铁路工程隧道爆破专项方案.docx

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铁路工程隧道爆破专项方案

府谷煤炭铁路专用线第八标段爆破专项方案

1．设计说明

1.1设计依据

1）XX煤炭铁路专用线隧道、路基施工图资料；

2）《铁路隧道施工技术指南》（TZ204--2008）；

3）《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304—2009）

4）《铁路路基施工规范》（TB10202—2002）

5）《铁路路基工程施工安全技术规程》（TB10302—2009）

6）中华人民共和国《爆破安全规程》（GB6722-2003）；

7）公安部《爆破作业人员安全技术考核标准》；

1.2工程要求和目的

1）依据爆破安全规程，爆破个别飞散物的安全距离不小于100m，首选爆破位置满足一般要求。

根据爆破工艺、爆破安全要求及首次爆破工程的工期，确定本次爆破的规模。

2）采取合理的施工方法和强有力的技术措施，满足业主所提出的施工工期要求。

3）施工中产生的爆破震动不能影响整个工程的正常运转，保证周围建筑物的安全。

1.3爆破设计原则

1）合理确定爆破的各项参数，保证爆破安全。

2）经济上合理，在保证爆破效果的前提下，尽可能做到投资少，开挖工程量少，工程进度快，爆破成本低。

3）根据隧道修建和开挖整体要求及地形地质条件，确定合理的爆破范围和爆破方案，不给后期工程留下隐患。

4）必须保证围岩稳定；必须保证周围环境的安全。

5）在保证爆破效果的前提下，尽量方便施工。

2.工程概况

2.1工程概述

XXXX承建XXXX铁路专用线第X标段，其起讫里程为DK29+223～DK33+258，线路全长4.035公里，工程范围涉及到所有线下工程XXX1#隧道、XXX2#隧道、大桥村3#隧道、XXX家沟大桥、XXX沟1#大桥、XXX中桥、XXX湾大桥、XXX大桥、DK29+399～DK29+579段路基、DK30+800～DK30+942段路基，DK31+503～DK32+146段路基，DK32+319～DK33+054段路基，防护工程及涵洞。

