暗挖隧道爆破施工专项方案

暗挖隧道爆破施工专项方案爆破施工1爆破设计爆破安全控制标准本工程为地下工程，采用水压爆破技术，爆破安全主要以爆破振速和噪声来控制。最大单段允许装药量控制最大段允许用药量以允许爆破震动速度来控制，由萨道夫斯基公式进行计算：q=RmV/k双式中：Q--最大一段允许用药量kgV--振动带安全控制标准，按照招标文件和爆破安全规程标准控制R--爆源中心到振速控制点距离mK--与爆破技术、地震波传播途径介质的性质有关的系数a--爆破振动衰减指数其中K、a需在施工过程中对小药量爆破实测的数据进行回归分析重新标定，标定前爆破设计时K、a则按爆破安全规程根据岩层状况选取。爆破器材炸药采用乳化油炸药，每卷200g，雷管采用非电毫秒雷管。装药结构采用耦合装药结构。起爆方式采用非电起爆方式，同段别高段位分段微差控制爆破技术。在靠近围护结构10m爆破采用一个段别高段位分段微差爆破技术，在钢支柱两侧5M范围采用两个段别高段位分段微差爆破技术。爆破参数确定本工程在参数选取过程中综合运用工程类比、计算两种方法，结合成功爆破经验，爆破参数还将在以后施工中根据现场试验调整。台阶高度根据本工程基坑结构，考虑爆破施工特点，台阶高度确定为2.2M。钻孔孔径dW(15.6-16.7)H,即d=40mm。※最大抵抗线Wmax最大抵抗线Wmax与钻孔直径d和梯段高度的关系：WmaxW(0.032-0.034)d且WmaxW(0.5-0.58)H可以计算得：WmaxW1.28T.45※实际抵抗线WW=Wmax-0.05H=1.15-1.325按照工程施工经验：W=0.5H=1.25考虑爆破方向控制，抵抗线适当取小，在本设计中取W=1.0m。※炮孔间距a炮孔在平面上按照梅花形布置，炮孔间距和抵抗线之间关系：a=mW=1.2W=1.2m(梅花形布置时，m=1.2)※炮孔超深h1h1与台阶高度关系为：h1=(0.2-0.3)W。取h1=0.2m※炮孔长度L：炮孔倾角750，所以L=1.03H+h1e2.8m。※堵塞长度h0堵塞质量和堵塞长度对控制传爆方向和飞石至关重要，有效控制飞石标准是飞石离开孔口向四周飞溅的距离不超过3〜5m，适当加上防护措施，可以做到无飞石。堵塞长度和抵抗线关系为：h0NW取h0=1.2m。※炮孔装总药量Qt、底部装药量Qb、柱状装药量QpQt=qHaW式中q为炸药单耗，是计算装药量的关键参数，通常取q=0.2-0.4kg/m3，根据经验，取q=0.25kg/m3。Qt=0.75kg结合药卷规格，取Qt=0.8kgQb=2/3Qt=0.6kg,QP=0.2kg靠近钢支柱单耗取q=0.2kg/m3。所以Qt=0.6kg，Qb=2/3Qt=0.4kg，QP=0.2kg，底部装药与柱状装药之间长度50cm用堵塞物充填。图1.-1爆孔结构剖面图2爆破安全检算飞石检算爆破飞石距离与爆破的种类、药包参数、堵塞长度、部位及质量等因素有关，目前从理论上准确计算爆破飞石距离很难，通常用下式计算：Rmax=20Kn2W。式中：K是与地形、药包埋置深度、风向、风速等有关的系数，这里取K=1.5；n是爆破指数，取n=0.5。得：Rmax=7.5m.隧道爆破开挖埋深最为39—49m之间，所以爆破开挖不会出现飞石出地面，尤其采取了低单耗设计，并加强防护，对中立柱不会有损坏影响。爆破冲击波检算根据《爆破安全规程》规定。爆破空气冲击波的安全距离可按下式计算：R=KQ1/2，m式中：R一爆破空气冲击波安全距离，m；Q一装药量，kg；（瞬发爆破为总装药量，延期爆破为单段最大装药量；）K一与装药途径和爆破程度有关的系数；对建筑物K=1〜2；对人员K=10。计算结果是安全的。3爆破震动监测我国《爆破安全规程》规定，衡量爆破震动对建筑物安全的影响，是采取震动速度作为控制标准。因此在监测中我们监测的指标主要是爆破震动速度值。通过监测，掌握爆破对已施工支护结构及周边建筑物的影响程度，用以修改钻爆设计，确保周边结构物、管线等安全。对爆破距离在100m以内结构物、管线、路面及已施工结构均进行布点监测。采用DSVM-2A型振动测试仪及与之配套的分析软件，可以实现波形恢复，显示最大速度值、最大加速度值、及最大位移值，概率密度分析，频谱分析等。根据监测分析结果来实现爆破振动控制及控制爆破信息化施工。