铁路客运专线隧道爆破方案

PAGE目录TOC\o"1-2"\h\z\u1编制依据 -1-1.1编制依据 -1-1.2编制的原则 -1-2工程概况 -2-2.1工程概况 -2-2.2地质概况 -2-2.3主要技术标准 -6-2.4建设相关单位 -6-2.5工程特点、重难点分析及对策 -7-3.施工计划 -7-4.施工工艺技术 -8-4.1作用原理 -8-4.2施工准备 -9-（1）电力 -9-（2）通信 -9-（3）生产生活用水 -9-（4）火工品库建设 -9-4.3技术要求 -10-4.4隧道光面爆破设计 -12-4.5光面爆破施工工艺 -19-4.7隧道光面爆破质量检验标准 -22-4.8隧道监控量测 -23-5安全保证措施 -26-5.1隧道施工安全措施 -26-5.2爆破作业安全保证措施爆破安全措施 -27-5.3爆破工程管理员、爆破技术人员与爆破员应具备的条件及职责： -305.4爆炸物品的保管、使用制度： -31-5.5应急救援预案 -31-6其他技术保证措施 -35-6.1质量管理组织机构及体系 -35-6.2质量保证措施 -36-6.3季节性施工保障措施 -37-7劳动力计划 -3839-1编制依据1.1编制依据（1）新建宝鸡至兰州铁路客运专线（陕西段）站前工程BLZQ-2标施工总价承包合同、补疑、答疑文件，BLZQ-2标施工设计图纸、工程量清单；（2）西兰铁路客运专线陕西有限责任公司编制的“新建宝鸡至兰州铁路客运专线（陕西段）站前工程《指导性施工组织设计》”；（3）《铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南》（TZ231-2007）；（4）《铁路隧道钻爆法施工技术要点手册》；（5）《爆破安全规程》（GB6722-2011）；（6）《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304-2009）；（7）现场踏勘调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料；（8）我集团公司以往积累的施工经验，拥有的技术装备力量、机械设备状况、管理水平、工法及科技成果。（9）根据ISO9001质量标准、ISO14001环境管理和OHSAS18001职业健康安全标准建立的中铁四局质量、环境和职业健康管理体系。1.2编制的原则（1）积极响应招标文件中的安全、质量、工期、环保、文明施工、架子队建设等方面的规定，严格遵守铁路建设工程施工合同条件、合同协议条款及补充协议内容，充分结合投标阶段现场调查资料。（2）坚持“预防为主，安全第一”的指导思想，结合本工程特点，制定积极有效的安全管理、技术、组织措施，确保人身安全和工程安全。（3）合理确定爆破的各项参数，保证爆破安全。（4）经济上合理，在保证爆破效果的前提下，尽可能做到投资少，开挖工程量少，工程进度快，爆破成本低。（5）必须保证围岩稳定；必须保证周围环境的安全。（6）在保证爆破效果的前提下，尽量方便施工。2工程概况2.1工程概况太宁隧道位于陕西省宝鸡市渭滨区境内，起始里程为DK655+448，终点里程为DK661+347，全长5899m。进口位于高家镇太宁沟解甲滩村委会对面陡坡；出口位于晁峪乡晁峪沟内段家磨村东南方向约300m处半山坡。进出口交通均较便利，进口有太宁沟村村通水泥公路通过，连接姜谭路通往310国道；出口有晁峪沟村村通水泥路通过，通往310国道。表2.1－1太宁隧道围岩分级表序号里程范围长度（m）围岩分级工程地质特征1DK655+448～DK655+48032Ⅴ隧道进口段，F1、F2断层破碎带，节理裂隙很发育，岩体破碎。2DK655+480～DK655+51030ⅣF1及F2断层影响带，地质构造发育，节理裂隙发育，岩体较破碎。3DK656+000～DK656+600600Ⅳ受侵入接触带、F3断层破碎带影响，地质构造发育，节理裂隙发育，岩体较破碎。4DK657+760～DK657+81050Ⅳ节理密集带JM1，节理裂隙发育，岩体较破碎。5DK658+650～DK658+72070Ⅳ节理密集带JM2，节理裂隙发育，裂隙间充填石英条带及方解石条带，岩体较破碎。6DK658+870～DK658+90030ⅤF4断层破碎带，节理裂隙很发育，糜棱岩化发育，见压碎岩及断层泥，岩体破碎。7DK659+130～DK659+20070Ⅳ节理密集带JM3，节理裂隙发育，岩体较破碎。8DK659+400～DK659+580180ⅣF5断层影响带，节理密集带JM4影响带，地质构造发育，节理裂隙发育，岩体较破碎。9DK660+250～DK660+34090Ⅳ节理密集带JM5，节理裂隙发育，岩体较破碎。10DK661+220～DK661+347127Ⅴ隧道出口段，坡残积物，全风化～强风化花岗岩地层，节理裂隙很发育，岩体破碎。2.2地质概况2.2.1地层岩性该隧道通过区域地层条件较复杂，第四系、燕山期、下元古界地层均有出露，现按时代由新到老详述如下：(1）第四系黏质黄土（Qeol3）：浅黄色-褐黄色，主要分布于隧道顶部，厚度约5～20m，土质均匀，垂直节理发育，具有大孔隙，含虫孔，硬塑－坚硬，II级普通土，σ0＝150kPa，具有Ⅰ级非自重湿陷性，湿陷土层厚度约5～12m，隧道洞身及洞口均未涉及到该地层。碎石土（Qdl4）：黄褐色-灰黄色，主要分布于隧道、进出口斜坡地段，厚度约4～8m，土质不均，含少量粗角砾。碎石成分主要为石英片岩、花岗岩，稍密，Ⅲ级硬土，σ0＝450kPa。