隧道工程爆破設(shè)計(jì)

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　　一、工程概況

　　1、地理位置濟(jì)南至萊蕪高速公路長城嶺隧道進(jìn)口位于章丘市文祖鎮(zhèn)三槐樹村，出口位于萊蕪市雪野鎮(zhèn)大廠村。施工現(xiàn)場周圍無大型建筑物，僅有少量的民用建筑。長城嶺隧道中間處LK40+740里程地表處有與隧道中心線幾乎垂直的古齊長城，是重點(diǎn)保護(hù)對象。

　　2、工程簡況長城嶺隧道全長左幅854（右幅759）米，合計(jì)1613米，開挖斷面達(dá)165m2.其中左幅Ⅲ級圍巖160米，Ⅳ級圍巖480米，Ⅴ級圍巖214米；右幅Ⅲ級圍巖145米，Ⅳ級圍巖371米，Ⅴ級圍巖243米，隧道爆破方量約為247454m3.洞口路基段長170米，挖方段主要為隧道洞口處，約18248m3.

　　3、長城嶺隧道開挖施工方法長城嶺隧道Ⅳ級圍巖及Ⅴ級圍巖段采用單側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖，開挖進(jìn)尺控制在0.75～1.0m以內(nèi)，弱爆破技術(shù)，小型挖掘機(jī)裝渣，小型拖拉機(jī)運(yùn)輸至洞口處，再由裝載機(jī)配合大型載重自卸車運(yùn)輸至棄渣場。Ⅲ級圍巖采用臺(tái)階開挖法進(jìn)行，光面控制爆破及減震爆破技術(shù)。上臺(tái)階采用小型挖掘機(jī)扒渣至下臺(tái)階，再由裝載機(jī)配合大型載重自卸車運(yùn)輸至棄渣場。爆破進(jìn)尺控制在1.5米以內(nèi)。

　　4、洞外路基施工方法土方路基挖方地段直接采用大型挖掘機(jī)進(jìn)行挖除，石方地段采用自上而下松動(dòng)控制爆破，并采取防護(hù)措施。出渣由挖掘機(jī)挖裝，載重自卸車運(yùn)輸至棄渣場。

　　5、水文地質(zhì)概況隧道巖體以灰?guī)r為主，巖石較堅(jiān)硬，節(jié)理裂隙發(fā)育。挖方路基石方地段巖石為強(qiáng)風(fēng)化～弱風(fēng)化的灰?guī)r，巖體破碎，完整性差。線路范圍的水文地質(zhì)條件簡單，屬裂隙水。

　　6、爆破要求

　　（1）長城嶺隧道中部穿過古齊長城，爆破施工時(shí)對文物保護(hù)要求較高。隧道在爆破開挖時(shí)，允許控制在0.2cm/s以內(nèi)。

　　（2）洞口周圍的民用磚房采用爆破振動(dòng)安全標(biāo)準(zhǔn)為2cm/s以內(nèi)。

　?。?）對于露天控制爆破個(gè)別飛石的警戒距離不小于300m，個(gè)別飛石最大距離控制在45m以內(nèi)。

　?。?）爆破環(huán)境技術(shù)要求詳見《圖1 爆破環(huán)境平面布置圖》。

　　（5）爆破工程量計(jì)算

　　工 程 項(xiàng) 目 名 稱 長（高）×寬（米） 斷面積（m2） 深（長）度（m） 爆破方量（m3）

　?、?、Ⅴ級圍巖 上導(dǎo)坑（單側(cè)） 6.5×9.41 45.4 1308 118766

　　下導(dǎo)坑（單側(cè)） 4.9×7.78 37.5 1308 98100

　　Ⅲ級圍巖 上臺(tái)階 5.2×15.97 41.59 305 12685

　　下臺(tái)階 3.5×16.04 58.7 305 17903

　　洞外路基    18248

　　合   計(jì)    265702

　　二、爆破方案選擇

　　1．設(shè)計(jì)依據(jù)

　?。?）濟(jì)萊高速公路第六合同段施工第一冊《總體設(shè)計(jì) 路線 路基 路面 橋涵 交叉其它》、第二分冊《隧道》；

　?。?）中華人民共和國爆破安全規(guī)程（GB6722-2003）；

　　（3）公安部《爆破作業(yè)人員安全技術(shù)考核標(biāo)準(zhǔn)》；

　　（4）中鐵隧道集團(tuán)在以往施工的類似本工程的成功經(jīng)驗(yàn)和資料。

　　2．爆破方案選擇

　?。?） 根據(jù)圍巖特點(diǎn)合理選擇周邊眼間距及周邊眼的最小抵抗線，輔助炮眼交錯(cuò)均勻布置，周邊炮眼與輔助炮眼眼底在同一垂直面上，掏槽炮眼加深20cm