4水压爆破4.1水压爆破基本原理“隧道掘进节能环保水压爆破技术”发明人、我国著名爆破专家何广沂教授给该项技术的定义是这样的：往炮眼中一定位置注入一定量的水，最后用专用设备加工成的炮泥对炮眼进行回填堵塞。隧道掘进水压爆破和常规爆破（炮眼无回填堵塞）有六点相同和两点不同之处。六点相同：在炮眼分布、掏槽形式、炮眼数量、炮眼深度、起爆顺序和起爆时间间隔等六方面，水压爆破与常规爆破一模一样，即水压爆破与常规爆破相比不增加任何工作量。两点不同：水压爆破与常规爆破相比，仅是水压爆破炮眼中增添了水袋和炮泥。爆破时围岩的破碎主要依靠炮眼中炸药爆炸在围岩中产生的应力波以及爆破气体膨胀共同作用而完成，而隧道掘进常规爆破炮眼无回填堵塞，炸药爆炸能量因压缩炮眼中的空气受到一定损失，造成应力波强度下降，不利于围岩破碎，而爆炸生成的膨胀气体由于炮眼中无阻挡，对围岩没形成二次破碎而冲向炮眼口变成冲击波损失掉，此外炮眼无回填堵塞爆破还会产生大量粉尘，严重污染作业环境。这是当前国内外隧道爆破存在多年已久的未能充分利用炸药能量和爆破严重污染环境等两大难题。我国著名爆破专家何广沂教授研发的隧道掘进水压爆破技术，很好的破解了这两大难题。隧道掘进水压爆破，由于炮眼中有水，在水中传播的冲击波对水不可压缩，爆破能量几乎无损地传递到炮眼围岩中，这种无能量损失的应力波十分有利于岩石破碎，此外还产生“水楔”效应和水雾作用，前者有利于围岩破碎和防止岩爆，后者有利于降尘、吸附有害有毒气体和防止瓦斯爆炸。由于炮眼中上部有水袋和炮泥回填堵塞，有力抑制膨胀气体冲出炮眼口，使膨胀气体起到二次破碎围岩的目的。要特别指出的是，炮眼底部的水，对冲击波的反射作用加强了应力波强度和作用时间，更有利于围岩破碎。一言蔽之，由于炮眼中有水，并用炮泥回填堵塞，不但能充分利用炸药能量，而且又能大大降低粉尘对作业环境的污染，保护了施工人员身体健康。何广沂教授等人所进行的模拟应变测试结果表明：在同样装药量的前提下，同是炮眼底部，水压爆破要比常规爆破切向拉应变增大13%以上，这就是有利于提高炮眼利用率及提高进尺的原因所在；同是炮眼中部和上部，水压爆破比常规爆破切向拉应变增大7〜33%，这就是水压爆破比常规爆破提高岩石破碎度、降低大块率的原因所在。模拟实验应变测试的结果足以证明水压爆破技术原理的科学性、正确性。前面已述及隧道掘进水压爆破与隧道掘进常规爆破相比有两点不同之处，这两点不同带来什么效果呢？可用四个字概括，那就是水压爆破和常规爆破相比，具有极其显著的“节能环保”作用与效果。具体讲，水压爆破具有“三提高一保护”的作用与效果：第一个“提高”即提高炸药有效能量利用率，节省炸药；第二个“提高”即提高施工效率，加快施工进度；第三个“提高”即提高经济效益，降低成本；一“保护”即降低粉尘浓度，改善作业环境，保护施工人员身体健康。除此之外，针对城市暗挖隧道埋深浅、周边管线及建筑物繁多等特征，水压爆破对有效控制爆破振动，有效控制爆破粉尘浓度，有效控制掌子面前的温度和有效控制爆破岩石块度等方面起到了常规爆破无可替代的作用与效果。4.2水压爆破设计1、水袋制作水压爆破与常规爆破相比，仅是水压爆破炮眼中增添了水袋和炮泥。水袋和炮泥采用封口机和炮泥机工厂化制作。水压爆破所使用的塑料袋，长200mm，直径35mm，厚0.1mm，有一定的强度，水袋填塞炮眼过程中要防止炮棍冲击和小碎石摩擦，以避免水袋漏水，如图1.-2所示。封口机，重为75Kg，长0.42米，宽0.35米，高1米，工作电压220V，功率0.68KW，有车轮可以自由移动，操作极其简便，每小时可加工水袋700个。封口机如图1.-3所示。图1.-2成品水袋图图1.-3封口机加工合格的水袋坚实、不渗漏、无气体，只有这样，水在爆破中才能起到应有的作用。2、炮泥制作炮泥成分为土、砂和水，土以不含小碎石块的粘土为佳，砂以河砂为佳。土、砂、水的比例为0.75:1:0.15,按照比例搅合均匀后，放入炮泥机即可，加工成的炮泥应软硬适中。炮泥过软，在装填过程中容易挤出炮眼口；炮泥过硬，在装填过程中不易捣固碎，造成炮眼堵塞不严实。炮泥如图1.-4所示。炮泥机重190公斤，长1.47米，宽0.44米，高0.54米，工作电压380V，功率4KW，每小时可加工长200毫米，直径35毫米的炮泥900根。炮泥机如图1.-5所示。图1.-4炮泥图1.