(2）燕山期主要分布于隧道中段至出口（DK656+425～DK661+347）之间，与隧道进口端宽坪群石英片岩呈侵入接触关系，该套地层内零星可见宽坪群石英片岩俘虏体存在。花岗岩（γ5）：肉红色-灰黑色，细、中、粗粒花岗结构，矿物成分主要为钾长石，石英，云母，局部含有角闪石等,偶见石英岩呈条带状出现。表层为强－全风化，局部风化成土状，风化层厚度约5～15m，Ⅲ级硬土～IV级软石，σ0＝800kPa；弱风化花岗岩，V级次坚硬石，σ0＝1200kPa。(3）下元古界宽坪群（Pt1）主要分布于隧道进口至DK656+425附近，与燕山期花岗岩呈侵入接触关系。岩性为石英片岩夹大理岩（PSc＋Mbt1）。片岩多为黑云母石英片岩及绢云绿泥石石英片岩，灰黑色～灰白色，细粒隐晶质结构，片状构造，岩层为薄层～中厚层状，产状不稳定，一般N70°E/16°N，主要矿物含有石英，长石，岩质坚硬。受花岗岩侵入影响，岩体较破碎，完整性较差，表层为强风化，风化层厚5～10m，Ⅳ级软石，σ0＝600～800kPa；弱风化片岩夹大理岩，Ⅴ级次坚石，σ0＝1000kPa。大理岩呈厚层状夹于片岩层中，变晶结构，块状构造，主要矿物以方解石、白云石为主，岩质坚硬，岩层为薄层状，具有轻微溶蚀现象。2.2.2地层构造该隧道位于位西秦岭北麓中低山区。坪头－晁峪断层在隧道北侧距离隧道约2km处，对线路影响较小。定测阶段通过地表工程地质测绘及勘探发现在新线路位置发育一段燕山期花岗岩四期侵入变质岩接触带；六条断层破碎带；五条节理密集带，分述如下：（1）花岗岩侵入变质岩接触带洞身相交里程DK656+330～DK656+530段，隧道穿越燕山期花岗岩与下元古界宽坪群石英片岩侵入接触带，地质调绘及钻探成果表明，该接触带附近产状不规则，侵入岩与变质岩在地表交错出现（部分变质岩以捕掳体形式出现），影响范围较宽。带内岩体受挤压及热力变质作用影响，节理裂隙很发育，岩体破碎，热变质现象明显，多见压碎岩，花岗岩体破碎、风化呈砂砾土状，片岩部分高岭土化。（2）断裂构造F1（逆断层）：发育于片岩夹大理岩地层，断层走向为N41°E，倾角60°E，断层带宽度约15m，带内岩体节理裂隙极发育，部分石英脉充填，岩体破碎，并见断层角砾、压碎岩及断层泥。该断层在DK655+465～DK655+480段与线路呈49°交角相交。F2（正断层）：该断层发育于进口附近石英大理岩地层内，断层走向为N29°W，倾角35°S，上下盘错动明显，破碎带宽度20m，见断层泥、镜面及擦痕，影响宽度约2～3m。该断层在DK655+455～DK655+475段与线路呈61°交角相交。F3（逆断层）：发育于石英大理岩地层，断层走向为N21°W，倾角40°S，破碎带宽度约30m，带内岩体节理裂隙发育，岩石破碎，见灰白色断层泥。该断层在DK656+050～DK656+080段与线路呈69°交角相交。F4（性质不明断层）：该断层发育于花岗岩体内，由钻孔DZK-03揭露，断层产状与附近Jm3节理密集带产状相近，走向N69°E，倾角75°N，断层带宽度约30m，影响带宽近20m，断层带物质主要为断层角砾、压碎岩及断层泥，糜棱岩化发育。该断层在DK658+875～DK658+900段与线路呈42°交角相交。F5（逆断层）：断层上下盘均为花岗岩，断层走向为N50°E，倾角49°S，断层带及影响宽度约20m，断层带物质主要为断层角砾及断层泥，节理裂隙极发育。该断层在DK659+450～DK659+470段与线路呈41°交角相交。F6（断层性质不明）：进口附近半山坡，出露于大理岩地层，地表出露宽度4～7m，走向N45°E，倾角及倾向不详，未与隧道相交。（3）节理节理密集带（Jm1）：该节理密集带发育于花岗岩地层内，带内岩体在地表呈强～全风化，节理裂隙发育，岩体破碎，节理多为张开-宽张节理，部分石英脉、方解石脉充填，密集带走向为N64°E，倾角55°N，宽度约25m。该节理密集带在DK657+785～DK657+810段与线路呈26°交角相交。节理密集带（Jm2）：该节理密集带发育于花岗岩地层内，带内岩体在地表呈强～全风化，节理裂隙发育，岩体破碎，张开-宽张节理发育，石英脉、方解石脉充填，方解石脉见溶蚀现象。密集带走向N52°E，倾角80°N，规模较大，宽度约70m。该节理密集带在DK658+650～DK658+720段与线路呈38°交角相交。节理密集带（Jm3）：该节理密集带发育于花岗岩地层内，带内岩体在地表呈强～全风化，节理裂隙发育，岩体破碎，节理多为张开-宽张节理，石英脉、方解石脉充填，方解石脉见溶蚀现象，密集带走向为N69°E，倾角75°N，宽度约20m。该节理密集带在DK659+180～DK659+200段与线路呈21°交角相交。节理密集带（Jm4）：该节理密集带发育于花岗岩地层内，带内岩体在地表呈强～全风化，节理裂隙发育，岩体极破碎，张开-宽张节理发育，石英脉、方解石脉充填，密集带走向为N69°E，倾角75°S，宽度约25m。该节理密集带在DK659+525～DK659+550段与线路呈21°交角相交。节理密集带（Jm5）：该节理密集带发育于花岗岩地层内，强～全风化，节理裂隙发育，岩体破碎，张开-宽张节理发育，节理间距5～10cm，石英脉、方解石脉充填，方解石脉见溶蚀现象，密集带走向为SN，倾角85°E，宽度约90m。该节理密集带在DK660+250～DK660+340段与线路呈90°交角相交。