重庆某公路隧道台阶法开挖爆破施工方案

XX隧道开挖爆破设计目录1设计依据 12工程概况 12.1工程地质情况 12.1.1地质构造及岩性 12.1.2水文地质及不良地质条件 12.2隧道平面示意图 12.3工程爆破难点 23爆破方案 23.1施工方案简介 23.2爆破开挖施工基本原则 23.3隧道爆破设计总体方案 34爆破设计 34.1隧道爆破参数选择 34.1.1炮眼深度L 34.1.2炮眼数目N 34.1.3炮孔布置 34.1.4单眼装药量的计算 54装药结构及爆破器材选择 64.1炮眼堵塞 64.2爆破器材的选择 64.3装药结构 65爆破网络 76安全防护措施 76．1一次齐爆的控制最大炸药量计算 76.2爆破过程安全措施 87爆破施工准备 87.1建立爆破领导机构 87.2爆破机具配备 97.3爆破作业人员配备 107.4主要材料表 108爆破施工一般安全管理措施 119隧道爆破相关管理的规定 119.1钻孔要求 119.2装药与爆破作业应符合下列规定 119.3爆破器材管理规定 1110爆破事故应急预案 1210.1编制原则 1210.2应急预案的方针和目标 1210.3事故至灾状态预估分析和预防措施 1310.4应急组织机构 1313.5指挥部工作人员工作职责 1413.6应急物资、设备 1510.7安全事故应急救援处置程序 1610.8请求社会救援事项 1710.9有关规定和要求 1711爆破警戒半径、爆破信号确定 181设计依据（1）XX（XX至XX）第04合同段XX隧道施工图；（2）《铁路瓦斯隧道技术规范》（TB10120-2002）（3）《铁路隧道施工技术规范》（TB10204-2004）；（4）国务院颁发的XX《民用爆炸物品安全管理条例》；（5）国家标准GB672-2011《爆破安全规程》；（6）地方有关民用爆炸物品管理的规定。2工程概况XX隧道位于XX东～赶水东区间，隧道进口设于XX市XX县南侧XX镇水口村境内，出口设于XX镇插旗村境内，隧道起迄里程D2K74+906～D2K84+374，全长9468m，洞内线路纵坡采用“人”字坡，变坡点里程为DK78+600，进口坡段长3694m、出口坡段长5774m，坡度从3‰变为-7.1‰,。隧道所在地域属低山丘陵地貌，地面高程280～690m，相对高差约410m，坡面植被较发育。隧道穿越一山岭，最大埋深为456m。2.1工程地质情况2.1.1地质构造及岩性隧道洞身穿越地层为侏罗系中统上沙溪庙组泥岩夹砂岩（J2s）：隧区以泥岩为主，局部夹砂岩。泥岩为紫红色，泥质结构，薄～中厚层状构造；砂岩为长石石英砂岩，呈灰、灰紫色，中厚～厚层状构造，粉-细粒结构。XX隧道穿越岩层主要为泥岩、泥岩夹砂岩，属易软化岩石，隧址区为单斜构造，岩层产状N23～43°W/30～13°N，构造裂隙发育，进口段主要发育2组节理，出口段主要发育2组节理。2.1.2水文地质及不良地质条件隧道正常涌水量Q＝1670m3/d，预测雨季最大涌水量Qmax＝7600m3/d。地下水将降低其抗剪强度及地基承载力，并加速其风化破坏，隧道开挖时易导致岩体沿结构面产生滑移。不良地质有天然气、顺层偏压、危岩。本隧为高瓦斯隧道，不良地质有天然气、顺层偏压、危岩。2.2隧道平面示意图线路左线右侧35m设置贯通平导PDK74+945～PDK81+636，全长6691m；设两座横洞，1#横洞设于线路右侧，与正洞交角60°，交点里程为H1DK0+000=D2K81+500，长214m；2#横洞设于线路左侧与正洞交角45°，交点里程为H2DK0+000=D2K84+270，长69m。