临平邱山隧道爆破施工设计方案

PAGEPAGE36临平邱山隧道工程爆破设计方案二00九年六月十八日临平邱山隧道工程爆破设计方案二00九年六月十八日1、工程概况1.1工程概况原邱山隧道南接景星观路、北连星光街，是临平城区南北向交通的一条重要通道；全长约360m，净宽9m，高6.5，双向两车道，机非混行，两侧设有1m宽的人行道。改建后隧道全长395m，其中40m为明洞，采用双连拱整体结构断面形式，双向四车道规模，单侧设慢行道，新建隧道按城市主干道II级标准设计，并按城市三类隧道标准实施。拟改建隧道毛洞宽13m，高10m，中导洞宽6m，高5.7m，起拱高2.7m。既有隧道为素砼衬砌，厚度30cm左右，无钢筋。1.2隧道周边爆破环境隧道南口南侧距离隧道施工临时用房最近处约30m，距离几幢待拆建筑物最近处约50m，距离东南侧余杭区委党校最近建筑物约100m，距离西南侧居民建筑物最近处约100m，距离南侧东西向道路约130m。隧道洞口东西两侧及北侧均为山体，无被保护对象。隧道北口北侧距离待拆建筑物最近处约40m，距离洞口150m范围均为待拆建筑物，距离北侧东西向道路约150m。160m外为居民建筑物。隧道洞口东西两侧及南侧均为山体，无被保护对象。爆破环境比较复杂。1.3地质条件（1）地质构造隧道段主体构造为邱山背斜倾覆段，均由上泥盆统西湖组组成，轴线基本位于山脊部位。沿线断层规模较小，多为正断层，影响带一般宽10m~1m，带内岩石挤压破碎，局部泥化，岩石受其影响，同产状节理发育，岩石破碎。（2）北洞口地质评价原有隧道进口洞脸已经进行喷锚支护，东侧边坡高约11.5m，残坡积层浅薄，厚0.2m；西侧壁高13m左右，坡比1：0.5，残坡积层厚0.2~0.5m。东侧开挖后岩体单薄，厚度仅有7~10m，外侧为采石场的临空面，表层残坡积层和强风化层累计厚度3m以上，岩体受两组节理切割影响，岩体破碎~较破碎，对边坡稳定不利。（3）南洞口地质评价桩号K0+510~520原为邱山隧道的明洞段，边坡开挖后坡高约15~17m，洞脸边坡上部为弱风化石英砂岩，洞脸边坡稳定性较差，需要处理。边坡开挖后东侧开挖范围不大，对边坡基本无影响；西侧需沿原有出洞口向西扩挖11m以上，其中涉及原有边坡开挖范围线约4m左右，扩挖后西侧洞口将形成高约20余m的岩质边坡，边坡上部3~4m主要为强风化石英砂岩，下部为弱风化石英砂岩，岩体中厚层状。（4）洞身段地质评价洞身K0+165~220段位石英砂岩、含砾砂岩夹粉砂质泥岩，隧道围岩主要穿越强风化和弱风化石英砂岩，岩石破碎~较破碎，围岩为IV级。洞身K0+220~450段位石英砂岩、含砾砂岩夹粉砂质泥岩，隧道围岩主要穿越弱风化石英砂岩，岩石较完整，围岩为III级。洞身K0+450~520段位石英砂岩、含砾砂岩夹粉砂质泥岩，隧道围岩主要穿越微风化石英砂岩，岩石较破碎，围岩为IV级。2、编制依据2.1临平邱山隧道改扩建工程施工图设计；2.2公路工程施工安全技术规程（JTJ076-95），公路隧道施工技术规范（JTJ042—94）；2.3爆破安全规程（GB6722-2003）；2.4民用爆炸物品安全管理条例（2006）；2.5现场实际条件。3、施工方案3.1掘进方案：中导洞III级围岩采用全断面开挖法，IV级围岩采用上下台阶法开挖；既有隧道二次衬砌拆除及扩挖采用松动爆破法施工；新建隧道III级围岩采用上下台阶法开挖施工，IV级围岩采用右侧壁导坑先行，上下台阶法施工。为确保施工安全，洞口至进洞内5m部分全断面均采用机械开挖，不使用爆破作业施工。洞口外部边坡处理采用机械开挖，不使用爆破作业施工。在洞口位置做好防护屏障。