凤凰山隧道爆破设计施工方案

深圳市福洲路工程二标段凤凰山隧道石方爆破工程设计方案一、编制依据1、国家相关的法律法规、《民用爆炸物品安全管理条例》（2006.9.1）、《爆破安全规程》（GB6722-2003）；2、业主提供的深圳市福洲路工程二标段凤凰山隧道招标文件、设计图纸、补遗书等；3、深圳市勘察测绘院有限公司《深圳市福永码头至洲石路工程二标段凤凰山隧道详细勘察阶段岩土工程勘查报告》，2008年3月；4、深圳市福永码头至洲石路道路工程初步设计文件；5、我公司在深圳、广州、南京等地的隧道爆破工程施工经验；及多年从事隧道爆破工程施工所积累的施工、管理经验；6、深圳市关于民用爆炸物品的有关管理规定；7、《合同》内容及相关条款；二、工程概况及周边环境本工程为福永码头至洲石路一期工程二标段凤凰山隧道，该隧道起点位于深圳宝安区福永街道凤凰山风景区西侧山边，向东横穿凤凰山体，为双洞六车道公路隧道。

该隧道左洞里程：Z6+503.301（ZS0+000）～Z7+839.118（ZS1+331.581），长1331.581m；右洞里程：K6+461.950（YS0+000）～K7+900（YS1+443.294），长1443.294m。

本线路隧道穿越丘陵区，所穿越的山脊呈近南北走向，隧道进口最低地面标高为32m，出口最低地面标高为76m，隧道穿越山体最高约266m，相对高差可达234m，隧道埋深大于50m的地段约1820m。

隧道进洞口轴线方向与地形等高线近于垂直，地形坡度较缓，一般在20-30°之间，位于凤凰山风景区内。

进洞洞口东面及南面均为山体植被；西面约50米为福永东大道，70米处为波士龙工业园厂房；西北约40米处为一治安岗亭。

洞口爆区周边环境图及爆区警戒图如图1所示。

图1：洞口周边环境图及爆区警戒图隧道采用暗挖法施工，新奥法原理组织施工，隧道所处围岩主要为III、IV、V级（土质），其中III级围岩长度约1820米， IV级围岩长度约610米，V级围岩长度340米。

根据设计施工图，III级围岩隧道断面尺寸为高*宽：9.3m*15.08m，断面积约113.38m2；IV级围岩隧道断面尺寸为高*宽：11.66m*14.28m，断面积约134.23m2。

全线隧道需爆破石方约40万立方米。

三、工程地质及水文地质根据钻探揭露以及初勘时钻探资料，场地内揭露地层结构自上而下包括人工填土、第四系全新统冲洪积层、第四系晚中更新统坡残积层、第四系中更新统残积层、燕山期侵入岩、加里东期混合花岗岩、构造破碎带等地层，具体分述如下：1）人工填土(Ql)m①素填土（地层编号①）：褐黄色，主要由粘性土组成，局部含砾石。