XX隧道辅助坑道平面布置示意图2.3工程爆破难点该隧道主要存在的技术难点在于隧道围岩完整性差，级别偏低，稳定性差。瓦斯浓度含量高，对爆破技术要求高，难度大，开挖时易导致岩体沿结构面产生滑移，顺层偏压、危岩，爆破开挖必须确保隧道围岩自身稳定，施工具有较高潜在安全风险。3爆破方案3.1施工方案简介全隧除明洞段采用明挖施工外，其余段落均采用暗挖法施工。Ⅴ级洞口浅埋段、偏压段采用大拱脚台阶法开挖，大管棚超前支护或Φ42注浆小导管，全环I20b型钢钢架加强支护；Ⅳ级围岩地段采用台阶法开挖，拱墙格栅钢架加强支护，Φ42注浆小导管超前支护。Ⅲ级围岩地段采用台阶法开挖。为保证喷混凝土的质量，改善工作面的作业环境，喷混凝土采用湿喷技术。根据开挖过程中的瓦斯检测结果确定具体的瓦斯处理方案。施工中应加强通风，以改善掌子面工作环境。施工中应遵循“管超前、短进尺、弱爆破、早支护、快封闭、勤量测”的原则，开挖后及时初支，及时衬砌，将二次衬砌滞后掌子面的距离控制在30～50m内，以充分利用成洞段初期支护和二次衬砌密闭瓦斯，控制瓦斯溢出量，结合加强通风，将洞内瓦斯浓度控制在允许范围，确保施工安全。3.2爆破开挖施工基本原则爆破开挖采取“短进尺、微震动、弱爆破”的施工基本原则。针对本工程，隧洞岩体受构造影响较破碎，工程地质条件较差，每循环进尺必须控制在1.5m左右，采用台阶法开挖。本隧道爆破，根据不同部位的炮孔所起的作用不同，其装药量也不相同。应严格控制炸药单耗和控制单段最大药量，严格控制规模，采用合理的爆破参数。3.3隧道爆破设计总体方案1、开挖采取分台阶进行爆破，利用台阶先行开挖，形成多临空面来减轻对围岩稳定性的影响。隧道掘进往往在掏槽和底板爆破时引起震动强度最大，采用各分部断面分别爆破掘进。上部断面先行掘进，为下部断面开挖创造较大的临空面，形成减震空腔。2、对爆破进行优化设计，确定合理的循环进尺和爆破参数以及掏槽形式，通过延期分段起爆，严格控制单段单孔药量。3、由于该隧道为高瓦斯隧道，必须全部采用煤矿许用型爆破器材，施工过程中必须加强通风，勤监测，将洞内瓦斯浓度控制在允许范围内。4爆破设计4.1隧道爆破参数选择爆破参数的确定采用理论计算法、工程类比法与现场试爆相结合，在保证爆破震动速度符合安全规定的前提下，提高隧道开挖成型质量和施工进度。4.1.1炮眼深度L本爆破设计的炮眼深度根据爆破部位不同进行调整，一般为1.2～1.5m。4.1.2炮眼数目N本爆破设计炮孔直径采用Φ42mm，根据公式：式中N-炮孔数目个数（光面爆破适当增加6～12%）；k-参数。1个自由面k=2～2.3；2个自由面k=1.7；三个自由面k=1.4；f-岩石坚固系数f=8～10；s-隧道爆破断面面积，m2；由于隧道周边采取光面爆破，因此，根据布孔原则，可适当增加10%～15%炮孔数目。4.1.3炮孔布置类似工程地质的装药集中度：q=0.1～0.15kg/m,由于本设计周边光面炮孔间距为50mm，且为隔孔装药，因此设计装药集中度取最小值(q=0.1kg/m)。掏槽孔布置主要取决于开挖施工方式的确定，根据本工程施工断面的特点，采取上部、下部正台阶法开挖。本工程爆破设计采用二级复式楔形掏槽。（1）掏槽炮孔的布置原则一般选择在断面的中下部位，但考虑该隧道为高瓦斯隧道，断面大，循环进尺较短，掏槽设为二级楔形掏槽。