隧道钻爆施工专项方案

/目录1编制依据和范围 31.1编制依据 31.2编制范围 32工程概况 32.1工程简况 32.2工程地质条件 42.3水文地质特征 42.4不良地质及特别岩土 53爆破方案及器材的选择 53.1爆破方案选择 53.2爆破器材选用 54爆破参数的选择和装药量计算 54.1爆破设计参数 55爆破施工方法 95.1钻孔 95.2装药方法及装药结构 106网络设计及起爆方法 126.1网络连接 126.2起爆器材 126.3起爆方法 127爆破平安距离计算 137.1爆破冲击波超压的影响 137.2爆破平安距离 137.3起爆依次和延期时间 148技术要求及平安防护措施 148.1技术要求 148.2平安爱惜措施 169平安突发事务应急预案 179.1应急小组分工 189.2隧道施工风险分析 189.3预防措施 19峰果岭隧道钻爆专项施工方案1编制依据和范围1.1编制依据（1）《铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南》（TZ210-2005）；（2）《爆破平安规程》（GB6722-2001）；（3）《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005）；（4）《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）；（5）《铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10417-2003）；（6）《铁路隧道工程施工平安技术规程》（TB10304-2009）；（7）《兴泉铁路XQNQ-1标实施性施工组织设计》；（8）《峰果岭隧道设计图》（兴泉施隧-43）。1.2编制范围新建兴国至泉州铁路宁化至泉州XQNQ-1标峰果岭隧道进口DK171+405-DK173+600.2工程概况2.1工程简况峰果岭隧道全长6452.2m，最大埋深约262m，隧道位于福建三明市清流县嵩溪镇高坂旁边。中心里程为DK174+631.1，进口里程DK171+405，出口里程为DK177+857.2。进口端和浦梅线峰果岭隧道并行，浦梅线和兴泉设计分界里程为：浦梅DK312+100=兴泉DK171+747.52，其中DK171+405～+665和浦梅线合修。全隧共弃碴59.2万方(实方)，其中进口工区弃碴20.75万方，弃于DK171+800左侧290m沟谷处，洞外运距500m。正线暗洞Ⅱ级围岩620m、Ⅲ级围岩2830m、Ⅳ级围岩1920m、Ⅴ级围岩1060m，正线明洞及棚洞22m。峰果岭隧道进口工区线路纵坡为5.9‰/1395m。2.2工程地质条件测区区域性断裂发育，为蒲城-武平大断裂的一部分，隧道内次级断裂发育。区域内产状节理受区域地质构造影响，岩层节理裂隙较发育～发育，岩体裂开，多切割呈块状，产状紊乱、多变。2.3水文地质特征(1)地表水测区地表水主要为进出口旁边的水沟，主要由大气降水补给。(2)地下水地下水主要类型有第四系孔隙潜水、基岩裂隙水。第四系孔隙潜水不甚发育，水量较小，仅隧道进出口旁边沟槽角砾土中含量丰富；下伏基岩岩体裂开，基岩裂隙水较发育。地下水主要由大气降水及地表水补给。(3)隧道涌水量预料经对隧址区水文地质条件的调查、结合区域水文地质资料的综合分析，大气降水、地表水的干脆入渗是地下水的主要补给来源。隧道穿越不同含水岩系，地下水位不一，地下水渗透性亦存在确定差异。因此，本次依据隧址区地形地貌、地层岩性、构造及水文地质条件等进行隧道涌水量预料。