山西中南部铁路某隧道爆破开挖施工方案.doc

目录第一章 工程概况及水文地质条件2第一节 工程简介2第二节 水文地质条件2第二章 编制依据及范围3第三章 爆破开挖主要施工技术方案4第四章 各级围岩爆破方案10第五章 施工控制14第一节 爆破施工及技术要求14第二节 爆破震动监测14第三节 爆破后检查项目15第四节 爆破设计优化15第五节 控制超欠挖的技术措施16第六章 爆破后施工通风17第七章 爆破施工注意事项18第八章 爆破安全管理措施19第一节 爆破人员列表19第九章 爆破事故应急处理措施21第一节 爆破拆除准备工作21第二节 哑炮或残炮产生、处理与预防措施22第一章 工程概况及水文地质条件第一节 工程简介某某庄2 号隧道位于某某省某某县许村东北侧，地形为低山丘陵区。植被发育，地表以果树和耕地为主，隧道与青岛-莱芜高速公路平行，交通便利。隧道进口、出口为果树林地。地面高程主要在366m和343m之间。隧道位于直线上。隧道起讫里程为DK1097+520DK1098+018，全长498m。隧道内线路为单坡，坡度为5.7下坡。第二节 水文地质条件一、 工程地质本隧道穿越奥陶系中统马家沟组灰岩，主要矿物成分为方解石，隐晶质结构，中厚层状构造，垂直节理裂隙发育，岩质坚硬。洞身灰岩岩层产状335°8°，发育两组节理，产状J1：191°80°，J2：115°80°.发育2条断裂，F1断裂（DK1097+727DK1097+750），与隧道洞身相交角度73°，断裂产状75°85°，断裂宽度为23米，对隧道施工有较大影响F2断裂位于线路右侧40140米，与隧道洞身未相交，断层产状155°87°，有左行平移特征，距离隧道洞身较远，对隧道施工影响较小。二、 水文地质本隧道在勘测期间未见地表水出露。地下水主要为基岩裂隙水和岩溶水。地下水主要受大气降水补给，估算隧道正常用水量为636m3，隧道最大涌水量为正常值的3倍即1908m3。根据水样化验结果，地下水对普通混凝凝土结构无侵蚀性。三、 隧道围岩分级隧道围岩有、级。全隧道均采用曲墙式有仰拱衬砌，洞身断裂带采用加强复合式衬砌。复合式衬砌由初期支护，防水隔离层与二次衬砌组成。某某庄2号隧道级围岩249m，级围岩249m。第二章 编制依据及范围1、本标段施工合同文件及已到位的设计图纸，包括线路平面图，线路纵断面图，地质平面图、隧道施工设计图等；2、我标段对现场地质、地形、水文条件、交通条件的调查；3、我标段对周边物资市场的调查；4、国家有关标准、规范，建设方下发的文件及实施细则等；5、铁路隧道工程施工安全技术规程（TB10304-2009）;6、铁路隧道施工技术指南（TZ204-2008）；7、建筑地基基础设计规范GB50007-2002；8、建筑基坑支护技术规程JGJ120-99；9、铁路隧道设计规范TB10003-2001；10、地下铁道工程施工及验收规范GB50299-1999,2003；11、淄博市有关工程施工管理文件及环境保护标准要求；12、爆破安全规程（GB67222003）；13、我单位现有的技术水平、施工管理水平及现有设备情况，以往类似工程施工经验。第三章 爆破开挖主要施工技术方案一、 钻爆技术（一） 爆破技术采用水压爆破新技术，就是采用水土复合堵塞炮孔技术，具有操作简便，经济效益明显的特点。特别是能够加快工程进度，改善作业环境，减少有害气体和粉尘排放量，缩短通风时间，加快施工进度。爆破的炮孔布置、装药量、起爆网络均按常规的光面爆破设计，只是装药结构按水压爆破的要求，采用水土复合堵塞。