掏槽位置置于断面左右两个部分，距开挖台阶线0.6m～0.8m，采用1-2段煤矿许用型毫秒电雷管延期爆破，其抛碴距离控制在30m范围内，可满足各项施工作业要求，同时可减小爆破振动。开挖掏槽设计见下图。（2）周边炮孔的布置原则周边炮孔是控制隧道开挖轮廓的关键炮孔，又称光面爆破炮孔，它既可以控制围岩超欠挖，又可以达到减小爆破对围岩的扰动的目的。根据岩质和围岩类别，周边炮孔孔距E取（10～12）d（d为炮孔直径），最小抵抗线Ｗ=E/。本设计为隔孔装药，保留空孔作为减震孔。炮孔间距为50cm，炮孔直径为42mm,能满足E值要求。（3）扩槽、内圈、二台、底板炮孔的布置原则扩槽、内圈、底板炮孔的布置原则均比掏槽、周边炮孔稀，而与掘进炮孔相比，又要适当加密。为了控制爆破引起对围岩的破坏，内圈炮孔设计间距为0.7m，使炸药量能在内圈炮孔带均匀分布，底板炮孔由于积压碴的原因，也必须适当加密，间距或抵抗线一般为掘进炮孔的80%左右，设计为0.60～0.75m。（4）掘进炮孔的布置原则掘进炮孔一般均匀布置即可，采用线形布置和环形布置相结合的形式。抵抗线均为同排（或同一环形）炮孔间距的80%～100%。开挖钻爆设计具体布孔见下图：4.1.4单眼装药量的计算周边眼装药参数在上面已确定,其它炮眼的装药量均可按下列公式计算:式中：-单眼装药量(kg)；-炸药单耗(kg/m3)；-炮眼间距(m)；w-炮眼爆破方向的抵抗线(m)；L-炮眼深度(m)；λ-炮眼部位系数。经计算得隧道各炮孔单孔装药量见下表：4装药结构及爆破器材选择4.1炮眼堵塞瓦斯工区采用电雷管起爆时，严禁反向装药。采用正向连续装药结构时，雷管以外不得装药卷。在岩层内爆破，炮眼深度不足0.9m时，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。所有炮眼的剩余部分应用炮泥封堵。炮泥应用水炮泥和黏土泡泥。水炮泥外剩余的炮眼部分应用黏土炮泥填满封实。严禁用块状材料或其他可燃性材料作炮泥。堵塞作用是使炸药在受约束条件下能充分爆炸以提高能量利用率，因此堵塞长度不得小于设计长度，堵塞材料采用炮泥(砂∶粘土∶水=3∶1∶1)。要求堵塞密实，不能有空隙或间断。4.2爆破器材的选择炸药：采用Φ32mm煤矿许用型炸药，周边炮眼采用Φ25mm小药卷，雷管：全部采用煤矿许用雷管，电力起爆，煤矿许用电雷管采用1、2、3、4、5共五个段别，且最后一段延时不超过130ms。4.3装药结构掏槽眼和底板眼采用正向起爆，周边眼采用间断不偶合装药形式。为保证每个周边眼孔内炸药同时起爆，需使用安全导爆索连结各段药卷。装药结构图见下图所示：5爆破网络采用串联连接方式。线路所有连结接头应相互扭紧，明线部分应包覆绝缘层并悬空。母线与电缆、电线、信号线应分别挂在巷道的两侧，若必须在同一侧时，母线必须挂在电缆下方，并应保持0.3m以上间距。母线应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。6安全防护措施6．