规定：a设有专人在场监督；b设置警卫，禁止无关人员在场；c禁止爆破器材与其他货物混装；d认真检查运输工具的完好状况和清除运输工具内的一切杂物；e严禁摩擦、撞击、抛掷爆破器材；f硝化甘油类炸药或雷管的装运量，不准超过运

27、输工具额定载重量；g爆破器材的装载高度不得超过车厢边缘，雷管或硝化甘油类炸药的装载高度不得超过二层；h分层装载爆破器材时，不准站在下层箱(袋)上去装上一层；用吊车装卸爆破器材时，一次起吊的重量不得超过设备能力的50%；i遇雷雨或暴风雨时，禁止装卸爆破器材； 爆破器材的装卸工作，尽量在白天进行。装卸爆破器材的地点设有明显的信号：白天悬挂红旗和警告标志，夜晚设足够的照明，并悬挂红灯。爆破器材运送时，包装箱(袋)及铅封必须完整无损。雷管箱(盒)内的空隙部分，用泡沫塑料之类的柔软材料塞满。装卸和运输爆破器材时，严禁烟火和携带发火物品。装有爆破器材的车，在行驶途中必须遵守下列规定：a有押运人员；b按指定

28、路线行驶；c不准在人多的地方、交叉路口和桥上(下)停留；d车用帆布覆盖，并设明显的标志；e非押运人员不准乘坐；f运输硝化甘油类炸药或雷管等感度高的爆破器材时，车厢底部铺软垫。10爆破安全操作规程（1）爆破作业必须由持有国家正规爆破员证件的爆破员担任，禁止非爆破员进行爆破作业；（2）爆破作业必须按爆破方案或爆破说明书进行；（3）爆破作业人员禁止穿戴铁钉鞋和化纤衣服；（4）爆破员领取爆破器材必须经现场负责人批准，领取数量不得超过当班使用量，爆破结束后，应将剩余的爆破器材如数及时交回爆破器材库,不得遗失；（5）不得提前班次领取爆破器材，不得携带爆破器材在人群聚集的地方停留， 领到爆破器材后，应直接送

29、到爆破地点，禁止乱丢乱放；（6）运至作业地点的爆破器材应有专人看管，作业地点只准存放当班所需爆破器材，雷管和炸药不得存放在一起；（7）装药前应对炮孔进行清理和验收；（8）装药时必须使用木质或竹质炮棍装药，禁止使用铁器装药，装药时禁止烟火和用明火照明；（9）装药后必须保证填塞质量，禁止使用无填塞爆破，禁止使用石块和易燃材料填塞炮孔，填塞不得破坏起爆线路；（10）禁止拔出或硬拉起爆药包或药柱中的导爆索、导爆管；（11）加工导爆索只准用快刀切割，但禁止切割接上雷管或已插入炸药里的导爆索，起爆导爆索的雷管应绑紧在距导爆索端部15cm处，雷管的集中穴应朝向导爆索的传爆方向；（12）导爆管网路中不得有死结

30、，孔内不得有接头，孔外传爆雷管之间应留有足够的间距；（13）用雷管起爆导爆管网路时，应有防止雷管的集中穴炸断导爆管的措施，导爆管应均匀的敷设在雷管周围，并用胶布等捆扎牢固；（14）装配起爆管前，必须检查雷管质量。凡管体压扁、破损、锈蚀、加强帽歪斜者，严禁使用；（15）炮响完后，地下爆破不少于15分钟（经过通风吹散炮烟后），才准爆破工作人员进入爆破作业地点；（16）爆破作业时，除爆破工、爆破安全员及具有相应安全作业证件的人员外，其他无关人员不得进入爆破现场。 爆破作业必须设立警戒，爆破前必须同时发出预警信号（音响和视觉信号），使危险区内的人员都能清楚地听到和看到之后安全撤离；之后警戒人员与起爆人员一起再次对现场进行检查，确定无人员滞留时由警戒人员发出起爆信号。爆破安全等待时间过后，检查人员进入爆破警戒范围内检查、确认安全后，方可由警戒人员发出解除爆破警戒信号。在此之前，警戒人员不得撤离，不允许非检查人员进入爆破警戒范围。（17）爆破后，爆破员必须按规定的等待时间进入爆破地点，检查有无冒顶、危石、支护破坏和盲炮现象；发现上