涌水段落统计表段落123里程DK171+412～DK173+630长2218mDK173+630～DK176+160长2530mDK176+160～DK177+825长1665m分段涌水量Q(m³/d)201568763395正常涌水量Q(m³/d)12285最大涌水量Q(m³/d)24570预料隧道涌水量：Qs=12285m³/d，Q最大=24570m³/d。2.4不良地质及特别岩土测区不良地质为有害气体、危岩落石、顺层偏压等，未见特别岩土。1、断层裂开带、侵入岩接触带突水突泥问题DK173+520~DK173+560段为断层裂开带、侵入岩接触带，易发生突水、突泥等工程问题，须加强超前地质预报，并加强排水及支护。3爆破方案及器材的选择3.1爆破方案选择⑴、依据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抗拒线，帮助炮眼交织匀整布置，周边炮眼和帮助炮眼眼底在同一垂直面上，接受楔形掏槽。⑵、严格限制周边眼的装药量，接受间隔装药，使药量沿炮眼全长匀整分布，导爆索起爆。3.2爆破器材选用依据施工中常用爆破器材，选用表3-1火工品作为峰果岭隧道的爆破器材。表3-1爆破器材选用表爆破器材名称规格用途雷管电雷管引爆1～15段非电毫秒雷管掘进和传爆炸药乳化炸药爆速3800～4000m/s直径φ32mm掘进2#岩石小药卷直径25mm光面爆破导爆索/光面爆破4爆破参数的选择和装药量计算4.1爆破设计参数4.1.1炮眼直径炮眼直径对凿岩速度、炮眼数目、单位耗药量和隧道壁的平整程度均有影响，加大炮眼的直径以及相应的装药量可使炸药的能量相对集中，爆破的效果得以改善，但炮眼的直径过大将导致凿岩速度显著下降，并影响岩石的裂开质量，洞壁的平整程度和围岩的稳定性。因此必需依据岩性、凿岩设备和工具、炸药性能参数综合考虑，合理选用孔径。峰果岭隧道的炮眼直径选用Φ42的孔径，药卷为Φ32的乳化炸药。4.1.2炮眼数量炮眼数量主要和开挖断面、炮眼直径、岩石性质和炸药性能有关，炮眼的多少干脆影响凿岩的工作量。炮眼数量须能装入设计的炸药量，可依据各炮眼的平均支配炸药量的原则来设计计算。4.1.3炮眼深度合适的炮眼深度有助于提高掘进速度和炮眼利用率，以削减作业循环次数，炮眼的深度依据以下因素确定：=1\*GB2⑴围岩的稳定性，避开过大的超欠挖；=2\*GB2⑵凿岩机的允许钻眼长度、操作技术条件和钻眼技术水平；=3\*GB2⑶掘进循环的支配，保证充分利用作业时间；设计利用每一掘进循环的进尺数及实际的炮眼里利用率来确定。4.1.3装药量的计算炮眼装药量的多少是影响爆破效果的重要因素。药量不足，会出现炸不开，炮眼利用率低和石碴过大；装药量过多，则会出现破坏围岩稳定，崩坏支撑和机械设备，使抛碴过散，对装碴不利，且增加了洞内有害气体，相应增加了排烟时间和供风量。隧道的药量依据爆破的质量要求确定，其中由于隧道接受光面爆破，其中周边眼接受Φ25的岩石药卷炸药，相应削减了周边眼的用药量，帮助眼用药量接受相对应的用药量。4.1.4装药量的支配周边眼的装药量应依据孔距、光爆层的厚度、石质及炸药的种类等综合考虑确定装药量，光爆层单独爆落，周边眼的线装药密度取0.25㎏/m，接受间断不偶合装药方式。4.1.5周边眼的间距光面爆破成功和否主要取决于参数的设计，其主要参数包括：周边炮眼的间距、光面爆破层的厚度、周边眼的密集系数和装药的集中度等（见表1）。