具体见后。3.1.1掏槽方式选择：（1）一般直眼掏槽与斜眼掏槽的适用条件，见表1（2）掏槽方式：针对施工要求及选择的机具设备，考虑各种掏槽方式的利弊，本工程中导洞、新建隧道IV级围岩中部、III级围岩采用多排眼楔形掏槽方式，新建隧道IV级围岩右侧壁导坑围岩采用中空直眼掏槽方式，既有隧道扩挖无掏槽眼。表1一般直眼掏槽与斜眼掏槽的适用条件序号直眼掏槽斜眼掏槽1大小断面均可，小断面更优越大断面较适用2韧性岩层不适用对各种地质条件均适用3一次爆破深度可以较大受隧道宽度限制，不宜太深〈5米4技术要求高，钻眼精度影响大相对来说技术要求更低5炸药用量较多炸药用量相对较少些6需用雷管段数多需用雷管段数少7钻眼相互干扰少钻眼时钻机相互干扰多8渣堆较集中抛渣远，易打坏设备3.1.2炮眼深度（1）掏槽眼：L=1600mm（2）辅助眼：L=1500mm（3）周边眼：L=1500mm3.1.3、爆破参数：（1）孔径：d=40mm（2）孔距：周边眼：a=450~600mm，辅助眼：a=700~800mm3.2炮眼布置及起爆顺序：炮眼布置及起爆顺序如图所示。表2隧道掘进单位炸药消耗量参考值（kg/m3）掘进断面积（m2）岩石普氏坚固性系数f2~34~68~1012~1415~20<41.231.772.482.943.364~61.051.502.152.642.936~80.891.281.892.332.598~100.781.121.692.042.3210~120.721.011.511.902.1012~150.660.921.361.781.9715~200.640.901.311.671.85>200.600.861.261.621.803.3装药参数（附后）：3.4装药结构：掏槽眼、辅助眼采用连续不间隔装药结构，周边眼采用空气间隔装药结构，炸药选用乳化炸药，孔口均以炮泥堵塞密实。装药结构如图所示。3.5起爆网路：起爆药卷安置在孔底，孔内以微差非电雷管起爆，孔外采用簇联法联接，外接导爆管起爆，周边眼（边墙）光面爆破采用导爆索联接起爆。3.6安全距离的确定1）地震波安全距离的确定：（一次齐爆炸药量最大为周边眼，见图）R=（K/V）1/αQ1/3=（150/2）1/1.8*26.41/3=32.78m满足地震波安全距离的要求。为保证施工时爆破震动控制在国家规定的安全范围之内，施工时由总包单位在周围不定时进行爆破震动检测。以便准确地掌握爆破振动数据，合理进行爆破分析，并通过实测数据再来修正设计方案，为下次爆破设计提供准确地调整依据。2）冲击波安全距离的确定：由于隧道施工时单次爆破药量较小，且洞外比较空旷，冲击破在空气中消散的很快，因此超压冲击波对洞口周围建筑不会造成影响。3）飞石安全距离的确定R飞=20Kn2W=20*1.52*1=45m结合爆破安全规程规定对飞石的最小安全距离要求确定警戒范围，警戒区位置见后。4.施工作业4.1施工步骤考虑到目前南北侧拆迁工作尚未全部完成，从洞口向内施工对洞口外部建筑物影响比较大，所以综合考虑现有隧道的条件，本隧道掘进从既有隧道中部与既有隧道垂直先开挖，然后开挖出新建隧道两个断面，再分别向南北两侧推进，既有隧道口部施工要待两口部拆迁工作完成后在分别向内推进（施工顺序及方向如图附后）。洞口进洞5m段全断面采用机械开挖方式施工。在隧道即将出洞口时爆破作业需严格测量定位剩余爆破距离，在剩下最后5m时停止爆破作业，采用机械开挖方式施工。进出洞口30m区域施工时均应做好防护工作。4.2钻孔凿岩采用24型风动凿岩机，配合22mm六角中空钢管38mm十字，一字型合金钢钻头。