爆破设计方案1.docx

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爆破设计方案1

目录

一、工程概况-1-

二、编制依据-2-

三、工程自然状况条件-2-

1、地形地貌-2-

2、地层岩性-2-

3、水文地质-3-

四、石方明挖爆破设计-3-

1、钻爆设计总体说明-3-

2、爆破施工工艺流程-3-

3、爆破设计-4-

五、石方洞挖爆破设计-6-

1、洞挖钻爆总体说明-6-

2、爆破设计-7-

六、施工工艺要点-12-

1、钻孔作业-12-

2、装药作业-13-

3、爆破作业-13-

4、钻爆效果检验-14-

5、控制超欠挖措施-14-

七、爆破安全技术-15-

八、爆破物品的安全管理-16-

九、明挖爆破试验-17-

十、洞挖爆破试验-18-

黔中水利枢纽一期工程总干渠C4标

爆破设计方案

一、工程概况

总干渠C4标为黔中水利枢纽一期工程总干渠C4标土建及金属结构制安工程，属一期输水工程，位于总干30+685～总干40+699，全长10.014km，包含上官寨隧洞、红土洞隧洞、红土洞渡槽、大红岩隧洞、波利隧洞及建筑物相间的渠道，其中隧洞总长8639m（上官寨隧洞长3437m，红土洞隧洞156m，大红岩隧洞长242m，玻利隧洞本标长4804m）、渡槽总长65m、渠道总长1310m（含暗渠194m）。

本标段石方明挖工程主要施工项目为：

暗渠1段194m、明渠4段1116m、红土洞渡槽基础、上官寨隧洞进出口、红土洞隧洞进出口、大红岩隧洞进出口、玻利隧洞进口、上官寨隧洞施工支洞进口、玻利隧洞1#施工支洞进口及明渠石方明挖。