表1光面爆破参数表岩石类别周边眼间距E（cm）周边眼抗拒线W（cm）相对距离E/W装药集中度q（kg/m）极硬岩50－6055－750.8－0.850.25－0.3硬岩40－5050－600.8－0.850.15－0.25软质岩35－4545－600.75－0.80.07－0.12在间断不耦合装药的前提下，光面爆破应满足炮孔内静压力F小于爆破岩体的抗压强度，而大于岩体的极限抗拉强度的条件。周边眼的间距和岩体的抗拉、抗压强度以及炮眼的直径有关，一般Ki=10~18，即E=（10~18）d，当炮眼的直径取48mm时，一般取E=320~720mm，一般状况下，极软质或完整的岩石E取最大值。光爆层厚度及炮眼密集系数：其厚度就是周边眼的最小抗拒线W，周边眼的间距E和光爆层厚度W有着密切关系，通常眼的密集系数K（K=E/W）表示，其大小对光面爆破有较大的影响。必需使应力波在两相邻炮眼间的传播距离小于应力波至临空面的传播距离，即E＜W。实践表明，K=0.8左右较为合适。4.1.6隧道下断面和隧底开挖由于隧道下断面和隧底开挖爆破的临空面为向上，相应的取消隧道的掏槽眼的爆破，其余爆破计算方式同上。4.1.7隧道爆破参数设计表依据以上爆破参数设计的计算，爆破数据进行适当的调整，总体各爆破参数进行列表统计如表4-1～2围岩爆破参数表： 表4-1单线III级围岩全断面爆破参数表炮眼名称炮眼深度个数非电段位装药类型药卷数量装药类型单孔药量（Kg)总药量（Kg)全断面掏槽眼370cm4＋11Φ327集中1.045.8帮助眼360cm543579Φ325集中0.9259.3内圈眼350cm2811Φ325集中0.8625.2周边眼350cm2913Φ255间隔0.5419.8底板眼350cm1715Φ325集中0.6513.1合计126122.9开挖断面69.6m2炮眼密度1.84个/m2单位用药量1.94Kg/m3预料进尺3.0m附注：1.本图尺寸均以厘米计。2.本图接受楔形掏槽,全断面法施工。表4-2单线II级围岩全断面爆破参数表炮眼名称炮眼深度个数非电段位装药类型药卷数量装药类型单孔药量（Kg)总药量（Kg)全断面掏槽眼370cm4＋11Φ327集中1.0414.2帮助眼360cm663579Φ325集中0.9260.8内圈眼350cm3411Φ325集中0.8629.3周边眼350cm3313Φ255间隔0.5417.8底板眼350cm2515Φ325集中0.6516.3合计162144.4开挖断面69.6m2炮眼密度2.33个/m2单位用药量20.8Kg/m3预料进尺3.0m附注：1.本图尺寸均以厘米计。2.本图接受楔形掏槽,全断面施工。5爆破施工方法5.1钻孔⑴准备工作：开工前准备工作做到“四查”，即查钻机及支架是否正常；查风水管路到位和坚实状况；查钻头、钻杆、扳手等工具是否带齐；查消耗材料有无备用。⑵定位：由工班长依据技术室下发的爆破设计图将每台钻机钻孔范围及依次支配明确，钻眼前定出开挖断面中线、水平线和断面轮廓，标出炮眼位置，经检查符合爆破设计要求后方可进行开钻。炮眼的深度、角度、间距应按设计要求确定，并应符合下列精度要求；掏槽眼：眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm；帮助眼：眼口排距、行距误差不得大于10cm；周边眼：沿断面轮廓线上的间距误差不得大于5cm，炮眼方向可以以3％～5％的斜率外插，眼底不得超出开挖断面轮廓线10cm，最大不得超过15cm；内圈眼至周边眼的排距误差不得大于5cm，炮眼深度大于2.5m时，内圈眼和周边眼接受相同的斜率钻眼；当开挖面凹凸较大时，应按实际状况调整炮眼深度，并相应调整装药量，力求除掏槽眼外的全部炮眼底在同一垂直面上；⑶开口：依据爆破设计及中线水平，选好开口位置，刨去浮石，调整支架角度，使支架和开眼处岩面保持垂直。