水压爆破提高了炮眼的利用率（平均达90.9%），炮痕保存率为为94（拱部）和89（边墙），增加了掘进循环的爆破进尺，相对减少了单位体积的用药量(最高可节约19.78%)，节约了钻孔的时间，加快了施工的速度和进度。水压爆破可提高爆破能量利用率，使爆碴粒径均匀，爆堆抛距缩短，碴堆相对集中，方便了装碴，提高装碴的速度。由于起爆后爆轰波产生的力波在不可压缩的水柱中传播，避免了不堵塞或仅用炮泥堵塞时，空气被力波压缩再膨胀的过程，减少了对围岩和初期支护的冲击和扰动，保护围岩和初期支护不被破坏。由于水的作用减少了粉尘（比常规爆破降低最高可达约96.46%），改善了洞内施工环境，减少了通风排烟时间。（二） 掏槽方式决定爆破进尺的关键是掏槽技术。在台车钻眼、断面小等条件限制下，一般采用的掏槽技术可使炮眼利用率达到最高，其钻爆掏槽形式有直眼掏槽、斜眼复式掏槽等，可在施工过程中，根据实际围岩情况，通过对各种掏槽形式进行现场试爆，以确定最适宜的掏槽形式，加快施工进度。二、 机械配套隧道掘进作业中，钻孔和出碴的时间在掘进作业循环中所占的时间比例很大，加快钻孔和出碴速度是隧道快速施工的关键，合理选择钻孔和出碴设备以及相互配套是加快钻孔和出碴速度的根本保证。隧道掘进机械配套遵循以下原则：施工机械与施工方法配套；机具选型要考虑质量可靠、适用、高效、经济、维修方便；组合配套时要考虑设备外形尺寸与隧道断面相适，各机械之间外形尺寸要适宜，配套设备之间生产能力相匹配。为使生产作业线不间断地运转，配套中的各种主要机械均有备用，并备有足够的零部件，以便及时进行维修与养护。（一） 钻孔设备采用YT28风动凿岩机钻孔。（二） 装出碴设备欲缩短出碴时间，必须选择生产能力大、效率高的出碴设备。隧道均采用无轨运输，采用挖掘机辅助侧卸式装载机装碴，自卸车运输出碴。三、 施工工艺及方法某某庄2号隧道为双线单洞隧道，隧道按新奥法设计与施工。本隧道施工采用斜眼掏槽技术。本隧道地质情况复杂，技术含量高、施工难度大，在施工过程中，严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的原则，按照“先埋管，后注浆，再开挖，注浆一段，封闭一段”的施工工序进行施工，正洞上台阶全部采用小型挖掘机配合人工开挖，下台阶具备直接开挖条件的，也一律采用机械或人工直接开挖。人工开挖困难时，则采用钻爆破法开挖。四、 爆破施工设计方案（一） 爆破施工设计范围根据地质详勘报告资料显示，本隧道洞体穿越地层主要是残积土、强风化岩、中风化及部分微风化岩，下部断面主要位于中风化及部分微风化岩，人工掘进甚为困难。为尽量减少施工对地面构筑物影响和周边围岩扰动，控制地表沉降，隧道开挖施工中尽量采用单臂小型挖掘机辅以人工配合风镐进行施工，在下台阶掘进较为困难时，采用“钻爆法”进行开挖施工。开挖中， 明洞部分采用钻爆明挖法，洞身段IV级围岩采用上下台阶钻爆法开挖，V级围岩采用三台阶钻爆法开挖。V级加强段采用三台阶临时仰拱法。隧道根据围岩类别和断面大小分别采用上下台阶法、三台阶法、三台阶临时仰拱法，每个开挖单元的开挖断面不大，最大开挖单元为下部台阶。本方案主要对以上三种情况进行爆破设计，并给出隧道的爆破设计。（二） 爆破设计基本原则在进行爆破设计时应遵循爆破遵循的原则：浅孔、密眼、小药量、间隔装药、控制爆破振动速度。在爆破设计时应该着重3个方面；1、有无临空面。2、最大段装药量。3、质点震动的速率。为避免和减少爆破震动对地面建筑、地下管道及其他设施造成不利影响，有效控制爆破震动效应，隧道爆破采用短进尺、控制单段最大装药量、隔段使用毫秒雷管、炮孔线型布置等措施进行爆破设计，尽可能减少对围岩和地表建筑物的扰动，将各项指标控制在规范允许的范围之内。