-5炮泥机3、水压爆破设计当掘进深度为1.5m时，光爆眼以内所有的炮眼（包括辅助眼、掏槽眼和底板眼等），先在炮眼最底部装一袋水袋，紧接着装药卷，药卷的卷数比常规爆破少一卷，随之装两袋水袋（掏槽炮眼装三袋），最后用炮泥边回填边捣固直至炮眼口。光爆眼也称周边眼，其装填步骤也是首先往炮眼最底部装一袋水袋，紧接着按常规爆破装药卷，离炮眼口最近的半卷药定格在距炮眼口80厘米位置，随之装两袋水袋，最后用炮泥回填堵塞到炮眼口。水压爆破炮眼布置与常规爆破炮眼布置相同。其装药结构如图1.-6所示:巳3河蹒时糊1。禁射眺，柔用缺都.|==：=必滋绥殊==土=斗混混忒通不浸洞|L1关虹X]k的l.SnMH俄的】畏孙跑,来膈料乳LSnWt（^）奖街韦景&京甩同篇荣札图1.-6水压爆破炮眼装药结构图炮眼参数见表1.-1：表1.-1炮眼参数表斯面口部垃y眼名称起爆顺序」段别眼深m<Utt*单孔。药量4监呻类型3化不条*单孔条数(条卜单段药(Kgb'上/台4区挥槽眼1Z112.0*'A0粉0.2/4^4"掏槽眼22PA130一2』5=6。=拘槽眼3-3-A17十A。妣0.2*^3z4"辅助眼4-7^10□2*^2P3.2*1辅助眼3*A9PLAW□2P2224-1掘内圈眼A9vi.A04^02^25Z内圈眼2^6+E129^D4z0.2^2^11.6v周边「周边眼7-p13+10.3^02^L5q5.7V周边眼印15,119^□2^15TV底板113+104p02^底板2u0P15.15丁11/06^0为3丁6E2爆破测试2.1爆破振动测试的目的在工程爆破施工中，由于爆破规模、方法和环境不同，爆破所引起的振动、空气冲击波，飞石、噪音和有毒气体对周围的建筑物、重要设施设备和人员会产生不同程度和范围的影响。其中爆破振动所产生的危害比较突出。因此，通过对爆破振动进行测试，一是可以了解和掌握爆破地震波的特征、传播规律以及对建筑物的影响、破坏机理等；二是根据测试结果可及时调整爆破参数和施工方法，制定防震措施，指导爆破安全作业，避免或减少爆破振动的危害作用。本工程在爆破施工正式开始前，首先应进行试爆，试爆过程中进行爆破振动监测，以确定爆破振动对周边建筑物的影响，从而调整爆破参数，确保周边建筑物及管线的安全。2.2测试所采用的仪器设备爆破振动监测所采用的仪器为中国科学院成都分院的TC-4850爆破测振仪。2.3爆破振动监测的方法测点布设爆破振动选在基坑周边最近的房屋处，共设立六个测点，一个测点布置于风井基坑边上的挡土墙附近，一个布置于距离基坑边约10m的位置处，另外四个点布置在中心线两侧向外各10m和20m处。选点遵循选取距离爆破最近的、最薄弱

的、重视程度最高的建构筑物布点，并且应等距离布点、遵循在同一直线上布点、同一监测线上布点距离遵循对数原则等原则进行布点。如图2-1：爆破振动监测布点平面示意图腿跚嵯辅虫石de唬础电爆破振动监测布点平面示意图腿跚嵯辅虫石de唬础电>-北王[JE监测按照方案设计的爆破参数进行试爆，试爆中应用爆破振动监测仪监测爆破时测点处的振动速率值。监测数据分析根据爆破振动速度值，根据频率与辐值域分析，根据安全允许标准，进一步确定和调整爆破参数，以确保爆破时爆破对周边建筑物及管线的安全。3施工通讯开挖施工中通讯采用对讲机配合个人手机的通讯方式，共配置对讲机8台，分别为办公室、值班室、门卫室、龙门吊、司索、爆破起爆员、爆破警戒员、安全员各持有一台对讲机，配合各人手机组成通讯系统。4洞内、外运输4.1出渣洞内出渣开始阶段至洞内10m在爆破完成后使用挖机直接在井口装入渣斗，然后由井架将渣吊入渣池，在渣池由挖机装车运出施工场地弃到弃渣场；在10m至20m范围内使用装载机将石渣装入渣斗，然后由井架将渣吊入渣池，在渣池由挖机装车运出施工场地弃到弃渣场；在20m至完成使用挖机装入放在载重车上的渣斗内，然后使用载重车将渣斗运输到井口位置，然后由井架将渣吊入渣池，在渣池由挖机装车运出施工场地弃到弃渣场。4.2混凝土运输该暗挖段初期支护所使用的喷射混凝土，由莞惠城际6标搅拌站提供，砼运输车辆运送至现场，在井口设置下料口，下料口下方安装一台混凝土输送泵，由混凝土输送泵通过混凝土输送管输送至湿喷机位置，然后开始混凝土喷射施工。5隧道施工通风、供风、供水、排水、供电及照明临时设施5.1洞内通风在吊出井主体外侧右线位