　?。?） 嚴(yán)格控制周邊眼的裝藥量，采用間隔裝藥，使藥量沿炮眼全長均勻分布，導(dǎo)爆索起爆。

　?。?） 路塹邊坡石方開挖采用松動(dòng)控制爆破，自上而下分層、分段進(jìn)行，并用砂袋及鋼絲網(wǎng)覆蓋。

　　3．爆破器材選用

　　根據(jù)施工中常用爆破器材，選用以下火工品作為長城嶺隧道施工的爆破器材。

　　爆破器材名稱 規(guī)       格 用     途

　　雷管 火雷管（8#） 起爆

　　1~15段非電毫秒雷管 掘進(jìn)和傳爆

　　炸藥 乳化炸藥爆速3800~4000m/s直徑φ32mm 掘      進(jìn)

　　2#巖石小藥卷，直徑25mm 起爆、預(yù)裂

　　傳爆線 導(dǎo)火索 起   爆

　　6600m/s導(dǎo)爆索 起爆、預(yù)裂

　　三、爆破參數(shù)的選擇與裝藥量計(jì)算1.爆破參數(shù)的選擇

　?。?）孔深確定：Ⅳ、Ⅴ級圍巖取1~0.75m，Ⅲ級圍巖取1.5m，

　?。?）周邊光爆孔或預(yù)裂孔孔網(wǎng)確定：根據(jù)a/w=0.7~1.0原則確定，一般a=45~60cm，取50cm；w=50~80cm，取60cm.

　　（3）周邊眼線裝藥密度確定： q線在硬巖段一般取200~350g/m；本段巖石屬Ⅲ-Ⅴ級，q線=250g/m.

　?。?）掘進(jìn)孔孔網(wǎng)參數(shù)確定：

　　掘進(jìn)孔孔網(wǎng)根據(jù)單孔裝藥量負(fù)擔(dān)面積確定： a.w=S=Q單/q.l . Q單一單孔裝藥量   q一單耗    l一孔深   a一孔距  w 一抵抗線   S一炮孔負(fù)擔(dān)面積（5）單耗確定： 單耗根據(jù)類似經(jīng)驗(yàn)確定，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級圍巖周邊眼取0.25kg/m、斷面開挖取0.5~1.94kg/m3.（6）路基爆破參數(shù)為：a=1.2m、b=1.0m、c=1.1m、h=1～1.5m、△h=0.15～0.2m，路塹石方開挖采用松動(dòng)控制爆破取0.35～0.45kg/m3.（7）掏槽孔確定：

　?、傩ㄐ翁筒鄄捎昧滋筒?。

　?、谥毖厶筒鄄捎梦蹇滋筒邸Ｆ渲虚g孔為空孔，一般不裝藥，為確保掏槽拋碴，可在底部少量裝藥，最后起爆拋槽渣。

　　四。 鉆爆設(shè)計(jì)

　　1.Ⅴ級圍巖鉆爆詳見圖《圖2 Ⅴ級圍巖及淺埋段爆破設(shè)計(jì)圖》；

　　2. Ⅳ級圍巖鉆爆詳見圖《圖3 Ⅳ級圍巖爆破設(shè)計(jì)圖》；

　　3. Ⅲ級圍巖鉆爆詳見圖《圖4 Ⅲ級圍巖爆破設(shè)計(jì)圖》；

　　4. 路基光面控制爆破詳見圖《圖5 路基挖方爆破設(shè)計(jì)圖》；

　　五。 藥量計(jì)算、裝藥方法、裝藥結(jié)構(gòu)及炮孔堵塞。

　　1.藥量計(jì)算見爆破設(shè)計(jì)圖。

　　2.裝藥方法采用人工用木制炮棍裝藥，起爆體均在火工品加工房進(jìn)行加工，起爆體必須專人加工，分段存放。

　　3.裝藥結(jié)構(gòu)周邊眼采用光面或預(yù)裂爆破，裝藥結(jié)構(gòu)為間隔裝藥；掏槽孔和掘進(jìn)孔、底板孔采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)。

　　4. 炮孔堵塞：

　　炮孔采用人工堵塞，堵塞材料為粘性土卷（需提前加工），用木制炮棍壓緊。堵塞長度一般不小于25～30厘米；嚴(yán)禁不堵孔爆破。

　　六．網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)及起爆方法

　　1. 起爆網(wǎng)絡(luò)采用并簇連法，按如下順序連接：

　　孔內(nèi)雷管分組→周邊孔導(dǎo)爆索并接→同段非電雷管雙發(fā)簇連→雙發(fā)火雷管起爆。

　　路基爆破起爆：主爆孔并接→同段非電雷管雙發(fā)簇連→雙發(fā)火雷管起爆。

　　2.起爆器材：

　　孔內(nèi)采用非電毫秒雷管和導(dǎo)爆索（周邊孔）起爆，孔外采用非電毫秒雷管傳爆，起爆采用雙發(fā)火雷管起爆，導(dǎo)火索長度不小于1.5m. 3.起爆方法：

　　警戒完成后，人工利用香火點(diǎn)燃導(dǎo)火索（2根），立即跑到200m以外安全避炮點(diǎn)。在完成爆破后30min后進(jìn)入爆區(qū)檢查，確認(rèn)無盲炮后方可解除警戒。