2.3主要技术标准（1）铁路等级：客运专线（2）正线数目：双线（3）速度目标值：250km/h（4）最小曲线半径：4500m（5）正线线间距：4.6m（6）最大坡度：20‰，个别困难地段25‰（7）建筑限界：满足新建时速250公里客运专线的建筑限界2.4建设相关单位建设单位：西兰铁路客运专线陕西有限责任公司设计单位：中铁隧道勘测设计院有限公司图审单位：中铁第三勘察设计院集团有限公司监理单位：甘肃信达建设工程咨询有限公司宝兰客专监理站施工单位：中铁四局宝兰客专项目部监督单位：铁道部工程质量安全监督总站西安监督站2.5工程特点、重难点分析及对策表2.6－1工程重、难点及主要对策表序号工程重、难点拟采取的措施和对策1地质条件复杂（隧道穿越花岗岩与变质岩接触带、5条断层破碎带、5条节理密集带，甘峪水库下方）1、运用地质雷达、超前地质水平钻孔等先进技术设备，做好超前地质预报、地质分析工作，保证施工安全及人员的生命安全，作好隧道施工排水及通风工作。2、严格依照新奥法成洞原理，Ⅱ级围岩采用全断面法施工；Ⅲ、Ⅳ级围岩采用三台阶法施工；Ⅴ级围岩采用三台阶临时仰拱法及三台阶临时横撑法施工。3、隧道穿越特殊地质段落，严格按照设计支护形式组织施工，加强隧道超前地质预报和监控量测，确保支护稳定。2洞内排水困难1、编制专项排水设计方案；2、严格按照排水设计方案进行洞内排水设施安装布置，按方案备用排水设备；3、设置专门的排水班组，专人负责洞内水量监测和排水设备检查维修，确保排水设施完好。3沿线的环境保护、水土保持工作1、建立环境保护体系，强化施工环保管理；2、实行环保工作责任制；3、加强环保、水保工作宣传，提高环保意识；4、建立完善的环境监测体系，制定环境监测计划；5、施工过程中做好路基、隧道弃碴场、桥梁钻孔桩施工等的水土保持措施和防止水资源枯竭措施；6、严格按宝鸡市相关要求做好生产、生活废水的处理和排放工作，避免污染当地水系。3.施工计划太宁隧道施工进度指标如下：太宁隧道各作业面施工进度指标表项目进度指标（m/月）备注Ⅱ级Ⅲ级Ⅳ级Ⅳ级Ⅴ级Ⅱ级围岩采用全断面法施工；Ⅲ级、Ⅳ级普通段围岩采用三台阶法施工；Ⅳ级过断层破碎带、软岩段、Ⅴ级围岩采用三台阶临时横撑法施工。隧道进口端正洞开开挖支护1351206912039隧道出口端正洞1351206912039隧道正洞衬砌120贯通后53天完成隧道附属沟槽180衬砌完后15天完成从而确定各几点工期如下：开工时间为：2013年3月1日；竣工时间为2016年1月23日。各段施工工期安排见附件：太宁隧道进度计划表。4.施工工艺技术4.1作用原理光面爆破的破岩机理是一个十分复杂的问题，目前仍在探索之中。尽管在理论上还不甚成熟，但在定性分析方面已有共识。一般认为，炸药起爆时，对岩体产生两种效应；二是爆炸气体膨胀做功所起的作用。光面爆破是周边眼同时起爆，各炮眼的冲击波向其四周作径向传播，相邻炮眼的冲击相遇，则产生应力波的叠加，并产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线的中点，当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中心连线上形成裂缝，随后，爆炸气的膨胀合裂缝进一步扩展，形成平整的爆裂面。4.2施工准备（1）电力施工用电就近“T”接10KV贯通线，同时进、出口各配置1台300KW发电机作为备用电源。进口变压器设于线路DK655+420右侧100m处，配置1台800KVA变压器，进洞1.5km左右，增设1台400KVA箱式变压器至洞内。出口变压器设于线路DK661+340右侧20m处，配置1台800KVA变压器，进洞1km左右，增设1台500KVA箱式变压器（考虑凿岩台车用电）进洞。（2）通信隧道进、出口均有通信电缆经过，移动通信信号覆盖较好，对外联系采用移动电话、引入程控电话及宽带网络，信息传输方便快捷。隧道内通信采取每洞口引入2路程控电话线（一路使用、一路备用）至掌子面逃生通道附近，专人负责程控电话线维护和检查工作，每班作业前进行洞内外试通话，确保洞内洞外联系不断。（3）生产生活用水隧道洞口紧邻河道，常年流水，经检验水质良好，符合生产用水要求。生产用水采取在洞口河道就近处砌筑水井，高扬程水泵抽水至高山水池。进口在线路DK655+500左侧，高于洞口60m处设置一座高山水池，水池容量60t，出口在线路里程DK661+300右侧，高于洞口30m处设置一座高山水池，水池容量100t。φ100mm高压水管进洞，法兰盘连接。为防止洞外供水管冬期受冻，供水管埋地不小于30cm。必须外露部位采用保暖材料包裹。生活用水采用就近引接山泉水或打井取水，饮用前经检验合格，必要时设置净化处理设施。（4）火工品库建设为确保炸药使用安全，采用集中存放分散点供应的方式，经宝鸡市公安局批准，本工区监理一座火工品库，火工品库总容量5吨，周围无居民，交通便利，采用火工运输专用厢式卡车进行运输。依照国家及地方关于火工品存储、运输、使用的相关法律法规。火工品库位于晁峪隧道进口右侧山凹中，相对线路为：线路右侧DK661+700处，负担太宁隧道及晁峪隧道进口段火工品供应。火工品管理模式：火工品由民爆公司（陕西四方平安爆破工程有限公司）提供，运至工地库房负责看守，领用过程中库房至工地由民爆公司负责，专用车运输。交接到爆破点爆破员后由我方负责。退库运输由民爆公司负责、专用车运输，至工地库房交接后负责看守。我方在库房设库管员负责数量控制和保管情况监督。4.3技术要求4.3.1技术要点要使光面爆破取得良好效果，一般需掌握以下技术要点：（1）根据围岩特点，合理选定周边眼的间距和最小抵抗线，尽最大努力提高钻眼质量。