结构松散～稍密。

1②杂填土（地层编号①）：褐黄、灰黑等色。

主要由粘性土混砾砂，少量碎块石及块石组成，局部2含生活垃圾，结构松散。

层厚6.8～11.1m。

为Ⅱ级普通土。

③人工填石（地层编号①）：灰白、肉红等色。

主要由块石组成，大小不一，分选性差，块径0.5～31.0m，含量约为50～70%，其余为角砾及粘性土充填，结构松散～稍密，为Ⅳ级软石。

al+pl）2）第四系全新统冲洪积层（Q4）：灰白色、浅黄等色，主要成分为石英质，混粘性土，饱和，松散～稍密。

中粗砂（地层编号⑤2层厚1.0～7.5m。

勘探点SDZK9见及。

为Ⅰ级松土。

dl+el）3）第四系晚中更新统坡残积层（Ｑ3-2含砾粘土（地层序号⑦）：褐红、褐黄等色，隐斑状结构，可～硬塑，含石英砾占20～30％。

光滑，摇振反应无，干强度高，韧性高。

层厚0.8～3.6m。

为Ⅱ级普通土。

el)4）第四系中更新统残积层(Q2）: 褐红、灰黄等色，由下伏粗粒花岗岩残积而成，原岩结构可辨，硬①砾质粘土（地层编号⑧1塑，含30%左右石英砾。

光滑，摇振反应无，干强度中等，韧性高。

为Ⅱ级普通土。

）: 灰白、褐黄等色，由下伏混合花岗岩风化残积而成，原岩结构可辨，②粉质粘土（地层编号⑧2硬塑。

光滑，摇振反应无，干强度中等，韧性中等。

接露层厚2.0m。

为Ⅱ级普通土。

3）5）燕山期侵入岩（γ5粗粒花岗岩：系场地内下伏基岩，粗粒花岗结构，块状构造。

主要矿物成分为石英、长石、黑云母等。

局部地段见闪长岩脉，灰绿色。

在勘探深度内据其风化程度及裂隙发育程度的差异可将其划分为以下4层(带)：①全风化带（地层编号⑨）：褐黄、褐红、灰白夹灰黑色，原岩结构基本破坏，尚可辨认，裂隙极1发育，除石英外长石等矿物风化成土状，岩芯呈坚硬土状，手捏可碎，浸水可捏成团，局部夹有强风化岩块。

为Ⅱ级普通土。

）: 褐黄、褐红、灰白夹灰黑色，裂隙发育，斜长石已风化成土状，钾②强风化带（地层编号⑨2长石矿物尚存，手捏可碎。

岩芯多呈砂砾状，局部夹碎块状，碎块用手可折断，遇水易软化。

极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ类。

该层顶面标高在116.18～136.12之间。

为Ⅲ级硬土或Ⅳ软石。

）: 褐黄、浅肉红、灰白色夹灰绿色，裂隙发育，裂隙面具铁染.岩芯多③弱风化带（地层编号⑨3呈块状，少量短柱状，锤击易碎，合金钻进较难。

较软岩，岩体基本质量等级为Ⅳ类。

该层顶面标高在82.54～126.92m之间。

为Ⅴ级次坚石。

）：白色夹肉红色，灰绿色，裂隙稍发育，裂隙呈闭合状。

岩芯多呈短柱～④微风化带（地层编号⑨4柱状，岩石锤击声脆。

坚硬岩，岩体基本质量等级为Ⅲ类。

该层顶面标高在65.19～110.28m之间。

为Ⅵ级坚石。

6）加里东期混合花岗岩（Mγ3）混合花岗岩: 为场地下伏基岩，中细粒变晶结构，块状构造，主要矿物成分为石英、长石、云母等。

本次勘察揭至全、强、弱、微风化带，各风化带特征描述如下：）：褐黄、灰白等色。

原岩结构基本破坏，尚可辨认，裂隙极发①全风化混合花岗岩（地层编号⑩1育，岩芯呈坚硬土状，手捏可碎，浸水可捏成团，偶夹有强风化岩块。

岩体基本质量等级为Ⅴ类。

层厚2.2mm，层顶面标高在205.12m。

为Ⅱ级普通土。

）：褐黄、灰白等色。

原岩结构清晰可见，风化剧烈，裂隙发育。

②强风化混合花岗岩（地层编号⑩2岩芯多呈坚硬土夹块状，碎块用手可折断，干钻困难，遇水易软化。

为Ⅲ级硬土或Ⅳ软石。

③弱风化混合花岗岩（地层编号⑩3）：褐黄、灰白色。

裂隙发育，裂隙面具铁染。

岩芯多呈块状，少量短柱状，锤击声哑、易碎，合金钻进较难。

为Ⅴ级次坚石。

④微风化混合花岗岩（地层编号⑩）：灰白色，细粒结构，块状构造。

裂隙稍发育，裂隙呈闭合状。

4岩芯多呈短柱～长柱状，岩石锤击声脆。

坚硬岩，岩体基本质量等级为Ⅲ类。

为Ⅵ级坚石。

隧道所穿越岩层多为微风化花岗岩，岩石较坚硬。

据沿线地质条件分析，区内基岩为非可溶性岩石，未见地面塌陷及土洞、岩溶现象。

原始自然地形坡度一般在10°～40°度之间，边坡稳定。

四、爆破方案的确定根据设计图要求，隧道按照“新奥法”原理设计与施工。

根据沿线地形、地质情况、所处的地理位置和周边环境，隧道开挖拟采用如下施工方案：1、III级围岩隧道采取全断面法施工，采用微差控制爆破+光面爆破技术开挖，循环进尺不大于4.0m。