1一次齐爆的控制最大炸药量计算根据新浇混泥土，对每次爆破最大装药量进行控制计算，采用国标GB6722-2003《爆破安全规程》的安全振速计算公式：式中为一次齐爆允许用药量，kg；R为爆破振动安全距离，m；V为保护物安全控制振速，cm/s；K、α为与爆破地质系数和衰减指数有关参数，一般K取100～250，α取1.4～1.8；通过计算确定调整每段装药量，若开挖面离衬砌面距离超过40m时，可以不计限速值，各保护体的安全振动限值见下表：各保护体限速值表混凝土龄期（h）12～24振速限值0.625cm/s混凝土龄期（h）24～48振速限值1.25cm/s混凝土龄期（h）48～120振速限值2.50cm/s6.2爆破过程安全措施在低瓦斯工区和高瓦斯工区进行爆破作业时，爆破15min后应巡视爆破地点，检查通风、瓦斯、瞎炮、残炮等情况，遇有危险必须立即处理。在瓦斯浓度小于1%，二氧化碳浓度小于1.5%，解除警戒后，工作人员方可进入开挖工作面工作。7爆破施工准备7.1建立爆破领导机构建立健全领导机构，设立爆破管理组和工作责任小组，其组织机构为管理组、爆破施工小组、爆破技术小组、安全小组、后勤小组、善后事故处理小组，其各小组分工明确，责任到人。爆破施工组织管理网络如下图：指挥组组长指挥组组长副组长爆破技术组爆破施工组安全警戒组后勤组善后事故处理组爆破领导机构网络图（1）成立爆破管理机构，即爆破管理网络图；爆破管理组组长由项目经理担任，副组长由副经理担任，负责隧道爆破现场全面指挥工作。其主要职责是：①全面领导和指挥实施隧道控制爆破期间的各项工作，监督检查制度执行情况；②根据设计以及施工要求，检查施工质量以及安全技术等，及时解决、处理施工中出现的问题；③组织施工人员进行安全教育，监督和检查施工安全。（2）爆破施工组该组的任务是按照设计要求进行爆破精心施工，细心装药、回填，并联结网络。严格按照设计要求进行作业。（3）爆破技术组其任务是：①针对爆破要求，完善设计方案并组织施工；②对爆破作业人员进行安全教育和考核，制定爆破施工、物资供应计划；③协助施工小组监督装药、联结网络和防护处理工作；④负责爆破后爆区的检查及有关爆破事故调查和技术处理。（4）安全组其主要任务是：①按安全规程的要求负责监督施工安全，严格制止违章作业；②负责隧道施爆现场内人员的撤离警戒工作；③根据施工环境，负责作好建筑物现有状态调查，并处理有关安全事宜。（5）后勤组其主要任务是：①发放施工作业人员的劳保及现场生活服务；②保证工地所有的物资供应；（6）善后事故处理组其职责是：负责隧道爆破施工中的意外事故调查和处理工作。7.2爆破机具配备本工程使用爆破机具比较简单，共配置爆破施工机具如下：（1）风动空压机（2）手持式凿岩机7.3爆破作业人员配备爆破作业人员配备表序号工种人数备注1爆破工和安全员62钻爆工10～153空压机司机34材料保管员25警戒人员15根据实际情况确定6合计30～357.4主要材料表名称单位数量备注煤矿许用炸药kg煤矿许用雷管发1-5段自动瓦斯检测报警仪台3欧姆表台1电雷管检测专用仪表专用防爆型起爆器台2防爆炸电缆m300规格2.5mm2竹子根80装药回填电工胶布卷800剪纸刀把5钳子把2铜锣个1口哨个若干小红旗面若干站警戒8爆破施工一般安全管理措施（1）严格按照《爆破安全规程》GB6722-2003操作。（2）爆破必须专人负责，保证安全施工。（3）严格按照设计计算装药量进行装药，装完药后，每孔必须堵塞，并要求保证堵塞质量，禁止与爆破无关的人员进入爆破作业境内。（4）装药必须使用木质炮棍或竹棍，禁止用铁棒或其它坚硬的棍棒作装药、回填工具。（5）装药时，禁止在爆破作业区抽烟、玩火柴和使用打火机等。（6）严禁将未用完的炸药、雷管放在工地上。（7）爆破必须按设计警戒。