钻孔时，根据测量指定的中心，标出设计断面的轮廓线，按照爆破参数表进行布孔。凿岩时实际定人、定机、定位岗位责任制，确保打眼质量。4.3装药联线爆破装药联线爆破由专职爆破员、监炮员联合作业，装药作业根据装药参数表进行施工，装药后炮孔剩余长度部分应用炮泥堵塞密实。孔内安装非电微差雷管，孔外采用簇联法连接，引爆采用非电雷管接导爆管、激发枪引爆。盲炮出现时，应严格按照爆破安全规程的规定排除。（盲炮处理见后）4.4警戒1、确定安全警戒区。隧道爆破警戒区为沿隧道轴线方向出洞外150m，确定洞口位置与隧道轴线垂直方向两侧25m为警戒点，以上述3个点为基准点确定的曲线边界为警戒边界线确定警戒范围。2、设立爆破警戒点。警戒点设专人警戒，各警戒点位置及人员位置如图。3、爆破时应有明显的警戒信号，爆破时必须等警戒人员全部到位并向爆破指挥发出到位及确认安全信号后，方可起爆。4、在警戒区边界必须设置明显的警戒标志，提醒进入爆破区的人员内部爆破施工注意安全，警戒标志应设置在人员可以通行的部位，警戒标志必须显眼，确保通行的人员注意。5、做好爆破施工时正对隧道口的安全警戒工作，待发出警戒信号后，必须禁止隧道口部轴线150m内有人员及机械。6、隧道掘进30m以后，爆破警戒可采取只在隧道洞口警戒。7、爆破作业警戒信号采用哨子及喇叭，哨子发出三声急促的短音，喇叭发出警戒信号后进入警戒状态，哨子发出三声长音，喇叭发出音乐声为爆破后解除警戒信号。8、各警戒人员及警戒人员与起爆人员采用红旗及对讲机联络，警戒人员到达指定警戒地点并警戒完成后向起爆人员摇动红旗示意，无法通视处则采用对讲机向起爆人员发出警戒完成信号。9、爆破施工前，必须与周边单位、居民、社区进行有关爆破施工的协调会，与周边单位、居民、社区在爆破施工时间、次数、爆破规模的大小等问题上达成一致，根据相关意见实施爆破作业。4.5防护洞口搭设一条长15m，宽27m，高10m的全封闭屏障，要求两侧、中部采用钢管为骨架，双层脚手片覆盖的屏障阻隔飞石，顶部也采用钢管骨架，脚手片覆盖的防护措施防护。搭设防护屏障时应尽量密实，并尽可能延伸至入洞口上部，确保爆破口部15m施工时的安全。两侧搭设防护屏障部位如紧邻边坡，可不搭设垂直屏障，直接将顶部屏障靠在边坡上，但必须保证顶部屏障与边坡连接密实，不留空隙。在隧道开挖进出洞口30m以内时，必须搭设防护屏障，开挖距离进出洞口30m以外时，可拆除防护屏障。4.6出碴爆破后应至少等30分钟，待隧道内炮烟消散后才可进内。隧道开挖超过30m后应采用轴流风机排烟，以保证施工工作时间。爆破后应及时通知甲方立即进行后部施工作业。4.7特殊地质地段的施工1、涌水地段涌水地段是地质灾害产生的主要地段，当施工中遇地下水变大的情况时，应进行超前探水，然后根据涌水量，选择相应止水手段。2、断层破碎带及进出口段根据地质资料显示，隧洞进、出口段地质条件较差，施工中应按“短循环、弱爆破、强支护、勤量测”的原则并按照设计、施工组织设计要求施工，进出洞口5m均采用机械开挖方式作业。洞口浅埋段部位（覆盖层小于5m部位）爆破前必须做好超前支护后（超前导管等）方可进行爆破施工作业。5.施工安全和施工管理5.1施工安全管理5.1.1施工安全（1）施工前组织全体施工人员认真学习有关安全操作规程，并切实贯彻到施工中。坚持安全第一，预防为主的施工方针，在安排施工、检查、验收、考核的各个环节上都把安全施工放在首位。（2）认真做好各项劳动保护措施，施工前穿戴好各种劳动防护用品。（3）认真执行安全奖罚制度，加强日常的安全检查，及时发现事故隐患，把事故消灭在萌芽状态，一旦出现安全事故，坚决执行三不放过原则。