石方洞挖施工项目主要有：

上官寨隧洞、上官寨隧洞施工支洞、红土洞隧洞、大红岩隧洞、玻利隧洞及玻利隧洞1#施工支洞开挖，总长8954m。

根据设计提供的地质资料，本工程隧洞围岩类别主要有Ⅲ类、Ⅳ类和Ⅴ类围岩，其中Ⅲ类围岩6471m；Ⅳ类围岩1957m；Ⅴ类围岩335m，围岩类别见表1-1：

表1-1总干渠C4标隧洞围岩类别统计表

序号

隧洞名称

围岩类别

里程桩号

长度（米）

合计（m）

一

上官寨隧洞

Ⅲ类围岩

31+395-34.088

2692

2809

34+141-34+258

117

Ⅳ类围岩

30+879-30+942

63

387

31+39-31+295

256

31+087-34+141

54

34+258-34+272

14

Ⅴ类围岩

30+942-31+039

97

241

31+295-31+395

100

34+272-34+316.3

44

二

红土洞隧洞

Ⅲ类围岩

34+734-34+890

156

156

三

大红岩隧洞

Ⅳ类围岩

35+324-35+576

242

242

四

玻利隧洞

Ⅲ类围岩

36+165-36+368

203

3233

36+545-38+018

1473

39+029-39+326

297

39+439-40+699

1260

Ⅳ类围岩

35+920-36+165

245

1300

38+076-39+029

953

39+326-39+356

30

39+367-39+439

72

Ⅴ类围岩

35+895-35+920

25

94

38+018-38+076

58

39+356-39+367

11

五

上官寨隧洞施工支洞

Ⅲ类围岩

0+021-0+091

70

70

Ⅳ类围岩

0+000-0+021

21

21

六

玻利隧洞施工支洞

Ⅲ类围岩

0+021-0+224

203

203

Ⅳ类围岩

0+000-0+021

21

21

二、编制依据

1、黔中水利一期工程总干渠C4标施工图；

2、《水电水利工程爆破施工技术规范》（DL/T5135-2001）；

3、《水工建筑物地下开挖工程施工规范》（SL378-2007）；

4、《爆破安全规程》。

三、工程自然状况条件

1、地形地貌

C4标段地处云贵高原向东南倾斜的斜坡地带，地势西高东低，标段区间无较大河流途经。

地形多峰林、峰丛、洼地、暗河等分布。

土壤类型主要有黄壤、石灰土，此外还大量分布有紫色土。

代表性植被有石灰岩常绿栎林、常绿落叶混交林和马尾松林，针叶树种也常混生其中，较大面积分布岩溶藤刺灌丛和山地草坡,气候属中亚热带季风湿润气候。

2、地层岩性

输水线路通过地段主要分布泥盆系至二叠系中统地层，输水线路在马场一带，线路走向与岩层走向大体一致，玻利一带与岩层走向大角度斜交。

沿线碳酸盐岩广泛分布，马场至玻利主要分布碳酸盐岩，玻利隧洞主要分布碳酸盐岩夹碎屑岩。

3、水文地质

输水线路沿线地表水系与区域构造一致，呈NE流向，沿线地下水以相邻沟谷为排泄基准面，碳酸盐岩分布地段，岩溶发育，地下水为裂隙溶洞水与溶洞裂隙水，在P1L碎屑岩分布地段，地下水为基岩裂隙水。

沿输水线路碳酸盐岩广泛分布,地表落水洞、洼地、岩溶槽谷大量发育，深部与岩溶管道贯通，地下水埋藏深（20～80m）。

四、石方明挖爆破设计

1、钻爆设计总体说明

根据设计图纸要求和现场地形、地质条件、周围环境，结合我公司长期的施工爆破经验，本工程石方明挖采用梯段微差挤压爆破，永久边坡采用光面爆破，渠槽爆破采用沟槽爆破；接近重要建基面时预留一定保护层进行钻爆开挖，距建基面附近30～50cm部分采用人工配合风镐进行清撬处理。

2、爆破施工工艺流程

石方明挖爆破施工工艺流程，见图4-1：

图4-1石方明挖爆破施工工艺流程

3、爆破设计

（1）梯段爆破主爆孔

根据梯段高度，梯段爆破分为深孔爆破（梯段高h≥5m）和浅孔爆破﹙梯段高h＜5m﹚。

明渠边坡开挖深度4～10m，且大都为山坡地形，梯段高度H主要考虑为钻机、爆破和挖装创造安全和高效率的工作条件，按钻机、挖装设备和开挖条件确定梯段高度，本工程梯段高度拟定2～2.5m。