（8）应仔细检查爆堆，将残余的爆破器材收集起来并采取相应的预防措施；发现有盲炮或怀疑有盲炮，应立即报告并及时派有经验的当班爆破员处理；盲炮应在当班处理，当班未处理完的应将盲炮情况在现场交接清楚由下一班继续处理。9隧道爆破相关管理的规定9.1钻孔要求（1）开挖工作面附近20m风流中瓦斯浓度必须小于1.5%;（2）必须采用湿式钻孔；（3）炮眼深度不应小于0.6m。9.2装药与爆破作业应符合下列规定（1）爆破地点20m内，风流中瓦斯浓度必须小于1%;（2）爆破地点20m内，矿车、碎石、石碴等物体阻塞开挖断面不得大于1/3；（3）通风应风量足，风向稳，局扇无循环风；（4）炮眼内岩粉应清除干净；（5）炮眼封泥不足或不严不应进行爆破。9.3爆破器材管理规定（1）严格执行《XX民用爆炸物品管理条例》的规定，严格管理未经指定爆破班长签名、审核，不予发放火工产品。（2）领取火工产品必须填写当班申请用量，指定持证爆破员专人负责领取，领取数量不得超过当班使用量。（3）领取火工产品不得少于2人。其中1人负责运送炸药，另1人负责运送雷管，并保持相应安全距离，分开行走，严禁在运送过程中吸烟、玩耍。（4）领取的火工产品必须妥善保管，不得遗失或转交他人，不准擅自销毁、变卖赠送、转借或挪作他用。（5）火工产品现场使用完后，由当班领工员和爆破员负责清点，填写剩余火工产品数量，当天退回仓库集中保管，严禁将火工产品带到住地或其它地方存放过夜。（6）对清退回库的火工产品，仓库仓管人员必须当场进行查验，做好回收记录，并分类存放。（7）未经单位指定的火工产品领取专职持证爆破人员，库房仓管员不得发放火工产品，并有权拒绝一切违章领取行为和指挥。10爆破事故应急预案10.1编制原则依据国家《安全生产法》、《XX天然气管道保护法》、《石油天然气管道保护条例》、国务院《突发事故应急预案》等相关法律、法规，制定本应急预案。应急预案的编制应符合国家现行标准关于生产安全事故应急预案编制的要求；在制定应急预案时，应征求相关方的意见，并对应急响应和处置提出要求；当涉及多个单位联合作业时，应急预案应协调一致，做到资源共享、应急联动；本应急预案应在报产权单位、公安机关和政府主管后重新详细编制，并按规定上报。10.2应急预案的方针和目标坚持“安全第一，预防为主”、“保护人员安全优先、保护环境优先”的方针，贯彻“常备不懈、统一指挥、高效协调、持续改进”的原则；更好地适应法律和经济活动的要求，给企业员工的工作和施工场区周围居民提供安全的环境；保证各种应急资源处于良好的备战状态；指导应急行动按计划有序地进行；防止因应急行动组织不力或现场救援工作的无序和混乱而延误事故的应救援；有效地避免或降低人员伤亡和财产损失；帮助实现应急行动的快速、有序、高效；充分体现应急救援的“应急精神”10.3事故至灾状态预估分析和预防措施为确保正常施工，预防突发事件以及某些预想不到的、不可抗拒的事件发生，事前有充足的技术措施准备、抢险物资的储备，最大程度地减少人员伤亡、国家财产和经济损失，必须进行风险分析和制定预防措施。1、事故至灾状态预估分析根据本工程施工特点及复杂的地质情况，充分考虑到施工技术难度和困难、不利条件等，经多方讨论和分析，确定本项目的突发事件、风险或紧急情况如下：（1）、隧道出现大面积坍塌现象。（2）、爆破冲击波、二次火焰及炽热颗粒引起的瓦斯爆炸（3）①打残眼引起爆炸；②运输事故；③明火、高温环境造成的早爆；④误操作引发早爆；⑤石头砸响引起早爆；⑥化学反应引起的早爆；⑦雷电击中引起早爆；=8\*GB3⑧杂散电流引发早爆；=9\*GB3⑨电磁感应引起的早爆；=10\*GB3⑩静电引起的旱早爆等。