（4）各施工班组要经常观察工作面、帮、顶的变形情况，及时清理工作面、帮、顶的浮石、松石。在石质不好的地段，不得空顶作业，一旦开挖段出现变形，开裂现象，应及时处理或汇报项目部提出方案并尽快落实加固方案。（5）装药爆破必须持证上岗，放炮前爆破负责人要认真检查工作情况，将材料、工具、设备撤至安全地点，人员撤离至事先要求的指定隐蔽地点。（6）严格按爆破安全规程规定要求做好爆炸物品的领用及退库手续，严格按爆破安全规程规定做好盲炮处理工作及其它有关事项的处理工作。（7）钻眼作业禁打残眼，严禁打干眼，凿岩施工时应注意隧道内的排污排水通风工作。（8）认真按照爆破安全规程规定做好其它各项爆破安全工作，切实做好用电安全，注意照明线路的绝缘及悬空。（9）施工中暂不使用的材料、设备、工器具要放置在指定地点堆放整齐。电缆、风管、水管要悬挂成线，隧道内杂物及时清理，做到文明施工。（10）复杂地层掘进：在破碎、松散等不良复杂地层段中掘进，应遵守“超前锚、短开挖、弱爆破、早支护、快封闭、勤量测”的原则及时采取措施，紧密配合甲方施工工作，在确保安全的前提下进行爆破施工作业。洞口浅埋段部位（覆盖层小于5m部位）爆破前必须做好超前支护后（超前导管等）方可进行爆破施工作业。5.1.2施工管理（1）成立工程项目部，下设钻孔班、爆破班（含排险）、警戒班，各负其职，统一处理施工中的问题。（2）加强技术培训，强化质量意识。工程施工前，对全体施工人中进行集中培训，学习质量管理基本知识及本工程的特点、有关安全规程、技术要求和施工组织设计，使施工人员能熟悉工程特征之后投入施工作业。（3）施工中加强正常的质量监督，坚持班组日检，工程项目部的日检及公司的抽检制度。（4）根据每天的施工情况及日进尺，及时总结经验，不断调整施工方案，使施工工作趋于更加完善。（5）加强施工记录的管理，及时整理施工资料并归档，妥善保存施工资料，确保竣工时记录、资料齐全。5.2施工安全技术措施5.2.1施工用电安全措施（1）施工现场所有的电气设备的金属外壳应采用接地或接零保护。在同一供电系统中，不得将一部分电气设备，而将另一部分电气设备接零。（2）临时电源及使用的电气设备，应装设触（漏）电保护装置，做到三级配电二保护。保护装置应完整无损，动作灵敏。使用前必须按“试验”按钮，合格后方可投入运行。（3）各种电闸箱内，应保持清洁，不得存放任何东西，并配备安全锁。非本岗位作业人员不得擅自开箱合闸。工作完毕后应切断电源，锁好电闸箱，所有配电间及配电处应挂“有电危险”的警示牌。（4）施工现场的各种配电箱、开关箱应装设在干燥、通风及常温场所。配电箱、开关箱必须防雨防尘。（5）配电箱、开关箱应装设端正、牢固。（6）隧道动力线路与照明线路应分开架设在两帮，不得混合架设。室内配线必须采用绝缘导线。洞内照明采用36V电压。5.2.2凿岩安全措施（1）凿岩机械必须保持技术状况良好、安全、灵活、可靠。操作人员须按操作规程作业。作业前应检查压气胶管接头，机械连接螺帽等是否安全牢固。（2）凿岩前必须进行“四检查”和“四清除”。即检查和清除炮烟和残炮；检查和清除盲炮（由爆破员处理）；检查和清除顶、帮、掌子面浮石；检查和清除支护的不安全因素。（3）凿岩时应做到“四严禁”，即严禁打残眼；严禁打干眼；严禁戴手套扶钎杆；严禁站在凿岩机钎杆下。（4）进出凿岩机更换钎杆时，应减速慢退，切实注意钎杆位置，避免钎杆脱落伤人。（5）凿岩时若遇突然涌水地段应停止作业，并迅速报告有关部门，制定安全措施。（6）作业完毕，应将一切设备和工具移至安全地点。