由于地理条件限制，大型钻机难以就位，采用YT-28风钻进行钻孔，孔径φ42mm；采用人工装药方式，暂定设计参数，见表4-1。

表4-1浅孔爆破参数表

爆破参数

单位

取值范围

备注

梯段高H

m

2.5

孔径

mm

42

钻孔深度L

m

2.7

超钻孔孔深h

m

0.3～0.5

孔距a

m

1.7～3.4

排距b

m

1.5～3.0

底盘抵抗线w1

m

0.35～0.55

单位炸药消耗量q

Kg/m3

0.4～0.5

（2）梯段爆破布孔与起爆网络

宽孔距小排距微差挤压爆破，能充分利用爆破能量，能较好地控制爆渣块度，堵塞段加辅助药包解决堵塞段岩体的大块率，在爆破工程中已被越来越广泛的运用。

根据施工实践经验，采用以下效果好的布孔形式和起爆，见网络图梅花形布孔一字型起爆网络图（一排一段起爆）。

起爆采用爆破延时技术。

根据我公司长期施工实践，本工程爆破延时选用50～75ms为宜。

（3）光面爆破

光面爆破是在主炮孔爆破之后，利用布设在设计开挖轮廓线上的光爆孔，准确地把预留的“光爆层”从保留岩体上爆切下来，形成平整的开挖面。

主爆孔起爆后，周边光爆孔延迟一定时间起爆。

光面爆破参数如下：

钻孔深度L=2.0-2.5m

炮孔间距a=40-60mm

光爆层厚度w=60-75mm

线装药密度200-300g/m

采用不偶合装药，炮孔底部70cm范围内药量增加一倍，孔口50cm药量减半，封堵长度为50cm，采用导爆连接起爆的方式。

在具体施工时根据爆破复核实验进行优化，然后确定合理的参数，确保飞石及震动降低到最低。

主爆孔采用毫秒延时塑料导爆管分段接力起爆，光爆孔采用导爆索孔外延时起爆，严格控制单响药量。

起爆顺序为：

主爆孔→主爆孔→主爆孔→光爆孔。

图1梅花形布孔一字型起爆网络图

注：

图中1、3、5为起爆雷管段号。

（4）沟槽爆破

沟槽爆破是用手风钻沿设计边线钻光面孔，中间布设主爆孔的爆破。

钻孔：

光面孔、主爆孔采用YT-28手持式风钻钻孔，主爆孔孔底达到沟底高程，孔底设柔性垫层缓冲，主爆孔可为直孔或两侧向中心线倾斜的斜孔。

孔距：

光面孔孔距40～50cm，主爆孔孔距根据渠槽结构尺寸确定。

线装药密度：

根据岩性、地质条件、渠槽形状确定，比常规梯段增加20%～30%，装药时药量主要集中在底部，上部装药密度适当减小。

起爆方式：

采用光面爆破，先中间主爆孔后两边光爆孔。

五、石方洞挖爆破设计

1、洞挖钻爆总体说明

本标段隧洞设计为城门洞型，根据隧洞设计开挖断面面积及洞身围岩地质情况，按“新奥法”组织全断面掘进开挖。

隧洞采用全断面爆破开挖，YT-28手风钻钻孔、毫秒微差爆破，为保证隧洞成形好，岩质隧洞采用光面爆破。

坚持信息化动态施工管理，隧洞地质超前预测预报，超前探明地质情况，科学选择施工方法、合理安排施工顺序及支护施作时机，做到开挖光爆成型、初次支护及时。

不良地质段施工严格遵守“早预报、勤量测、管超前、弱爆破、短进尺、强支护、快封闭、紧衬砌”的原则，做到稳扎稳打，步步为营。

（1）钻孔施工

由熟练的风钻工严格按照测量定出的中线、腰线、开挖轮廓线和钻爆设计参数进行钻孔作业。

各钻手分部位定人定位施钻。

每排炮由值班工程师按“平、直、齐”的要求进行检查,做到炮孔的孔底落在爆破规定的同一个铅直断面上；为了减少超挖，周边孔的外偏角控制在设备所能达到的最小角度。

周边孔及掏槽孔的偏差不得大于5cm，其他炮孔孔位偏差不得大于10cm。

（2）装药爆破

装药前用高压风冲扫孔内，炮孔经检查合格后，方可进行装药爆破；炮孔的装药、堵塞和引爆线路的联结，由考核合格的炮工严格按批准的钻爆设计进行施作，装药严格遵守爆破安全操作规程。

掏槽孔由熟练的炮工负责装药，光爆孔用小药卷捆绑于竹片上间隔装药。

利用拼装台车作为登高设备装药，掏槽孔、扩槽孔和其它爆破孔装药要密实,堵塞良好，严格按照爆破设计图（爆破参数实施过程不断调整优化）进行装药、用非电雷管联结起爆网络，最后由炮工和值班技术员复核检查，确认无误，撤离人员和设备，炮工负责引爆。

爆破网络采用非电毫秒延期雷管进行分段，火雷管引爆非电毫秒延期雷管的微差爆破网络，分段经从内（中部掏槽孔）向外，按由低到高的段径顺序进行。

放炮前，专职安全员必须指定专人在可能进入放炮地点的通路上设置岗哨；放炮时，只准放炮员一个人进行工作。

如有拒爆须等15分钟，方可沿线路检查，找出拒爆的原因并按《爆破安全规程》对瞎炮的规定处理；放炮后要等工作面通风且炮烟吹散后，人员方可进入工作面工作。

1）处理瞎炮（包括残爆），必须在班长的直接指导下进行，应该在当班处理完毕，否则班长和放炮员必须给下一班班长、放炮员交待清楚，继续处理；

2）在距离瞎炮至少0.3m处另打同瞎炮平行的新炮眼，重新装药放炮，将原瞎炮炸药、雷管崩落，并找回拒爆炸药、雷管。

3）禁止用镐、钎、棍或直接从瞎炮中取出引药中拉出雷管；严禁将炮眼残底（无论有无残余炸药）继续加深；严禁用打眼的方法往外掏药；严禁用压风冲这些瞎炮残眼。

4）瞎炮处理完毕之前，严禁在该地点进行与处理瞎炮无关的工作。

各贯通点贯通前，两端必须有准确的贯通进度测量图，每班应在图上填明进度，当两掘进头相距贯通地点50米时，由测量人员发贯通距离预报书，当贯通的两工作面相距20米时，只准一个工作面向前掘通，为避免贯通时两方向不同的风相向对吹产生爆炸，停掘的工作面在贯通时必须停止通风。