2、其它事故：①警戒疏漏事故；②飞石事故；空气冲击波事故；④爆破引起火灾；⑤爆破引起塌方、滑坡事故等等。2、预防措施尽可能避免对施工人员及人民的安全造成威胁和财产损失。（1）、认真分析地质资料，加强施工管理；（2）、使用瓦斯气体检测仪，加强洞内瓦斯天然然气浓度检测，发现浓度超标，及时报告处理。（3）、根据本工程的特点及施工工艺的实际情况，应急救援组认真的组织对危险源和环境因素的识别和评价，开展应急知识教育和应急演练，提高现场操作人员应急能力，减少突发事件造成的损害和不良环境影响。10.4应急组织机构1、应急组织机构(1)、安全应急救援组织机构图：13.5指挥部工作人员工作职责（1）、现场总指挥：全面指挥事故的应急救援工作，处理事故现场所发生的一切问题。在事故处理中有权协调调动一切应急救援资源。

（2）、技术人员：在作业前制定出作业方案，报有关部门批准后方可由施工人员按方案作业，并负责作业中的技术问题的处理解决。

（3）、应急救援指挥部其他成员协助现场指挥作好应急救援工作，控制事故扩大，组织救援，保护现场，协助重大问题的决策。同时负责各部门及社会力量的救援车辆、机具、器材、物资参与救援工作。并负责组织应急救援的培训、演练活动。

应急救援指挥部配备相应的基本应急救援器材，确保救援工作的有效及时进行。（4）、建立应急组织，配备专职或兼职应急人员或与专业应急组织签定应急救援协议，配备相应的应急救援设施和物资等资源。（5）、当发生应急预案中未涉及的事件时，现场人员应及时向在场主要负责人报告，主要负责人应确定并采取相应的措施，并及时上报。（6）、

进行应急培训，员工应熟悉相应岗位应急要求和措施；定期组织应急演习，并根据实际情况对应急预案进行修订。（7）、发生事故时要迅速切断气源，封锁事故现场和危险区域，迅速撤离、疏散现场人员，设置警示标志，同时设法保护相邻装置、设备，关停一切火源、电源，防止静电火花，将易燃易爆物品搬离危险区域，防止事态扩大和引发次生灾害；设置警戒线和划定安全区域，对事故现场和周边地区进行可燃气体分析、有毒气体分析、大气环境监测和气象预报，必要时向周边居民发出警报；及时制定事故应急救援方案（灭火、堵漏等），并组织实施；现场救援人员要做好人身安全防护，避免烧伤、中毒等伤害；保护国家重要设施和标志，防止对江河、湖泊、交通干线等造成重大影响。13.6应急物资、设备（1）、应急物资：1、大于φ25cm圆木、3-5米长、6根，工14工字钢、6-8米长、2根，5cm的木板、填塞短木2立方米；2、格栅钢架、锚杆、钢筋网；3、应急灯、扒钉、木工锯、大锤、撬棍等。4、消防器材：配备专用检测合格的灭火器20-30个，专用消防沙10-20吨，及其它配套工具。5、配备瓦斯气体检测仪二台及相应数量的防毒面具。（2）、应急设备：1、临时发电机、空压机、电焊机、切割机、气焊设备一套，喷射混凝土设备、有线电话、担架；2、挖掘机、装载机、运输机；3、专用应急指挥车2辆（3）、应急救治药品、器具、设备：1、可提供临时处置的医药卫生设备即氧气呼吸机、清洗器具、急救箱、担架等；2、立即与就近医院联系，将受伤人员转移救治。10.7安全事故应急救援处置程序安全事故应急救援处置程序事故发生事故发生NYYY现场监控应急增援N审专家指导响应升级事态控制新闻发布Y现场清理人群疏散医疗救