其中涉及爆破工程量为：

大桥村1#、2#、3#隧道、石方量7.74m3，，路基石方量：

24.85万方。

2.2火工品临时库平面布置图

XXX1#隧道进口临时存放点示意图1

XXX3#隧道出口临时存放点示意图1

2.3爆破区工程地质

爆破区出露岩层单一，从地质调绘和区域资料：

隧道主要穿越地层为全～强风化砂岩、中～微风化砂岩，鳞片变晶结构，片状构造；进出口附近坡面覆盖有第四系残坡积层。

路基区地层为第四系全新统人工堆积层填筑土，第四系上更新统坡积层黄土、中砂，第四系上更新统冲积层细圆砾石，下伏侏罗纪系中统砂岩、泥岩。

无不良地质。

3爆破方案

3.1路基石方爆破方案

（1）石方开挖施工方法

石方能用机械直接开挖的用机械开挖，对较坚硬路段为确保良好的破碎效果采用深孔松动微差挤压控制爆破技术，边坡采用预裂爆破一炮成型。

深路堑利用潜孔钻机钻孔，浅路堑使用风钻打眼，毫秒微差松动爆破。

开挖时预留边坡保护层，最后采用光面爆破刷坡。

爆破设计：

采用边坡预裂微差起爆技术，严格控制单响药量。

布孔形式：

预裂孔采用与边坡坡率相同的倾斜孔。

缓冲孔采用斜率为1：

0.5倾斜孔，其与预裂孔底、主爆孔孔底的间距不小于1m，施工时要依据地势情况掌握。

主爆破选用垂直钻孔，按设计孔排距采用矩形布孔。

预裂孔间距1.1m，预裂孔与缓冲孔间距取值1.5m。

爆破设计示意图

（2）石方开挖施工钻爆设计

炮孔布置示意图：

图2浅孔台阶爆破炮孔布置示意图

a－炮孔间距，取2.5m；b－炮孔排距，取2.0m；W－抵抗线；H－台阶高度，取2.0m；L－炮孔深度2.4m。

单孔药量根据设计依据（3）提供的公式计算。

Q=kabL

（1）

式中：

a－炮孔间距，m；

b－炮孔排距，m；

L－炮孔深度，m；

k—炸药单耗，kg/m3，本次工程对于中风化岩石取0.35kg/m3。

将上述参数值代入

（1）式计算Q=4.2kg，取4.0kg。

爆破参数及爆破药量必须进行爆破试验，进一步取得经济合理的爆破参数。

3.2隧道爆破方案

1、洞身开挖施工

（1）Ⅴ级围岩开挖

Ⅴ级围岩洞口浅埋段采用超前大管棚支护，上下台阶预留核心土法开挖；Ⅴ级围岩深埋段开挖采用上下台阶预留核心土法开挖，台阶长度控制在5～10米之间。

附：

《Ⅴ级围岩段开挖步序图》；

《Ⅴ级围岩爆破设计图》；

《隧道Ⅴ级围岩开挖施工工艺框图》。

开挖、支护过程中量测紧跟及时反馈，以调整支护参数，衬砌前拆除临时支护，为确保施工安全量测及时进行。

隧道Ⅴ级围岩开挖施工工艺框图

Ⅴ级围岩开挖作业循环时间表

工序

作业时间（min）

循环时间（h）

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

测量放线

30

钻眼

180

装药、联线

60

通风

30

清危、初喷

60

出碴

180

初期支护

180

（2）Ⅳ级围岩开挖

Ⅳ级围岩拟采用正台阶法施工，台阶长度控制在10～15m，每次开挖进尺控制在1.5～2m左右，开挖后及时施作钢格栅、锚杆、挂网、喷砼支护。

出碴使用正装侧卸装载机装碴，自卸汽车运输。

下台阶进行松动爆破后用挖掘机挖除。

附：

《Ⅳ级围岩段开挖步序图》；

《Ⅳ级围岩爆破设计图》；

《隧道Ⅳ级围岩开挖施工工艺框图》。

Ⅳ级围岩开挖作业循环时间表

工序

作业时间（min）

循环时间（h）

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

测量放线

30

钻眼

240

装药、联线

60

通风

30

清危、初喷

60

出碴

180

打锚杆、复喷

120

（3）Ⅲ级围岩开挖

Ⅲ级围岩节理裂隙不发育，岩体较完整，稳定性较好。

拟采用全断面法开打挖。

我部原投标方案采用三臂凿岩台车钻孔，后经图纸学习及实地考察，我部隧道围岩以砂岩为主，岩层稳定性较差，不适用三臂凿岩台车钻孔，为了施工安全，确保开挖进度，采用更为适合此地质的YTP-28手持式风动凿岩机钻孔，电毫秒雷管起爆，长臂挖掘进行找顶，出渣采用装载机装渣，挖掘机配合，自卸汽车运输。

全断面开挖施工作业

附：

《Ⅲ级围岩段开挖步序图》；

《Ⅲ级围岩爆破设计图》；

《隧道Ⅲ级围岩开挖施工工艺框图》。

隧道Ⅲ级围岩开挖施工工艺框图

Ⅲ级围岩开挖作业循环时间表

工序

作业时间（min）

循环时间（h）

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

测量放线

30

钻眼

240

装药、联线

60

通风

30

清危、初喷

60

出碴

180

打锚杆、复喷

120

2、钻爆设计

本隧道施工中将根据实际地质条件、开挖断面、开挖循环进尺、钻眼机具、爆破器材、振速要求编制爆破设计，采用光面爆破、预裂爆破和预留光爆层爆破技术相结合，达到减少爆破振动、降低噪音、使围岩成形圆顺、平均线形超挖控制在5~10cm、达到充分发挥围岩自承能力的目的。

（1）设计原则

①根据洞室围岩岩性、结构、构造特点合理选择周边眼间距E和最小抵抗线W，辅助眼交错均匀布置，周边炮眼和辅助炮眼眼底在同一垂直面上。

②合理选择掏槽形式，采用直眼掏槽，保证达到最佳掏槽效果，掏槽眼比辅助眼深10~20cm。

③严格控制周边眼（预裂眼）装药量，采用竹片上绑扎导爆索和光爆专用小药卷间隔装药，使药量沿炮眼均匀分布。

④合理分布掘进眼，以达到炮眼数量少，材料最省，同时石碴块度适中，便于装卸。

⑤合理选择循环进尺，根据围岩状况、施工部位、工期要求及机械能力等因素来综合考虑。

⑥合理选择爆破材料，采用2号岩石及乳化炸药，非电毫秒雷管、塑料导爆管、导爆索。

⑦合理选择起爆顺序和爆破网络联接方式，采用导爆管起爆网路，毫秒雷管分段起爆，时差50~100ms，同时控制单段同时起爆装药量，确保临近洞室围岩中最大振速小于爆破安全规程允许要求。