（2）严格控制周边眼的装药量，尽可能将药量沿眼长均匀分布。（3）周边眼宜使用小直径药卷和低猛度、低爆速的炸药。为满足装结构要求，可借助导爆索（传爆线）来实现空气间隔装药。（4）采用毫秒微差有序起爆。要安排好开挖程序，使光面爆破具有良好的临空面。4.3.2周边眼常用参数的选择（1）周边眼间距E，它是直接控制开挖轮廓面平整度的主要因素。一般情况下E=（12～15）d,其中炮眼直径d=35～45mm。对于节理较发育、层理明显以及开挖轮廓要求较高的地下工程，周边眼间距可适当减小，也可在两炮眼之间增加一个不装药的导向空眼。（2）岩石隧道光面爆破一次开挖进尺不宜大于3.5m，爆破参数应通过试验确定。当无试验条件时，有关参数可参照表2选用。表2光面爆破参数表岩石类别周边眼间距E(cm)周边眼抵抗线W(cm)相对距离E/W装药集中度q(kg/m)极硬岩50～6055～750.80～0.850.25～0.40硬岩40～5550～600.80～0.850.15～0.25软质岩30～4545～600.75～0.800.04～0.15（3）最小抵抗线W（光面层厚度），W直接影响光面爆破效果和爆碴块度。其取值在（13～22）d范围内，且W≥E。（4）周边眼密集系数K，一般情况，以K=E/W=0.7～1.0为宜。（5）装药集中度q，采用2号岩石炸药进行光面爆破时，全断面一次爆破，则q=0.2～0.3kg/m。选取光面爆破参娄可用类比法或查表（见表2），必要时要在与所做工程地质条件相类似的岩层中试验，以求得更准确的爆破参数。4.3.3周边眼装药结构严格控制周边眼装药品量，采用合理的装药结构，尽量使炸药沿孔深均匀分布，是实现光面爆破的重要条件。常用的装药结构有以下几种：（1）连续装药；将计算出的药量按装药集中度连续均匀地装入炮眼，其起爆药爆包置于眼底。（2）间隔装药：为使爆炸力沿眼均匀分布，需将炸药沿炮眼全度布设，当其所需炸药药卷连续长度短于炮眼长度较多时，应采用间隔装药。（3）不偶合装药：采用卷装炸药时，多为不偶合装药结构，这时要注意，不偶合系数要在1.4～2.0范围内。4.3.4合理安排爆破程序，选用合适的掏槽形式采用全断面开挖隧道时，开始只有一个临空面，显然，这不利于取得好的爆破效果，需要创造新的临空面。为此，首先必须要选择合适的掏槽形式，以取得理想的掏槽效果；第二，要合理安排爆破顺序，使爆破按掏槽、掘进、内圈、周边眼顺序进行，以便为掘进、内圈、周边眼逐次开辟临空面。实现顺序起爆的手段是采用微差爆破技术分段起爆。4.4隧道光面爆破设计4.4.1Ⅱ级围岩全断面法开挖钻爆设计隧道Ⅱ级围岩全断面法采用光面爆破开挖，光面爆破受多种因素影响,包括围岩强度、整体性、节理、层理等地质因素，爆破参数进行现场设计动态调整。同一类围岩经试爆取得的技术参数，做为初步依据，每一循环爆破作业都要根据上一循环爆破效果，以及本循环围岩特征进行适当调整，选择一组最佳技术参数。上一循环是下一循环的预设计和试爆破。周边眼采用φ25mm小直径药卷不隅合装药方式，其余炮眼采用连续装药，掏槽眼采用复式楔形掏槽。爆破材料采用1～15段非电毫秒雷管和塑料导爆管起爆，周边眼采用低爆速、低密度、高爆力、传爆性好的小直径2号岩石硝铵炸药（φ25mm直径），富水地段采用乳化炸药，炮泥堵塞，导爆管复式网路联接，各部一次起爆。围岩光面爆破通过不段的进尺，不断来调整、优化，根据以往施工经验，周边眼间距宜控制在60～65cm、底板眼间距宜控制在65～70cm之间、抵抗线控制在75cm左右；上台阶内圈眼间距为70～90cm，每环间距控制在75～100cm之间根据，中、下台阶内圈眼间距可根据出碴能力灵活控制，一般为110～130cm之间，每层之间为70～110cm。Ⅱ级围岩钻爆设计及周边眼装药结构示意图如图1、图2。Ⅱ级围岩全断面爆破开挖设计参数及综合爆破参数分别如表3～表5。图2II级围岩光面爆破布孔图表3Ⅱ级围岩全断面爆破开挖设计参数表序号炮眼炮眼数雷管段数（段）炮眼长度（m）炮眼装药量装药结构分类（个）每孔药卷数（卷/孔）单孔装药量（Kg）合计药量（Kg）1掏槽眼411.620.361.44连续2掏槽眼432.340.893.55连续3掏槽眼45481.546.18连续4扩孔眼1073.571.3513.51连续5扩孔眼1093.571.3513.51连续6扩孔眼14103.571.3518.92连续7扩孔眼18113.571.4726.54连续8内圈眼28133.571.4741.28连续9周边眼48153.571.4770.76间隔10底板眼509~153.561.4773.71连续合计19062269.40表4综合爆破参数表岩石级别周边眼间距E（cm）周边眼抵抗线W(cm)相对距离E/W周边眼装药集中度(kg/m)Ⅱ65750.870.21表5II级围岩光面爆破主要经济技术指标序号项目单位数量1开挖断面积m2117.72预计每循环进尺m33每循环爆破石方m3353.14炮眼总数个1905钻孔总长度m654.66雷管用量发1907炸药用量Kg269.48比钻眼数个/m21.619比钻眼量m/m31.8510比装药量Kg/m30.7611单位体积岩体耗雷管量发/m30.5412预计炮眼利用率%904.4.2三台阶法开挖钻爆设计4.4.2.1掏槽眼Ⅲ、Ⅳ、V级围岩掏槽眼深度为：第一级掏槽眼垂直深度1.5m，第二级掏槽眼垂直深度1.8m。掏槽眼数量见表6。表6掏槽眼数量岩石种类一级掏槽（个）二级掏槽（个）总数（个）Ⅲ、Ⅳ、V级围岩64104.4.2.2辅助眼辅助眼介于掏槽眼和周边眼之间。