5.2.3爆破安全措施本工程爆破设计采用非电微差雷管簇联非电雷管引爆系统，爆破作业由持有爆破证的爆破员操作，爆破作业规定如下：1、不准在同一工作面使用不同批号、不同厂家的雷管，爆破器材必须符合国家标准，并经过严格检验，不合格者不得使用。2、有下列情形之一者，禁止进行爆破工作：（1）有冒顶或边坡通道堵塞。（2）通道不安全或通道堵塞。（3）工作面有涌水危险或炮眼温度异常。（4）工作面无良好照明，未做好准备工作。3、爆破前必须发出音响和视觉信号，待所有人员及设备撤至安全区域方能爆破。露天爆破前必须确认做好防护、警戒、交通管制等所有工作后方能起爆。4、爆破后，在确认无盲炮时，应不小于15分钟，不能确认无盲炮时，必须不小于30分钟，爆破作业人员方可进入爆破作业点。5、爆破后进入工作面时要首先检查顶、帮及支护是否安全，有无盲炮等情况，如有不安全情况，应及时处理方可继续工作。6、加工起爆药包和药卷应在安全地点进行，无关人员一律不得在场，领料数量不应超过当班爆破作业需用量。7、加工药包、装药联线现场严禁烟火。8、装药前应将炮眼进行清理和验收，装药时严禁使用铁质工具，装药完毕要用炮泥堵塞，操作要温和，不可用力过猛。9、进洞5m段全断面采用机械开挖方式施工。在隧道即将贯通时爆破作业需严格测量定位剩余爆破距离，在剩下最后5m时停止爆破作业，采用机械开挖方式施工。洞口浅埋段部位（覆盖层小于5m部位）爆破前必须做好超前支护后（超前导管等）方可进行爆破施工作业。10、发现盲炮或怀疑有盲炮，应立即处理。处理盲炮应由当班爆破员进行，无关人员不准在场，当班来不及处理应详细交班。盲炮未处理好之前，禁止在工作面进行其它作业。盲炮的处理方法如下：1）处理盲炮时应由爆破技术负责人确定警戒范围，并在该区域设置警戒，处理盲炮时无关人员不准进入警戒区。本工程确定警戒范围为隧道延伸方向洞口外150m，隧道垂直方向洞口两侧各25m，以此确定的半椭圆形范围加上整条隧道。2）派有经验的爆破员处理盲炮。3）处理盲炮时，应先检查导爆管是否有破损或断裂，发现有破损或断裂的应修复后重新起爆。4）不应拉出或掏出炮孔中的起爆药包。5）经检查确认起爆网路完好的，重新起爆。6）无法重新起爆的，打平行炮孔装药爆破，平行炮孔距离盲炮不应小于0.3m，为确定平行炮孔的方向，可从盲炮孔口掏出部分堵塞物。7）可用木、竹或其他不产生火花的材料制成的工具，轻轻的将炮孔内填塞物掏出，用药包诱爆。8）处理非抗水硝铵炸药的盲炮，可将填塞物掏出，再向孔内注水使其失效，但应回收雷管。9）盲炮处理后应由处理者填写登记卡片或提交报告，说明产生盲炮的原因、处理的方法和结果、预防措施。11、禁止用铁制掏勺掏出炮泥，掏炮泥时不得用力拉动起爆药包引线，严禁从炮眼中强力拔出雷管。12、炸药库安排在万松岭炸药库内，工地内设爆炸物品临时存放点，存放当班爆炸物品，临时存放点派专职人员24小时看管。13、其余未涉及的应严格执行《爆破安全规程》和《民用爆炸物品安全管理条例》进行管理。5.2.4通风防尘安全措施1、粉尘浓度，有害有毒气体含量在此30分钟内降低到允许范围内各主要有害气体安全浓度表）。COH2SNO2粉尘体积比<0.0016<0.0066<0.00025SiO2>10%时<2mg/m32、按同时工作的人数计算，排尘最小平均风速，在工作面不得低于0.15m/s，沿巷道不得低于0.25—0.6m/s。3、放炮后要将风筒及时接至工作面，使风筒末端与工作面距离，压入式通风不超过10米，抽出式通风不超过5m，混合式通风不超过10m。4、为降低风阻要做到：风筒吊挂平直，拉紧吊线，逢环必吊，缺环必补，拐弯缓慢，放出积水，有破损要及时补好。同时避免在洞内正面任意停放设备，堆积木材或器材。