2、爆破设计

爆破作业在施工前，进行详细爆破设计并进行爆破试验，通过试验进一步修正爆破设计。

（1）循环进尺计划

根据本标段隧洞的围岩特性，考虑作业人员的工作强度，按每班完成一个循环进行施工，施工计划循环进尺Ⅲ类围岩为2.5m，Ⅳ类围岩进尺为2m，Ⅴ类围岩进尺为1.0m。

（2）掏槽方式

根据本标段隧洞的围岩特性及洞室断面尺寸的大小，采用双层楔形掏槽方式，该方式具有掏槽孔较少、掏槽体积大、易将岩石抛出、炸药单耗底等优点。

孔距40cm。

掏槽孔第一层（内层）与开挖面夹角55～60度,掏槽孔第二层（外层）与开挖面夹角70～75度。

第二层掏槽孔深比爆破孔深0.2m，第一层掏槽孔深为第二层0.5～0.7倍。

掏槽孔布置见图5-1：

图5-1掏槽孔布置

图5-2周边孔装药店示意图

（3）起爆顺序

周边眼采用不连续装药结构，其中周边眼为导爆索连接传爆，其他炮眼采用底部放置非电毫秒延时雷管反向起爆装药结构，导爆管传爆。

炮孔装药完毕后，炮泥堵塞长度不小于20cm。

炮眼起爆采用非电毫秒延时雷管分段起爆，使用1、3、5…15段，顺序为：

掏槽眼→辅助眼→周边眼→底眼。

炮孔布置及接线起爆见图5-3：

图5-3炮孔布置及接线起爆示意图

（4）掏槽孔和辅助孔钻爆设计

单孔装药按下列公式计算：

qd=π/4d2△La

其中：

qd—每个炮孔的炸药用量，kg；

d—药卷直径，m；

△—药卷装药密度，kg/m；

L—炮孔平均深度，m；

a—充填系数；

按上式计算出的装药量，对于掏槽孔应增加10%的装药量，所有掏槽眼和辅助眼均连续装药。

（5）光面爆破设计

光面爆破对围岩扰动小，又尽可能保存了围岩自身原有的承载能力，由于围岩轮廓圆顺、壁面平整，减少了应力集中和局部落石、掉块现象。

确定合理的光面爆破参数，是获得良好光面爆破效果的重要保证。

光面爆破的主要参数有：

周边眼间距（E）、周边眼密集系数（K）、最小抵抗线（W）、密集系数（m）、不耦合系数（D）和线装药密度（△）。

洞身围岩采用光面爆破，实施过程中按照选定的光面爆破参数，总结每次爆破效果，测量半孔率和轮廓的不平整度，不断调整光爆参数。

根据围岩类别，光爆参数见表。

表5-1光面爆破参数表

参数

围岩

孔径

（mm）

药卷直径

（mm）

不偶合系数

（D）

周边眼间距

E（cm）

周边眼最小抵抗线W（cm）

周边眼线装药密度△（kg/m）

Ⅲ类

（f=6-10）

42

32

1.5

40-50

0.45-0.55

0.15-0.25

Ⅳ类（f=4-6）

42

32

1.68

35-45

0.35-0.45

0.10-0.20

Ⅴ类（f=2-4）

42

32

2.2

30-40

0.30-0.40

0.05-0.125

（6）隧洞各类围岩开挖钻爆参数

表5-2隧洞Ⅲ类围岩全断面爆破参数表

序号

项目

孔深（m）

孔数（个）

单孔装药量（kg）

总装药量（kg）

导爆索（m）

钻孔（m）

备注

1

掏槽孔

2

4

1.8

7.2

8

布孔与装药量应根据现场实际开挖效果，爆破试验及结合实际洞挖效果，逐步优选出最佳爆破数。

进尺2.5m。

2

掏槽孔

3.2

8

1.8

14.4

25.6

3

辅助孔

2.5

26

1.65

42.9

65

4

周边孔

2.5

18

0.6

10.8

45

45

5

底孔

2.5

9

1.2

10.8

22.5

22.5

合计

64

86.1

67.5

166.1

技术指标

开挖断面（m2）

20.0