操作时，先供水后供风。先开半风，为防止钻杆打滑，钻进3～5cm后再调整支架，保持设计规定的角度，开全风，加大推力。⑷钻进：钻进中应充分发挥支架作用，以加快钻进速度，减轻体力劳动：一条线：钎子、风钻、气腿必需在同一垂直面上，从后面看是“一条线”，这样使钻机不会左右摇摆；中心钻：驾驭好支架的进气量，限制支架摇摆幅度，使钻杆始终在炮眼中心位置旋转；靠边站：一人操纵一台风钻，人要站在钻机的侧后方，使风钻贴在身边，稳住风钻，不使风钻左右摇摆；⑸拨钎：钻孔满足设计深度后，应刚好拨钎转移。在整体性较好的岩石中，可停风拨钎，停机时应先关水后关风。在裂开岩石中，为克服阻力钻机应带风转动拨钎。炮孔布置图如下：5.2装药方法及装药结构⑴钻眼完毕后，按炮眼布置图进行检查，有不符合要求的炮眼应重新钻眼，经检查合格后方可装药。⑵装药前必需将炮眼内泥浆、石屑用高压风吹洗干净，全部装药的炮眼均应堵塞炮泥，周边眼的堵塞长度不得小于20cm；⑶排段：按爆破设计支配各炮眼起爆雷管段别，由专人负责排段，严禁随意替换起爆雷管段别。将起爆雷管插入药卷中，作为起爆药包，置于钻孔内。⑷装药：先装起爆药卷，再装其他药卷，最终炮泥堵塞。⑸联接：按非电导爆管起爆系统连接，正确运用爆破连接块、连通管，若运用传爆雷管起爆，传爆雷管要居于非电雷管导爆管中间，外层帮扎紧，且不少于6层胶布。⑹检查：起爆依次检查，检查各炮孔非电毫秒雷管段别是否和爆破设计相符。塑料导爆管是否有损坏，连接方法是否正确牢靠。装药示意图如下：6网络设计及起爆方法6.1网络连接起爆网络接受并簇连法，按如下依次连接：孔内非电雷管从上到下30左右为一组→同段非电雷管双发簇连→双枚电雷管起爆。网络连接示意图如下6.2起爆器材孔内接受非电毫秒雷管和导爆索(周边孔)起爆，孔外接受非电毫秒雷管传爆，引爆接受电雷管起爆。6.3起爆方法⑴爆破必需由专人统一指挥，起爆前人员、设备、料具照明、电器设施，均应撤离爆破作业区。按起爆准备、起爆、解除爆破警戒三个阶段发出警报信号。⑵爆破后30min后方可进入爆破面检查，检查有无瞎炮及可疑现象，瞎炮未经处理，不得进入下道工序作业，每班必需有责任心强、阅历丰富的专职人员进行找顶撬帮工作，运用的工具应灵巧，并有监护人。⑶未运用的爆破器材刚好退库，处理瞎炮收集的、不宜运用的炸药、雷管、传爆线等爆破器材退库后，另行按有关要求集中处理。=4\*GB2⑷警戒范围内人员机械撤离完毕,警戒完成后，当班爆破人员立刻跑到200m以外平安线外起动起爆器。在完成爆破后30min后当班爆破人员进入爆区检查，确认无瞎炮后方可解除警戒。7爆破平安距离计算由于爆破过程中部分炸药能量转化为地震波，同时产生确定飞石、冲击波、爆破毒气和噪声，影响建筑物、机械设备及生命财产的平安，务必对其平安状况进行校验，实行严格的防范措施加以爱惜确定爆破平安。7.1爆破冲击波超压的影响由爆破引起的地震波是对已完成结构物和四周建筑产生破坏作用的主要因素，当震速不大于5cm/s时，一般可以保证建筑物的平安，在这里限制地震波速V≤3cm/s。在隧道开挖爆破中，震速主要跟一次性起爆的药量有关，所以这里用限制单段最大装药量来限制地震波的危害。7.2爆破平安距离在隧道开挖爆破中，会有个别岩块飞散距离较远，易对人员、设备或建筑成品产生危害，必需予以重视和限制。个别飞石的飞散距离跟爆破参数、孔口堵塞质量等因素有关。隧道开挖爆破中，掏槽眼最有可能产生危害性飞石，应特别留意其填塞质量，并作飞石距离验算。阅历算，设计中可能产生的最大飞石距离R=35m。