它的作用是破碎岩石。辅助眼根据隧道围岩与岩石性质，均匀排列，深度跟循环进尺相同。表7辅助眼参数岩石种类辅助眼个数辅助眼间距（cm）辅助眼抵抗线（cm）Ⅲ、Ⅳ、V级围岩21590804.4.2.3周边眼隧道初步开挖时，炸药单耗量和光面爆破参数参照表8光面爆破参数表，实际施工时根据对应各级围岩爆破效果对本参数进行适当调整。表9为根据实际地质条件、机械设备、爆破器材等情况确定的光爆参数。表8光面爆破参数标准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)硬岩40～5550～600.8～0.850.15～0.25软质岩35～4545～600.75～0.80.04～0.15表9光面爆破实际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)Ⅲ、Ⅳ、V级围岩50600.830.184.4.2.4炮眼布置图3三台阶法钻爆破设计图图4三台阶法钻爆破设计图表10三台阶法上台阶爆破参数表炮孔名称孔数孔深段号单孔药量单段药量备注空眼42.4m－－－－掏槽眼42.4m11.4kg（7卷）5.6kgφ32药卷扩槽眼52.2m31.2kg（6卷）6.0kgφ32药卷扩槽眼82.1m51.2kg（6卷）9.6kgφ32药卷辅助眼82.0m71.0kg（5卷）8.0kgφ32药卷辅助眼82.0m91.0kg（5卷）8.0kgφ32药卷二圈眼132.0m111.0kg13.0kgφ32药卷角眼62.0m131.4kg（7卷）8.4kgφ32药卷周边眼332.1m150.3kg（2卷）9.9kgφ22药卷（间隔装药）合计8468.5kg循环爆破方量V=73.2m3，总药量68.5kg，炸药单耗q=0.96kg/m3。表11三台阶法中台阶爆破参数表炮孔名称孔数孔深段号单孔药量单段药量备注掘进眼112.0m10.8kg（4卷）8.8kgφ32药卷掘进眼122.30.8kg（4卷）9.6kgφ32药卷底板眼112.0m50.8kg（4卷）8.8kgφ32药卷掘进眼62.0m70.8kg（4卷）4.8kgφ32药卷掘进眼102.0m90.8kg（4卷）8.0kgφ32药卷侧帮眼142.0m110.45kg（3卷）6.3kgφ22药卷合计8446.3kg循环爆破方量V=93.8m3，总药量46.3kg，炸药单耗q=49kg/m3。表12三台阶法下台阶爆破参数表炮孔名称孔数孔深段号单孔药量单段药量备注掘进眼62.0m10.8kg（4卷）4.8kgφ32药卷掘进眼92.0m30.8kg（4卷）7.2kgφ32药卷掘进眼152.0m50.8kg（4卷）12.0kgφ32药卷掘进眼132.0m70.8kg（4卷）10.4kgφ32药卷掘进眼62.0m90.8kg（4卷）4.8kgφ32药卷底板眼172.0m110.8kg（4卷）13.6kgφ32药卷侧帮眼142.0m110.45kg（3卷）6.3kgφ22药卷合计8059.1kg循环爆破方量V=122.2m3，总药量59.1kg，炸药单耗q=0.48kg/m3。4.4.2.5装药结构及堵塞方式周边眼装药结构：采用不偶合和间隔装药结构、不偶合系数为1.8。光面爆破周边眼装药如图5。掏槽眼和辅助眼装药结构如图6。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25cm。图5光面爆破周边眼装药示意图图6掏槽眼、辅助眼装药结构示意图4.4.2.6单耗计算表13单耗药量岩石种类炮眼眼个数单耗（kg/m3）Ⅲ、Ⅳ、V级围岩2150.64.4.2.7起爆器材表14Ⅲ、Ⅳ、V级围岩每循环起爆器材用量项目导爆索（m）电雷管（个）非典毫秒雷管(个)备注上台阶57.6254中台阶31.352131下台阶28.85232仰拱41.35284.5光面爆破施工工艺4.5.1放样布眼钻眼前，测量人员用红铅油准确绘出开挖断面的中线和轮廓线，标出炮眼位置，其误差不得超过5㎝。在直线段，可用3～5台激光准直仪控制开挖方向和开挖轮廓线。4.5.2炮眼布置要求光爆层周边眼应沿隧道开挖断面轮廓线布置,内圈眼布置应满足周边眼抵抗线要求。其余辅助炮眼应交错均匀布置在光爆层内圈眼与掏槽眼之间，间距应满足爆破岩石块度的需要。周边炮眼与辅助炮眼的眼底应在同一垂直面上，掏槽炮眼应加深10～20cm。4.5.3定位开眼采用钻孔台车钻眼时，台车与隧道轴线要保持平行。台车就位后按炮眼布置图正确钻孔。对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，开眼误差要控制在3㎝和5㎝以内。4.5.4钻眼钻工要熟悉炮眼布置图，要能熟练地操纵凿岩机械，特别是钻周边眼，一定要由有较丰富经验的老钻工司钻，台车下面有专人指挥，以确保周边眼有准确的外插角（眼深3米时，外插角<3°；眼深5米时，外插角<2°），尽可能使两茬炮交界处台阶小于15㎝。同时，应根据眼口位置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。4.5.5清孔装药前，必须用由钢筋弯制的炮钩和小直径高压风管输入高压风将炮眼石屑括出和吹净。4.5.6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”。所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于20㎝。4.5.7联结起爆网路起爆网路为复式网路,以保证起爆的可靠性和准确性。