炸药单耗（kg/m3）

1.74

炮眼密度（个/m2）

3.2

爆破方量（m3）

50.0

导爆索单耗（m/m3）

1.35

爆破积方（m3）

70

表5-3隧洞Ⅳ类围岩全断面爆破参数表

序号

项目

孔深（m）

孔数（个）

单孔装药量（kg）

总装

药量（kg）

导爆索（m）

钻孔（m）

备注

1

掏槽孔

2

4

1.43

5.72

8

布孔与装药量应根据现场实际开挖效果，爆破试验及结合实际洞挖效果，逐步优选出最佳爆破数。

进尺2.0m。

2

掏槽孔

2.8

6

1.43

8.58

15.6

3

辅助孔

2.2

20

1.28

25.6

44

4

周边孔

2.2

28

0.5

14

58

61.6

5

底孔

2.2

10

1

10

20

22

合计

68

63.9

78

151.2

技术指标

开挖断面（m2）

22.72

炸药单耗（kg/m3）

1.41

炮眼密度

3

（个/m2）

爆破方量（m3）

45.44

导爆索单耗（m/m3）

1.72

爆破积方（m3）

63.62

表5-4Ⅴ类围岩全断面爆破参数表

序号

项目

孔深（m）

孔数（个）

单孔装药量（kg）

总装药量（kg）

导爆索（m）

钻孔（m）

备注

1

掏槽孔

1

4

1.05

4.2

4

布孔与装药量应根据现场实际开挖效果，爆破试验及结合实际洞挖效果，逐步优选出最佳爆破参数。

进尺1.5m。

2

掏槽孔

1.8

6

1.05

6.3

10.8

3

辅助孔

1.8

18

0.8

14.4

32.4

4

周边孔

1.8

30

0.3

9

54

54

5

底孔

1.8

11

0.6

6.6

19.8

19.8

合计

69

40.5

73.8

121

技术指标

开挖断面（m2）

23.64

炸药单耗（kg/m3）

1.14

炮眼密度（个）/m2）

2.92

爆破方量（m3）

35.46

导爆索单耗（m/m3）

2.08

爆破积方（m3）

49.6

（7）施工工艺流程

1）钻爆作业施工工艺见图5-4：

图5-4钻爆作业施工工艺流程图

2）光面爆破质量标准

周边轮廓基本符合设计要求，岩石壁面平整。

爆破后岩面保留有半眼孔痕，坚硬整体性好的岩石半眼率大于80%，中等强度岩石大于60%。

爆破后，在保留的半岩面上无粉碎和明显新生裂隙，对围岩破坏轻微。

危石，浮石较少，环作业安排是否合理，对施组进行优化。

（8）隧洞开挖循环作业时间表

隧洞开挖作业时间表见5-5表

表5-5隧洞开挖隧洞开挖循环作业时间表

工序名称

时间

（min）

计划时间（h）

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

测量放样

30

钻孔

180

装药及爆破

90

通风

30

支护

120

出渣

120

其他

30

合计

600

说明：

1、表中钻孔、装药、出渣均选用最大量。

2、Ⅲ类围岩单循环进尺2.5m，Ⅳ类围岩单循环进尺2m，Ⅴ类围岩单循环进尺1-1.5m。

六、施工工艺要点

1、钻孔作业

定位：

钻孔作业前，根据钻孔设确定台车臂作业区域，各臂钻孔顺序，风枪钻孔的配合时段及作业时间，使钻孔有序进行。

采用多台钻机钻孔时，规定每台风枪作业区域，规定作业时间，规定周边眼、底眼、掏槽眼开孔及插入角，钻孔时严格按规定作业，力求钻孔方向、位置满足设计要求，准确控制周边眼外插角。