⑧动态设计、动态施工。

根据开挖后断面量测、围岩量测和爆破振动监控结果，采用计算机信息化管理系统，不断优化爆破设计。

（2）钻爆参数的选择

针对不同围岩通过爆破实验来确定爆破参数，本工程设计资料指明为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩，故爆破设计初选爆破参数见下表。

光面爆破参数表

周边眼间距E（cm）

周边眼最小抵抗线W（cm）

相对距离E/W

周边眼装药集中度q（kg/m）

装药不偶合系数D

Ⅲ、Ⅳ级

55～70

70～85

0.80～1.00

0.30～0.35

1.25～1.50

Ⅴ级

45～60

60～75

0.80～1.00

0.20～0.30

1.50～2.00

（3）掏槽方式

全断面掘进时采用直眼掏槽方式，掏槽断面26m2。

（4）装药结构及堵塞方式

①装药结构：

周边眼用小直径药卷间隔捆绑在竹片上以控制药卷间距，药卷用导爆索串联传爆；掏槽眼、掘进眼均为连续装药，非电毫秒雷管传爆，所有炮眼均采用反向装药结构。

②堵塞方式，所有炮眼装药后均先装5cm水袋再用炮泥堵塞，堵塞长度大于20cm。

（5）起爆网路及起爆方式

采用导爆管串、并联起爆网路。

导火索、火雷管起爆，毫秒雷管传爆，起爆时差间隔50~100ms，以控制爆破震动迭加和减少单响最大起爆药量，减少爆破震动。

（6）爆破震动验算

按爆破安全规程查出需保护围岩允许振动值，反算最大单响起爆药量，校核爆破设计。

（7）爆破效果及振动监控和爆破设计优化。

1）爆破效果监测

①超欠挖检查

采用激光隧道限界检测仪检测开挖断面尺寸，与标准断面比较。

②上半断面轮廓是否圆顺，下半断面轮廓是否平整。

③爆破进尺是否达到爆破设计要求。

④爆出碴堆是否较集中，飞石是否得到控制。

石碴块度是否适合装碴要求。

⑤炮眼痕迹保存率，硬岩不小于90%，中硬岩不小于70%，并在开挖轮廓面上均匀分布。

⑥爆破振动监测结果小于爆破安全规程规定，围岩受扰动小，自稳能力强。

2）爆破振动监控

采用爆破振动监测仪监测爆破振动实际值，观测已支护段和需保护段围岩稳定情况，如有异常情况，及时加固并反馈调整爆破设计。

3）爆破设计优化

每次爆破后对爆破效果数据对比分析，优化爆破设计

（8）施工注意事项

1）严格按钻爆破设计进行钻眼、装药、接线和起爆，所有爆破工人均经过培训，持证上岗。

2）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。

经检查符合设计要求后方可钻眼。

3）炮眼开眼误差＜5cm，周边眼眼底不超出开挖断面轮廓线10cm。

4）当开挖面凹凸不平时，按实际情况调整炮眼深度，并相应调整药量，使除掏槽眼以外所有炮眼底在同一垂直面上。

5）碰到围岩节理、裂隙时，调整炮眼布置和装药量。

4．爆破安全计算及防护措施

4.1爆破安全

4.1.1爆破安全计算

（1）爆破震动速度

因爆破而引起的质点振动速度可按依据5推荐公式计算：

V=K（Q1/3/R）α（12-1）

式中：

K—与岩石、爆破方法等因素有关的系数；

α—与地质条件有关的地震波衰减系数；

Q—与振速V值相对应的最大一段起爆药量，Kg；

R—测点与爆心的直线距离，m；

α，K值可以在现场通过小型爆破试验确定，也可以参见表8选取。

表8爆区不同岩性的K、α值

岩性

坚硬岩石

中坚硬岩石

软岩石

K

α

50～150

1.3～1.5

150～250

1.5～1.8

250～350

1.8～2.0

振动防护重点是明洞洞脸边坡，根据设计依据2洞脸边坡及交通隧道安全允许振动速度为[v]=10cm/s,实际爆破当中根据爆破距离参照上述公式反算控制最大一次起爆用药量。