联结时要注意：导爆管不能打结和拉细,各炮眼雷管连接次数应相同；引爆雷管应用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端10㎝以上处。网路联好后,专人负责检查。4.5.8瞎炮的处理当遇到瞎炮后，及时查明瞎炮的原因。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，但此时的接头应尽量靠近炮眼。如果是孔内引起的瞎炮应采用如下处理措施：用高压风将炮泥吹出，拉出电雷管，然后吹出炸药。视具体情况，采用重新打眼或原眼爆破。4.5.9超欠挖爆破后的围岩面保证圆顺平整无欠挖,隧道允许超挖值见表15。表15隧道允许超挖值（cm）围岩级别开挖部位ⅠⅡ～ⅣⅤ、Ⅵ拱部线形超挖101510最大超挖202515边墙线形超挖101010仰拱、隧底线形超挖10最大超挖25注：1、本表适用于炮眼深度不大于3.0m的隧道。炮眼深度大于3.0m时，可根据实际情况另行规定。2、。3、最大超挖值是指最大超挖处至设计开挖轮廓切线的垂直距离。4、表列数值不包括测量贯通误差、施工误差。如采用预留支撑沉落量时，不应再计超挖值。5、测量方法采用隧道断面仪或全站仪配反光片进行。6、超过本表所列数值的部分按局部坍塌或塌落处理。隧道超欠挖的测定采用直接尺量的方法，用二次衬砌轮廓钢架做基准，当防水板铺设专用台车移动时，用直尺量取需测定点至轮廓刚架的最小距离,并考虑喷射混凝土的厚度，以确定超欠挖值。采用风钻打眼，炮眼深度在3m以内时，两茬炮衔接处的台阶不得大于15cm；采用台车打眼，接茬处的台阶高度应按机型而定，但不得大于25cm。隧道开挖不得欠挖，当围岩完整、石质坚硬时，允许岩石个别突出部分侵入衬砌（每1m2不大于0.1m2、侵入衬砌应小于5cm）。拱脚和墙脚以上1m范围内严禁欠挖。隧道周边炮眼痕迹保存率是衡量开挖面平整度的一个指标，炮眼痕迹保存率应满足表16的规定：表16各种围岩周边炮眼痕迹保存率围岩性质硬岩中硬岩炮眼痕迹保存率≥80％≥60％注：炮眼痕迹保存率＝（残留有痕迹的炮眼数/周边眼总数）×100％4.6设备材料隧道爆破中使用的钻孔机具为TY28风钻。爆破材料有炸药、起爆装爆材料等。隧道爆破中常使用的炸药是2#岩石乳化炸药，起爆传爆材料有导火索、火雷管、塑料导管与非电雷管及导爆索等。4.7隧道光面爆破质量检验标准4.7.1超欠挖爆破后的围岩面应圆顺平整，无欠挖，超挖量（平均线性超挖）应控制在10㎝（眼深3米时）和18㎝（眼深5米时）以内。4.7.2半眼痕保存率围岩为整体性好的坚硬岩石时，半眼痕保存率不应小于80%，中硬岩石不应小于60%。4.7.3对围岩的破坏程度爆破后，围岩面上无粉碎岩石和明显的裂缝，也不应该有浮石，岩性不好时应无大浮石。4.7.4炮眼利用率炮眼利用率应大于90%。总之，光面爆破是隧道钻爆法开挖的先进技术之一，它不仅使围岩爆破松弛带比普通爆破小一倍以上，能较好地保持隧道围岩的稳定，有利于安全施工，而且岩面平整，为锚喷、衬砌等到工序创造有利条件，同时还可减少超挖和回填混凝土数量。4.8隧道监控量测隧道监控量测是新奥法设计、施工的核心技术之一。制定详细的监控量测计划，设专职量测组，负责日常的测点埋设、监控量测、数据处理分析和仪器保养等工作，确保量测数据能及时、准确、反馈可靠，为施工和设计提供准确的依据，保证施工安全。必测的项目有：洞内外观察、拱顶下沉、净空变化、地表沉降。选测的项目有：围岩压力、钢架内力、喷混凝土内力、二次衬砌内力、锚杆轴力、围岩内部位移、孔隙水压力等。地表沉降测点布置如图10.,4－1，拱顶下沉和净空变化量测测点布置如图10.13－2。图10.4－1地表沉降测点布置示意图图10.4-2台阶法测点布置示意图图必测项目的监控量测频率应根据测点距开挖面的距离及位移速度分别按表10.4－1和表10.4－2确定。由位移速度决定的监控量测频率和由距开挖面的距离决定的监控量测频率之中，原则上采用较高的频率值。出现异常情况或不良地质时，应增大监控量测频率。开挖面地质素描、支护状态的描述应没施工循环记录一次。表10.4－1按距开挖面距离确定的监控量测频率监控量测断面距开挖面距离（m）监控量测频率（0～1）B2次/d（1～2）B1次/d（2～5）B1次/2～3d＞5B1次/7d表10.4－2按位移速度确定的监控量测频率位移速度（mm/d）监控量测频率≥52次/d1～51次/d0.5～11次/2～3d0.2～0.51次/3d＜0.21次/7d隧道周壁任意点的实测相对位移值或用回归分析推算的总相对位移值均应小于表10.4－3所列数值。并根据实测值结合变形管理等级的规定，确定变形警戒线。当实测值接近或达到警戒值，而位移速率无明显下降，或喷层表面出现明显裂缝时，应立即采取补强措施，并调整原支护设计参数或开挖方法。表10.4－3隧道初期支护极限相对位移值(%)围岩级别隧道埋深h(m)h≤5050<h≤300300<h≤500拱脚水平相对净空变化（%）Ⅱ—0.01～0.030.20～0.60Ⅲ0.03～0.100.08～0.400.30～0.60Ⅳ0.10～0.300.20～0.800.70～1.20Ⅴ0.20～0.500.40～2.501.80～3.00拱顶相对下沉（%）Ⅱ—0.03～0.060.05～0.12Ⅲ0.03～0.060.04～0.150.12～0.30Ⅳ0.06～0.100.08～0.400.30～0.80Ⅴ0.08～0.160.14～1.100.80～1.40注:（1）硬岩取下限，软岩取上限；（2）拱脚水平相对净空变化值指两测点间净空水平变化值与其距离之比；拱顶相对下沉指拱顶下沉值减去隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度之比；（3）墙腰水平相对净空变化极限值可按拱脚水平相对净空变化值乘以1.1～1.2后采用。