2、加宽段III级围岩隧道采取台阶法施工，采用微差松动控制爆破技术开挖，循环进尺不大于2.0m。

3、Ⅳ级围岩隧道采取分步CD法开挖，采用微差松动控制爆破技术开挖，循环进尺不大于1m。

4、Ⅴ级围岩和洞口加强段采用双侧壁导坑法开挖。

V级围岩多为土质，以机械开挖为主，无需爆破开挖。

爆破作业时严格控制装药量及爆破震动，炸药单耗控制在0.4～1.5kg/m3之间，严格控制循环进尺。

爆破施工中根据实际爆破效果及时进行调整。

五、凿岩机具及爆破器材的选取1、凿岩机具的选取根据选取的爆破方案，爆破钻孔机具采取YT28型气腿式凿岩机，Ф42mm直径的钻头钻孔。

钻头为“一”字型硬质合金钢，钻杆规格为中空六棱型，钻杆长度分别为: １m、1.5m、2.0m、2.5m，3.5m，4.0m,4.5m几种规格。

2、爆破器材的选取根据爆破规模及岩石特性，拟选用2号岩石乳化炸药作为主起爆药，非电导爆管雷管起爆。

所需爆破器材见下表1：表1:需用爆破器材参数表六、爆破参数设计1.1、III级围岩隧道全断面法爆破参数设计根据围岩情况，III级围岩岩石坚硬，围岩稳定采取全断面法施工，采用微差控制爆破+光面爆破技术开挖，循环进尺不大于4.0m。

炮孔布置及钻爆参数详见附图1：全断面法钻爆设计图。

1.2、加宽段III级围岩隧道台阶法爆破参数设计根据围岩情况，加宽段III级围岩隧道采取台阶法施工，采用微差松动控制爆破技术开挖，循环进尺不大于2.0m。

炮孔布置及钻爆参数详见附图2：台阶法钻爆设计图。

1.3、Ⅳ级围岩隧道CD法爆破参数设计根据围岩情况，Ⅳ级围岩采取分步CD法施工，采用微差松动控制爆破技术开挖，循环进尺不大于1.0m。

炮孔布置及钻爆参数详见附图3：CD法开挖钻爆设计图。

2、装药结构与起爆网络装药结构：主炮孔采用孔底集中装药结构，卷状乳胶炸药作主爆药，起爆雷管置于孔底，聚能穴指向孔口，空气部分用砂粘土堵塞。

周边光爆孔采用间隔装药装药结构，导爆索全长铺设。

各炮孔装药结构见图2。

图2：各炮孔装药结构示意图起爆方式：采用孔内分段微差起爆方法。

从保证安全的角度出发，使用非电起爆网络。

每孔一发非电延期毫秒雷管，孔外簇联后由双发电雷管或激发器起爆。

电雷管—非电毫秒雷管起爆网路图见图3。

图3：电雷管—非电毫秒雷管起爆网路图3、爆破震动安全控制因隧道进口西面约130米处有厂房等建筑物，为确保房屋结构安全，必须严格控制爆破震动。

根据本工程所处的地理位置，需要对不同距离内的房屋结构进行验算以确定同段起爆最大药量，以便指导施工。

根据《爆破安全规程》计算：Q=R3(V/K)3/α式中：Q—最大一段的装药量，kg ;R—距爆源中心的距离，m ；K—与介质特性、爆破方式及其它因素有关系数取200；V—非抗震性钢筋混凝土框架房屋允许振速取1cm/s；α—地震衰减指数取1.6。

可得结果如表5所示。

表5：不同距离的最大一段的装药量值对照表隧道实际施工中根据不同爆破部位控制单段起爆最大装药量，可确保爆破震动不会对周边建筑物造成伤害。

4、爆破飞石控制由于洞口开挖进洞约30m为土质全风化岩石，采取机械开挖，局部岩石松动爆破，洞口加盖竹排及钢筋网等防护（见附图：隧道洞口防护图），以确保爆破飞石不会飞出洞外。

洞口爆破警戒范围距离洞口不小于200m。

除对隧洞口采取防护措施外，还需加强安全警戒。

即每次爆破前30分钟进行安全警戒，警戒范围按爆破飞石的安全距离确定，警戒范围以内的一切人员全部撤离，爆破指挥则依每次爆破地点设于安全位置。

爆破指挥、起爆点和各警戒点之间用步话机保持顺畅的通讯联系。

警戒信号分为三种，即警戒、准备起爆和警戒撤离。

每次爆破后检查无误后由爆破指挥发出警戒撤消信号。

5、石方爆破施工工艺石方爆破施工工艺流程见图4所示。