　　七。 爆破安全距離計(jì)算由于爆破過程中部分炸藥能量轉(zhuǎn)化為地震波，同時(shí)產(chǎn)生一定飛石、沖擊波、爆破毒氣和噪聲，影響建筑物、機(jī)械設(shè)備及生命財(cái)產(chǎn)的安全，務(wù)必對其安全情況進(jìn)行校驗(yàn)，采取嚴(yán)格的防范措施加以保護(hù)確定爆破安全。

　　1. 爆破振動(dòng)計(jì)算：

　　（1）長城嶺隧道控制最大段裝藥量為，Qmax=0.7kg. V=k（Q1/3/R）a  取 k=50   a=1.3  R=65M時(shí)。

　　V=50×（0.71/3/65）1.5=0.18cm/s<0.2cm/s（古齊長城場交通隧道安全振動(dòng)速度） .

　　 2. 爆破沖擊波超壓的影響：

　　由于隧道施工方向?yàn)樗?，而隧道洞室爆破均在地下，因此超壓沖擊波對洞口周圍建筑不會(huì)造成影響。

　　3、爆破安全距離：

　　A： 隧道爆破時(shí)，個(gè)別飛石對人員安全距離設(shè)定為150m，巷道內(nèi)對設(shè)備安全距離設(shè)定為100m（指非機(jī)動(dòng)設(shè)備）。

　　B： 路基爆破時(shí)，個(gè)別飛石對人員安全距離設(shè)定為300m以外，同時(shí)加強(qiáng)警戒。

　　4.起爆順序和延期時(shí)間：

　?。?）起爆順序：

　　隧道內(nèi)：掏槽眼→掘進(jìn)眼→內(nèi)圈眼→周邊眼。

　　路基：主爆孔→光爆孔。

　　掏槽眼→掘進(jìn)眼→內(nèi)圈眼→周邊眼。

　?。?）延期時(shí)間：一般掏槽孔段間延時(shí)差為50ms~75ms.八。 安全技術(shù)與防護(hù)措施。

　　1、工程現(xiàn)場100m范圍內(nèi)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，記錄可能影響的構(gòu)筑物或其它結(jié)構(gòu)狀態(tài)，記錄資料應(yīng)包括文字和圖片資料，現(xiàn)場可作觀測標(biāo)志。

　　2. 必要時(shí)可進(jìn)行地表震動(dòng)觀測，以優(yōu)化爆破設(shè)計(jì)。

　　3. 爆堆檢查時(shí)間：

　　爆堆檢查時(shí)間應(yīng)在爆后30min且炮煙排出后，由熟練爆破員進(jìn)行檢查。

　　4. 盲炮處理：

　　由于采用炸藥均為乳化炸藥，因此發(fā)生盲炮后，必須由專職爆破員進(jìn)行處理。處理方法為：

　?、拧?能夠重新引爆的，加大警戒范圍，重新加入起爆體引爆；

　?、撇荒苤匦乱呐诳祝捎酶邏猴L(fēng)吹出堵塞炮渣，取出起爆雷管，并將炸藥取出；⑶。嚴(yán)禁采用木棍硬搗起爆藥卷。

　　5. 嚴(yán)禁利用殘眼穿孔，以免鉆爆殘眼中殘留炸藥。

　　6. 爆破警戒：裝藥警戒范圍由爆破工作領(lǐng)導(dǎo)人確定，裝藥時(shí)應(yīng)在警戒邊界設(shè)置明顯標(biāo)志并派出崗哨；執(zhí)行警戒任務(wù)的人員，應(yīng)按指令到達(dá)指定地點(diǎn)并堅(jiān)守工作崗位。

　　7. 信號：預(yù)警信號：該信號發(fā)出后爆破警戒范圍內(nèi)開始清場工作；起爆信號：起爆信號應(yīng)在確認(rèn)人員、設(shè)備等全部撤離爆破警戒區(qū)，所有警戒人員到位，具備安全起爆條件時(shí)發(fā)出。起爆信號發(fā)出后，準(zhǔn)許負(fù)責(zé)起爆的人員起爆；解除信號：安全等待時(shí)間過后，檢查人員進(jìn)入爆破警戒范圍內(nèi)檢查、確認(rèn)安全后，方可發(fā)出解除爆破警戒信號。在此之前，崗哨不得撤離，不允許非檢查人員進(jìn)入爆破警戒范圍；各類信號均應(yīng)使爆破警戒區(qū)域及附近人員能清楚地聽到或看到。

　　8. 火工品管理必須有火工品管理人員進(jìn)行管理，現(xiàn)場火工品使用由爆破員使用，安全員現(xiàn)場監(jiān)督。爆破完成后，剩余火工品必須全部退庫，做到帳賬相符，賬物相符。

　　9．路基需爆破施工時(shí)，起爆前30分鐘在兩側(cè)300m外設(shè)立警戒線，禁止行人進(jìn)入爆破作業(yè)區(qū)，爆破完成至少15分鐘進(jìn)爆區(qū)檢查并確認(rèn)無瞎炮的情況下再全解除警戒。