钻孔标准：

达到准、平、直、齐。

准：

钻孔按设计布眼钻孔，当受节理、裂隙影响时稍稍移动孔位，但顶眼只能左右移动，帮眼只能上下移动，周边眼轮廓的放线误差控制在±1cm，眼口开眼误差：

V级围岩深眼可从轮廓线偏向内5cm，Ⅳ级围岩可从轮廓线偏向内3cm，周边眼外插角的角度以0.03的斜度外插，方向与轮廓线方向一致。

直：

边墙直线段炮眼先钻上方标准孔，插上炮杆，使边墙孔在同一条垂线上。

平：

周边炮眼要相互平行。

齐：

各炮眼底落在垂直隧道轴线的同一平面上，掏槽眼加深10～20cm，钻孔深度根据掌子面的起伏“凸”加，“凹”减。

2、装药作业

清孔：

装药前用高压风清孔，吹干净孔内积水及残渣。

装药：

装药前核对雷管段数，使之与设计相符，同时按钻爆设计的装药结构及药卷规格药量装药。

装药时，药装到孔底，起爆药包用炮棍缓慢送入，防止拉雷管或破损导爆管。

装药检查：

装药时，将雷管段数标于孔外导爆管上，由检查人员对雷管段数进行复核，确保准确无误，同时核对药卷规格及装药长度，使每孔装药符合设计要求，检查后做好记录。

堵塞：

所有炮眼装药后，用炮泥进行堵塞，其长度为30cm。

炮泥用机械加工，用炮眼顶进，堵塞做到封孔严密。

3、爆破作业

连接网络：

在所有非必需的机具、设备撤离爆破面后，开始连结网络。

连结时尽可能靠近眼孔，孔外网络尽量短，使连结整齐，便于直观检查网络。

连结系统尽量短，但不拉细、打结，避免导爆管、连结块受损等。

网络连结好后，认真检查连结是否正确，保证每个眼孔的起爆药卷都包括进去，每个簇联或连结块内都有引爆雷管。

爆破及瞎炮处理：

网络连结检查合格后，撤离受爆破影响范围内所有设备和非爆破人员，设好防护哨、发出起爆信号即点燃导火索，爆破人员快速撤离进行爆破。

爆破完成后检查人员带防毒器材进入检查。

发现瞎炮时，现查明原因，因孔外导爆管损坏引起的瞎炮，切去损坏部分，重新连接导爆管，再行起爆。

此时，接头尽量靠近孔眼位置。

因孔内导爆管损坏或是导爆管本身问题引起的瞎炮处理办理办法按照国家标准《爆破安全规定》中有关规定进行。

4、钻爆效果检验

每次掘进爆破通风排烟后，值班技术员和质检员即进入对钻爆效果进行检查记录。

检查记录光爆效果，炮孔利用率，平均掘进长度，碴体的破碎程度，抛掷距离，围岩的损坏程度等，作为不断优化钻爆设计的依据。

5、控制超欠挖措施

根据不同地段情况，选择合理的钻爆参数：

采用一炮一分析制度，每次钻爆循环后，根据爆破振动速度，炮痕保存率、装药量、残眼深度及数量、抛碴高度、岩碴块等多方面的测量和数据对比分析，选择合理的钻爆参数，不断优化钻爆设计。

控制打眼精度：

在台车就位前用全站仪在隧道底测出与隧道中线平行的台车轴线位置，将台车按测设位置准确定位，开孔位置不能超过±2cm，炮眼轴线以激光指向导向，钻周边眼时插上炮杆，使侧墙孔在一条垂线上。

施工时使用合格的司钻人员来领钻，禁止司钻用目测量。

钻孔时，专人校核，测量工程师跟踪服务。

降低爆破对围岩的震动影响：

全断面一次爆破使用1~15段毫秒雷管作为掏槽眼与扩槽眼的起爆雷管，其他炮眼配装秒差为50ms的3~11段等差雷管，可获得较理想的效果，由于毫秒雷管1段、2段、3段、5段…间，延期秒差小于50ms，所以除掏槽眼外跳段使用。

提高装药质量和炮眼口堵塞质量：

在装药前，事先用竹片，导爆管和雷管按设计装药量和间距距离绑扎药串，各段钻孔装药量严格控制，不能超装，雷管不能混装和错装。

炮眼装药后，认真堵塞炮泥，边堵边用炮棍捣实。

加强地质预报工作：

配备一名有专业的地质工程师进行掌子面地质描述，对岩性、地质结构、裂隙节理发育情况及水文地质情况做出描述，并配合有关设备或仪器做出开挖前方的地质预报，协助爆破人员进行修正和改