根据量测结果进行综合判断，结合表10.4－3确定变形管理等级，根据工程安全性评价流程对工程安全性进行评价，据以指导施工。变形管理等级见表10.4－4。表10.4－4变形管理等级管理等级管理位移(mm)施工状态ⅢU<U0/3可正常施工Ⅱ(U0/3)U(2U0/3)应加强支护ⅠU0>(2U0/3)应采取特殊措施注:U—实测变形值，U0—允许变形值工程安全性评价流程如图10.4－3：监控量测结果监控量测结果位移（应力）是否超过Ⅲ级管理位移（应力）达到Ⅰ级管理是是否不安全暂停施工继续施工安全否位移（应力）是否超过Ⅲ级管理综合平价设计施工措施，加强监控量测工程对策图10.4－3工程安全性评价流程图根据工程安全性评价的结果，需要变更设计调整支护参数时，应根据铁路工程变更管理办法及时进行设计变更，调整支护参数，确保隧道围岩稳定和施工安全。5安全保证措施本隧道地质情况复杂，隧道穿越5条断层破碎带、5条节理密集带、变质岩侵入花岗岩接触影响带、甘峪水库段。针对隧道软弱围岩段落，加强安全管理，实行领导带班制度，并在隧道口设置隧道软弱围岩段落公示牌，告知作业人员加强安全警觉，提高安全防范意识，确保施工安全。5.1隧道施工安全措施（1）隧道开挖开挖是隧道安全控制的最重要环节，针对不同地质情况，采取合理的开挖方案，严格控制循环进尺，选择最佳的爆破参数，按《爆破安全规程》操作施工，确保施工安全。从事操作机械的人员，必须经过专业培训和考试。开挖时，应随时检查工作面是否处于安全状态，由于采用机械配合人工进行开挖，施工人员除加强安全意识外，挖掘机应设专人指挥，以防司机视野受限、挖掘机碰撞初期支护表面以及临时支撑体系。（2）装渣与运输采用无轨运输方式，隧道内空间狭窄、作业面小，运输量大、车辆频繁，为保证安全，必须制定统一调度、信号、避让、洞内物料存放等制度。出渣在检查开挖面围岩稳定情况，排危完成后进行。出渣时照明必须充足，有专人指挥车辆装渣作业，装渣设备回转半径内严禁站人。洞内运输车辆司机必须经过岗前安全教育培训，考试合格方可上岗。对隧道内运输车辆实施限速行驶，成洞地段行驶速度不大于25km/h，作业段行驶速度不大于10km/h。严禁洞内超车，会车时，空车让重车，重车要减速。出渣车辆严禁超载，装渣量不得过多，行车时不得有石渣掉落。衬砌台车、台架部位设置行车限界标识。（3）不良地质和特殊岩土地段施工本隧道地质情况复杂，穿越5条断层破碎带、5条节理密集带、变质岩侵入花岗岩接触影响带、甘峪水库段，施工中加强特殊地质段落围岩支护体系检查和监控量测。施工前储备足够的抢险、急救物资储备，如发生塌方，应积极进行抢救，并制定安全措施后开始处理。软弱破碎富水围岩施工，应因采取截、排、堵等综合措施，并制定突水处理措施。岩溶地段应加强地质超前预报、采取相应措施、防止发生突水、突泥；开挖支护应根据岩溶的大小、填充与隧道的相对位置等情况，采取相应安全措施。5.2爆破作业安全保证措施爆破安全措施（1）严格遵守《爆破安全规程》和《大爆破安全规程》的规定。（2）认真组织爆破施工，对所有参加爆破工作的人员进行安全教育，对技术人员进行爆破交底，坚持持证上岗。（3）对警戒人员进行专门培训，严格按照设计位置进行警戒；保证警戒范围内人员、设备的撤离，防止无关人员进入警戒区。（4）火工材料由专人押运和看管，按照设计发放。（5）禁止携带打火机、火柴和其它易燃品进入爆破现场。禁止在爆区内使用手机、对讲机等射频电。（6）安排专人负责起爆体制作，网路敷设和联接。（7）起爆体安放和导线联接必须按照规定进行，并随时注意网路短路。（8）采用绝缘照明，禁止使用普通手电和电灯照明。5.2.1凿孔机械凿岩时,宜采用湿式凿岩机。风钻钻眼时，应先检查机身、螺栓、卡套、弹簧和支架是否正常完好；管子接头是否牢固，有无漏风；钻杆有无不直、带伤以及钻孔堵塞现象；湿式凿岩机的供水是否正常；干式凿岩机的捕尘设施是否良好。不合要求者应予修理或更换。带支架的风钻钻眼时，必须将支架安置稳妥。风钻卡钻时应用板钳松动拔出，不可敲打，未关风前不得拆除钻杆。在工作面内不得拆卸、修理风、电钻。严禁在残眼中继续钻眼。5.2.2爆破装药与钻孔不得平行作业。爆破器材加工房应设在洞口50m以外的安全地点。严禁在加工房以外的地点改制和加工爆破器材。长隧道施工必须在洞内加工爆破器材时，其加工硐室的设置应符合国家现行的《爆破安全规程》（GB6722-2003）的有关规定。爆破作业和爆破器材加工人员严禁穿着化纤衣物。进行爆破时，所有人员应撤离现场，其安全距离为：①独头巷道不少于200m；②相邻的上下坑道内不少于100m；③相邻的平行坑道，横通道及横洞间不少于50m；④全断面开挖进行深孔爆破（孔深3—5m）时，不少于500m。洞内每天放炮次数应有明确的规定，装药离放炮时间不得过久。装药前应检查爆破工作面附近的支护是否牢固；炮眼内的泥浆，石粉应吹洗干净；刚打好的炮眼热度过高，不得立即装药。如果遇有照明不足，发现流砂、泥流未经妥善处理，或可能有大量溶洞涌水时，严禁装药爆破。洞内爆破不得使用黑色火药。洞口段采用电雷管起爆，进洞100m后采用导爆管起爆，不得采用导火索起爆。采用电雷管爆破时，必须按国家现行的《爆破安全规程》（GB6722-2003）的有关规定进行，并应加强洞内电源的管理，防止漏电引爆。