起爆时，确保人员、机械设备撤离出爆源200m以外。7.3起爆依次和延期时间⑴、起爆依次：隧道内：掏槽眼→帮助眼→二圈眼→周边眼。⑵、延期时间：一般掏槽孔段间延时差为50ms～75ms。8技术要求及平安防护措施8.1技术要求8.1.1钻爆作业必需依据钻爆设计进行放线、钻眼、装药、接线和起爆,其施工应满足以下要求。⑴、测量放线测量人员定出隧道中线和开挖轮廓线，用红油漆按钻爆设计图画出炮眼位置，经检查符合设计要求后方可钻眼。⑵、钻眼钻眼作业应符合下列规定：①、在钻孔过程中，设专人负责指挥钻孔位置和角度，提高钻孔质量。②、炮眼的深度和角度应符合设计，掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm。③、帮助眼眼口排距、行距误差不得大于10cm，周边眼眼口位置误差不得大于5cm，眼底不得超过开挖断面轮廓线15cm。④、当开挖面凹凸较大时，应按实际状况调整炮眼深度，使周边眼和帮助眼眼底在同一垂直面上。⑤、钻眼完毕，按炮眼布置图进行检查并做好记录，对不符合要求的炮眼应重钻，经检查合格后方可装药。⑥、周边眼在断面轮廓线上开孔，要严格限制外插角，外斜率不得大于15cm/m，以尽可能使前后两排炮接茬处台阶减小。⑶、清孔装药清孔可接受Φ25mm钢管输入高压风吹出孔内残渣和泥浆。装药按自上而下依次装填，雷管要分段对号入座。炮孔按规定药量装药后，炮口用炮泥堵塞，长度不小于30cm。周边孔装药量较小，接受小直径药卷间隔装药，用竹片固定药卷，用导爆索、非电毫秒雷管起爆;帮助孔和掏槽孔接受连续装药，用非电毫秒雷管起爆。⑷、联网爆破用联结元件将导爆管联结成复式起爆网络，在检查无误后，人员设备撤离至平安区域，由爆破工起爆。炮孔的装药、堵塞和起爆网络的联结应严格按爆破规定执行。8.1.2起爆接受非电毫秒雷管，引爆接受电雷管引爆。8.1.3爆破效果应符合下列要求：⑴、隧道开挖断面净空必需符合设计要求。隧道开挖应严格限制超欠挖，石质坚硬岩石个别突出部分（每1m2不大于0.1m2）,侵入衬砌应小于5cm。拱脚和墙脚以上1m内严禁欠挖。⑵、超挖应符合表9-1规定；表9-1隧道允许超挖值（cm）开挖部位围岩级别Ⅱ～Ⅳ级围岩拱部线性超挖15最大超挖25边墙线性开挖10仰拱、隧底线性超挖10最大超挖25⑶、开挖轮廓圆顺，开挖面平整。⑷、爆破进尺达到设计要求，爆出的石块块度满足装渣要求；⑸、两次爆破的连接台阶尺寸不大于15cm。9.1.4爆破后检查爆破效果，分析缘由刚好修正爆破参数。依据岩层节理裂隙发育，岩性软硬状况以及爆破后石碴的块度，刚好修正眼距、用药量，特别是周边眼的用药量；依据爆破振速监测结果，调整单段起爆炸药量及雷管段数。8.2平安爱惜措施=1\*GB2⑴钻孔作业①、钻孔前必需由专人对开挖作业面平安状况和作业人员平安防护进行检查，刚好消退各种平安隐患；②、钻孔作业过程中，必需接受湿式钻孔，严禁在残孔中接着钻进，以免钻爆残眼中残留炸药；③、钻孔作业过程中应留意视察开挖工作面有无异样漏水、气体喷出、围岩变更等状况。=2\*GB2⑵、装药作业装药作业前，应对钻孔状况逐一检查，并检查开挖面的平安状况；装药时应接受木质炮棍装药，严禁火种；无关人员及机具等应撤至平安平安地点，作业人员禁止穿戴化纤衣物；运用电雷管时，装药前电灯及电线路应撤离开挖工作面，装药时应运用投光灯、矿灯照明，开挖工作面不得有杂散电流；严禁装药和钻孔平行作业；装药作业完成后，必需刚好清场、清点火工产品数量，剩余的炸药和雷管必需由领取炸药、雷管的人员退回库房。