使用YT28型风动凿岩机进行钻眼施工，炮孔直径为42毫米，炮孔深度一般控制在1.5m以内。爆破器材选择：根据隧道的水文地质情况，应选用防水效果好、起爆安全的爆破器材。本工程选用RJ-2防水乳化炸药，标准药卷为直径3225毫米，爆速3600mm/s，雷管用非电位微差毫秒雷管125段，隔段使用，起爆用火雷管（#工业雷管），导火索120s/m。装药结构：、级围岩周边眼采用5小药卷反向间隔装药结构，用竹片和导火索连接；其他炮眼采用32毫米，药卷孔底连续装药，炮孔堵塞长度不小于200毫米的炮泥。装药结构示意如图3-1-1所示。图3-1-1 爆破装药结构示意图五、 光面爆破本工程为光面爆破设计，隧道周边采用光面爆边预留光面层。根据地质详勘资料，岩石单轴和抗压强度在30Mpa60Mpa之间（中硬岩）。综合我部长期施工隧道经验，隧道轮廓光面爆破经验选择见表3-1-1：表3-1-1 隧道轮廓光面爆破经验数值表序号项 目数 值备 注1掏槽眼间距A(cm)601002最小抵抗线W(cm)60W=1.2E3周边眼间距E(cm)50E=12d4循环进尺(m)1.0E=1.2d5炸药单耗Q 1(Kg/m³)0.536线装药密度Q 2(Kg/m³)0.12（一） 炮眼数目N=qs/rn q单位用药量，根据隧道爆破以往经验取q=1.2Kg/m³ s隧道面积，（以C断面为例） r炸药每米重量，本工程选用32mm药卷，r=0.78Kg/m n炮孔装药系数，本隧道为减少爆破震动，控制最大药量，采取密孔，小药量，取n=0.53 N=qs/rn=1.2× 102÷ (0.78 ×0.53)=298个周边眼间距E=50cm，孔数N1=131个；辅助孔N2=97个；二圈孔=72个；掘进孔N4=N-N1-N2-N3=8个。（二） 起爆顺序本隧道上台阶是每开挖一榀格栅距离，立即进行喷锚，挂钢筋网，架立格栅，喷混凝土进行初期支护后进行下台阶爆破。利用上台阶作为临空面，炮孔方向沿隧道纵向布置，利用非电毫秒雷管先起爆下台阶上排孔，接着起爆中间掘进孔，然后起爆二圈孔，预留光爆层，再起爆周边光爆孔，以达到光爆效果，最后起爆底板孔，以利于松渣装运。（三） 起爆网络周边光爆孔用导爆索将炸药加工药串，形成不偶合间隔装药，导爆索由设计段位的非电雷管起爆，联线采取族联（一把抓）方式，将炮孔非电雷管脚线812根收集为族，每一族由两个1段非电雷管起爆，最后将所有的1段非电雷管脚线收集一起，用两发毫秒雷管起爆。（四） 最大装药量检算：根据爆破安全规程8.2.2条爆破地震安全距离公式： Qmax=R3(V/K)3/a 式中：V地震安全速度（cm/s） Q最大段装药量，齐发装药量（kg） K与地质条件有关的系数a 爆破衰减系数R安全距离K、a属于经验数值，在爆破作业中，K、a也需要通过爆破震动监测用回归方法进一步确定。在进行爆破施工时，爆破地震波的作用有可能引起地面或地下建筑物、构筑物的破裂、倒塌或导致边坡滑坡、隧道冒顶片帮等灾害的发生。目前国内外多采用爆破地震波垂直振动速度作为衡量爆破地震的破坏强度判别标准。安全振动速度是被保护物受到爆破振动作用而不产生任何破坏（抹灰掉落、开裂等）的质点垂直振动速度峰值。通常，安全振动速度应以被保护物的临界破坏速度除以一定的安全系数来计算，或根据实际统计资料来确定。爆破安全规程（GB67222003）对主要类型的建（构）筑物地面质点的安全振动速度做出了相应规定见表3-1-2。表3-1-2 建(构)筑物结构安全振动速度数值表建（构）筑物结构安全振动速度（cm/s）<10Hz1050Hz50100Hz土窑洞、土坯房、毛石房屋0.51.00.71.21.11.5一般砖房、非抗