装药时可用投光灯、矿灯照明。起爆主导线宜悬空架设，距各种导电体的间距必须大于1m。爆破后必须经过15min通风排烟后，检查人员方可进入工作面，检查有无“盲炮”及可疑现象；有无残余炸药或雷管；顶板两帮有无松动石块；支护有无损坏与变形。在妥善处理并确认无误后，其他工作人员才可进入工作面。当发现“盲炮”时，必须由原爆破人员按规定处理。装炮时应使用木质炮棍装药，严禁火种。无关人员与机具等均应撤至安全地点。两工作面接近贯通时，两端应加强联系与统一指挥。岩石隧道两工作面距离接近15m（软岩为20m），一端装药放炮时，另一端人员应协调放炮时间。放炮前要加强联系和警戒，严防对方人员误入危险区。土质或岩石破碎隧道接的贯通时，应根据岩性适当加大预留贯通的安全距离，此时只准一端掘进，另一端人员和机具应撤离至安全地点。贯通后的导坑应设专人看管，严禁非施工作业人员通行。5.3爆破工程管理员、爆破技术人员与爆破员应具备的条件及职责：爆破工程管理员：应由从事三年以上爆破工作，无重大责任事故，熟悉爆破事故的预防、分析和处理，并持有安全作业证的爆破工程技术员担任。其职责是：主持制定爆破工程的全面工作计划，并负责实施，组织人员的安全业务技能培训工作和审查爆破作业的资质，监督爆破作业人员执行安全规章制度，组织领导安全检查，确保爆破施工作业安全有序顺利进行，制定重特大爆破工程的计划、施工总结，安全操作细则及相应的管理规章制度，参加爆破事故的调查和处理。爆破工程技术员：必须持有相应的爆破安全作业证。其职责是：负责爆破工程的设计和总结、指导施工，制定爆破安全技术及盲炮处理的安全技术措施，并指导实施参加爆破事故的调查和处理。爆破员：必须年满18岁，身体健康，工作认真负责，具有初中以上文化程度，熟悉《中华人民共和国民爆物品管理条例》，并通过有关部门严格培训，考试合格取得相应的爆破安全作业证。其职责是：保管所领取的爆破器材，不得遗失和转交他人，不得擅自销毁和挪作它用，按照爆破指令单和爆破设计规定进行爆破作业，严格遵守《爆破安全操作规程》和《爆破安全操作细则》，检查发现盲炮和其它不安全因素应及时上报或处理，爆破结束后将剩余的爆破器材及时如数交回爆破器材库。5.4爆炸物品的保管、使用制度：1、爆炸物品的保管、使用必须严格执行《中华人民共和国民爆物品管条例》及项目部《爆炸物品领用、使用管理制度》并切实做到“三清”即“帐清、物清、手续清”账目一致，每日对账目进行核对。2、各施工队需要使用爆破物品时，必须同现场技术员一道统计好当日实际钻孔数量，根据爆孔数量计算爆炸使用数量，经主管爆破技术员审批后报安全科审批。3、到爆炸库领取爆炸物品时，必须是爆破员同押运员一起到炸药库领取，严禁一人领取爆炸物品。4、当日用剩的爆炸物品，必须全部退还炸药库房，爆炸物品退库时，必须是爆破员押运员一起共同退库，严禁存放在外，由安全员做好退库台账记录。爆破完成后在出渣完成前由于无法确定是否需要补炮时，火工品可现场临时存放，临时存放时，雷管及炸药必须分开存放且必须存放在保险箱内，保险箱上锁，钥匙由现场安全员统一保管，安全员在未进行火工品退库手续前不得离开保险箱。5、爆炸物品严禁转借、转让、私拿、私藏、炸兽、炸鱼或另作它用。5.5应急救援预案1、为了提高事故应急能力，确保事故发生后能迅速进行救援，工区成立了以经理甘海峰为组长的应急救援小组：组长：甘海峰副组长：王勇、刘贵香、王辉、余裕、李宏、陈尚杰组员：周昊、董瑜、马建波、冯小卜、管永华、徐文斌、晏青、常亮亮、徐新春、江治建、架子队班组负责人应急救援小组办公室设在工区驻地安质部，安质部长冯小卜，电话：182917476662、岗位职责及各自分工（1）甘海峰、李宏负责现场，任务是掌握了解事故情况，组织现场抢险、抢救等工作。（2）刘贵香、陈尚杰负责制订现场抢险技术措施，确定最佳抢救方案。（3）王辉、管永华负责联络，任务是根据指挥小组命令，及时赶赴现场进行抢救。（4）马建波、董瑜负责维持现场秩序，做好当事人及周围人员的问讯记录，并保持与当地主管部门及劳动部门等单位的沟通。（5）晏青、常亮亮、徐新春、江治建负责抢险物资和机械的调用。（6）余裕负责抢险资金的调拨。（7）王勇负责与外界媒体的联系，并负责保持与当地相关部门的沟通联系。（8）冯小卜、徐文斌负责妥善处理好善后工作。上述所列人员的电话必须24小时开机，确保在发生重大生产安全事故时能保持联络畅通，保证应急救援工作及时。3、应急计划的目的：为认真的贯彻国务院第393号令《建设工程安全生产管条例》等有关安全生产的文件精神，针对民爆物资使用编制庆急预案，以确保在风险或事故的状态下，能高效有序地预防和杜绝安全生产责任事故。4、应急救援物资保障、后勤服务小组；负责预计各种安全整套故所需的救援物质准备；掌握各种救援物资的采购联络；及时迅速地将救援物资运送到现场；组织联系救护单位；保障车辆调派使用；保证通迅工具畅通与联络；太宁隧道进口及太宁隧道出口均设计应急物资临时存放点，具体存放应急物资见下表。炸药库应急救援物资设备地点工具数量备注炸药库中型灭火器5台沙箱4个1m3/个蓄水池一座20T消防水泵一台消防水带100m铁锹5把太宁隧道应急救援物资（下表为单个洞口的物资）序号材料名称规格单位数量备注1无缝钢管Φ100根10每根长5m2钢筋网片间隔20*20cm片50每片80*120cm3工字钢I20a，长4.5m根15用于竖撑4应急灯/盏25铁锹/把56大锤/把27编织袋/个2008担架/副1其他应急救援物资设备序号名称单位数量存放地点1消毒用品盒10办公室2急救物