5、坚持以风、水为主的综合防尘措施，做到湿式凿岩标准化，通风排尘，喷雾洒水制度化，个人防护经常化。6、凿岩用水尽量保持清洁，禁止使用污水。7、喷雾水要常开，隧洞内有人，喷雾不停。8、装岩前，应向工作面10~15m内的顶、帮和岩碴上洒水，岩碴要分层洒水，洒湿洒透。9、洞内配备对有害气体的监测，报警装置和安全防护用具，一旦发现毒气应立即停止工作并疏散人员。6、爆炸物品计划表爆炸物品名称数量总量备注乳化炸药（吨）60均为暂估微差非电雷管（万发）5.5导爆索（万米）3导爆管（万米）107、爆破机械设备编号名称型号规格数量备注1空压机20m3/min柴油12空压机9m3/min柴油13凿岩机YT-27204起爆器新1000型25测震仪FD-E2416经纬仪TDJ21水准仪DZS1测距仪DCH21通风机轴流压入式2附表1中导洞IV级围岩上半断面爆破参数表炮眼名称炮眼深度（m）炮眼数（个）装药结构单孔装药量（kg）每循环总药量（kg）雷管段数掏槽眼1.66连续装药1.16.61扩槽眼1.554连续装药0.72.83辅助眼1.512连续装药0.78.45、7周边眼1.516间隔装药0.46.49底板眼1.510连续装药0.6611合计/48/30.2/开挖面积14.13m2炸药单耗1.42kg/m3进尺1.5m中导洞IV级围岩下半断面爆破参数表炮眼名称炮眼深度（m）炮眼数（个）装药结构单孔装药量（kg）每循环总药量（kg）雷管段数掏槽眼//////扩槽眼//////辅助眼1.522连续装药0.817.61、3、5周边眼1.510间隔装药0.447底板眼1.511连续装药0.66.69合计/43/28.2/开挖面积16.2m2炸药单耗1.16kg/m3进尺1.5m附表2中导洞III级围岩爆破参数表炮眼名称炮眼深度（m）炮眼数（个）装药结构单孔装药量（kg）每循环总药量（kg）雷管段数掏槽眼1.66连续装药1.16.61扩槽眼1.554连续装药0.83.23辅助眼1.537连续装药0.829.65、7、9周边眼1.527间隔装药0.410.87底板眼1.511连续装药0.66.69合计/85/56.8/开挖面积30.3m2炸药单耗1.25kg/m3进尺1.5m附表3新建隧道IV级围岩右侧壁导坑上半断面爆破参数表炮眼名称炮眼深度（m）炮眼数（个）装药结构单孔装药量（kg）每循环总药量（kg）雷管段数掏槽眼1.554连续装药1.14.41扩槽眼1.554连续装药0.83.23辅助眼1.514连续装药0.79.85、7周边眼1.518间隔装药0.47.29底板眼1.58连续装药0.64.811合计/48//29.4/开挖面积16.08m2炸药单耗1.22kg/m3进尺1.5m新建隧道IV级围岩右侧壁导坑下半断面爆破参数表炮眼名称炮眼深度（m）炮眼数（个）装药结构单孔装药量（kg）每循环总药量（kg）雷管段数掏槽眼//////扩槽眼//////辅助眼1.532连续装药0.825.65、7周边眼1.522间隔装药0.48.89底板眼/////11合计/54//34.4/开挖面积24.82m2炸药单耗0.92kg/m3进尺1.5m附表4新建隧道IV级围岩中部上半断面爆破参数表炮眼名称炮眼深度（m）炮眼数（个）装药结构单孔装药量（kg）每循环总药量（kg）雷管段数掏槽眼1.66连续装药1.16.61扩槽眼1.554连续装药0.83.23辅助眼1.525连续装药0.717.55、7、9、11周边眼1.525间隔装药0.41013底板眼1.58连续装药0.64.815合计/68//42.1/开挖面积22.24m2炸药单耗1.26kg/m3进尺1.5m新建隧