（2）爆破飞石

明挖部分飞石安全距离为200米，高压线在安全距离以外。

在爆破过程中采用适当的覆盖防护，确保飞石不影响高压线。

洞内掘进安全飞石不小于100米距离,本标段隧道对人员安全距离设定为150米，巷道内对设备安全距离设定为100米。

（3）爆破防毒气安全距离计算：

根据设计依据

Rg=

式中：

Rg-爆破毒气的安全距离,m

Kg-系数，根据有关实验资料统计，一般取Kg的平均值为160；下风时，Kg值乘2

Qg-爆破总炸药量

查依据3得Kg=160故，本标段隧道控制最大单段装药量为Qmax=0.2589t。

故毒气安全距离Rg=102米。

4.2爆破安全措施

1）严格遵守《爆破安全规程》和《大爆破安全规程》的规定。

2）认真组织爆破施工，对所有参加爆破工作的人员进行安全教育，对技术人员进行爆破交底，坚持持证上岗。

3）对警戒人员进行专门培训，严格按照设计位置进行警戒；保证警戒范围内人员、设备的撤离，防止无关人员进入警戒区。

4）火工材料由专人押运和看管，按照设计发放。

5）禁止携带打火机、火柴和其它易燃品进入爆破现场。

禁止在爆区内使用手机、对讲机等射频电。

6）安排专人负责起爆体制作，网路敷设和联接。

7）起爆体安放和导线联接必须按照规定进行，并随时注意网路短路。

8）采用绝缘照明，禁止使用普通手电和电灯照明。

4.3安全操作规定

1）装卸爆破材料时，要求轻拿轻放，按指定地点摆放平稳。

2）人力搬运炸药不得超过一袋或一包，挑运不得超过50kg.

3）应根据设计规定的炸药品种、数量、位置进行装药。

4）堵塞时应保证其质量与长度，并保护好起爆网路。

5）加工时起爆体应由两人进行，放入药室前，雷管和炸药要分开搬运。

6）电雷管导通只允许使用爆破专用电桥（如205型），检测电雷管时，应将电雷管放入防护箱内。

7）导爆索只允许用锋利刀一次切割好。

8）用绝缘手电筒照明时，必须在硐室外指定地点换电池。

9）起爆体的安放与导线联接必须按照操作规定进行，在联接导线时必须随时注意将联好的网路短路。

10）现场联线时，如果发现端线过长，不准剪短。

如果端线过短则必须加长，必须做好记录。

11）使用电桥前，要检查电桥最大输出电流，不得大于30毫安，并检查电桥的绝缘是否良好。

12）电桥应由专人保管使用，不准碰撞、振动，如果发生故障，禁止在现场排除。

4.4瞎炮处理

由于操作不良、爆破器材质量差等原因，引起药包没有爆炸。

瞎炮危及安全，在发生瞎炮后，必须严格按照安全技术规范处理。

一般处理方法是：

a）引爆。

即在瞎炮旁不大于30米处打一平行炮眼，装药引爆，使瞎炮殉爆。

若无打平行条件炮眼的条件，或炮眼已裂碎，断裂，则可用裸露药包处理。

b）用雷管起爆的药包，产生瞎炮后，允许小心地用竹木器具掏出原填炮泥，直至发现药包，然后再装一起爆药包重新诱爆。

c）如因炸药失效，可往炮眼灌入盐水，使炸药和火具等完全失效，然后再用竹木器具轻轻掏出炸药。

d）无堵塞的反向装药结构的炮眼，产生瞎炮后可再装一起爆药诱爆。

在瞎炮处理完毕之前，不允许继续施工，除负责处理瞎炮人员外，所有无关人员均应撤离现场。

中铁XXX集团有限公司XXX铁路专用线项目部

2012年5月10日