=3\*GB2⑶、爆破作业除应符合现行国家标准《爆破平安规程》，（GB6722）有关规定外，还应符合下列规定：①、洞内爆破作业前，施工单位必需确定指挥人员、警戒人员、起爆人员，并确保统一指挥；②、洞内作业爆破时，指挥人员应指挥全部人员、设备撤离至平安地点；警戒人员负责警戒工作，设置警示标记；③、爆破时，爆破工应随身携带带有绝缘装置的手电筒。④、洞内爆破后必需经充分通风排烟，15min后平安检查人员方可进入开挖工作面，主要检查有无盲炮、有无残余炸药及雷管、顶板及两帮有无松动的岩块、支护有无变形或开裂等；当发觉盲炮、残余炸药及雷管时，必需由原爆破人员按规定处理。=4\*GB2⑷、瞎炮处理：①、能够重新引爆的，加大警戒范围，重新加入起爆体引爆；②、不能重新引爆的炮孔，接受掏渣勺轻轻掏出堵塞炮渣，取出起爆雷管，并将炸药取出；③、严禁接受木棍硬捣起爆药卷。④、必要时在距瞎炮孔不小于30cm处重新钻孔进行引爆，钻孔处理时炮孔的角度应平行于瞎孔，严禁穿孔。=5\*GB2⑸、信号：预警信号：该信号发出后爆破警戒范围内起先清场工作；起爆信号：起爆信号应在确认人员、设备等全部撤离爆破警戒区，全部警戒人员到位，具备平安起爆条件时发出。起爆信号发出后，准许负责起爆的人员起爆；解除信号：平安等待时间过后，检查人员进入爆破警戒范围内检查、确认平安后，方可发出解除爆破警戒信号。在此之前，岗哨不得撤离，不允许非检查人员进入爆破警戒范围；各类信号均应使爆破警戒区域及旁边人员能清楚地听到或看到。=6\*GB2⑹、火工品管理必需有火工品管理人员进行管理，现场火工品运用由爆破员运用，平安员现场监督。爆破完成后，剩余火工品必需刚好全部退库，做到帐账相符，账物相符。9平安突发事务应急预案坚持“平安第一，预防为主、综合治理”、“爱惜人员平安优先，爱惜环境优先”的方针。把应急管理“常备不懈、统一指挥、高效协调、持续改进”，保证应急资源处于良好备战状态，高效指导应急行动按支配有序地进行，防止应急行动组织不力或救援处置不刚好，帮助实现应急行动快捷、有序、高效限制事态发展，防止事故扩大，削减事故人员伤亡和降低财产损失的原则。9.1应急小组分工各小组分工如下：抢险组：组织执行抢险行动方案，协调有关部门的抢险行动，并刚好向应急救援小组组长报告抢险进展状况。安保组：负责事故现场的警戒，阻挡非抢险救援人员进入现场，负责现场车辆疏通，维持治安秩序，负责爱惜抢险人员的人身平安。保障组：负责调集抢险器材、设备；负责解决全体参加抢险救援工作人员的食宿问题。医护组：负责广南县人民医院联系，说明详细事故地点、事故状况，并派人到路口接应医务人员。善后组：由书记牵头负责做好遇难者家属接待工作，协调落实遇难者家属抚恤金和受伤人员住院费问题；或其他善后事宜。事故调查组：负责对事故现场的爱惜和图纸的测绘，查明事故缘由，确定事故的性质，提出应对措施，如确定为事故，提出对事故责任人的处理看法。9.2隧道施工风险分析1）本隧道线路走向云贵高原和广西最长的斜坡地带，属于典型的山岭重丘区。阿卡黑2号隧道地形陡峻、地质困难，地震烈度高、雷电高发区，岩土分红土、碎石土、块石土，基岩裂隙，溶洞、溶槽等不良地质潜在紧急因素。由于不良地质包含溶槽、溶沟、溶穴、岩层节理特征显著、跨越多处构造断裂带。软弱围岩雨季施工可能引发下列突发事故：（1）一般生产平安事故（包括隧道涌泥突水事故；坍塌事故；有毒有害气体事故；高空坠落、物体打击等）；（2）重大机损事故（包括造成或可能造成水泥罐、台车倒塌的事故以及经济损失超过50万元的各类机损事故）；（3）重大、特大治安灾难事故（包括火灾、爆炸等）；（4）其它不行预料的重大突发事务。2