隧道爆破施工方案

隧道爆破设计方案

一、编制依据

1、施工图纸

2、《爆破安全规程》

3、《铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南》

二、工程概况

隧道各级围岩长度及所占比例分别为: Ⅱ级围岩所占比例为51%，Ⅲ级围岩所占比例为36%；Ⅳ级围岩所占比例为8%；Ⅴ级围岩所占比例为5%。Ⅱ级围岩采用全断面法，Ⅲ级围岩、Ⅳ级围岩和Ⅴ级围岩采用台阶法施工。

三、工程地质及水文特征

1、地质岩性

本管段内隧道地段大部分基岩裸露，少部分表层覆盖第四系坡残积（Q4dl+el）粉质黏土及碎石类土。沿线地层岩性主要有粘性土、粉土、煌斑岩、花岗闪长岩、变粒岩、二长花岗岩、片麻岩、凝灰岩等。隧道进出口围岩多强风化，节理裂隙发育，岩体破碎，呈散体状结构。

2、地质构造

本管段内隧道多位于红石砬-大庙断裂带，主要发育在承德市的北部，该断裂西起丰宁地区的红石砬，往东经三道沟、白旗、大庙、高寺台延入平泉，全长80km。断层走向近东西向，断层线沿走向左右摆动，呈“蛇曲”

状。断层面倾向北，倾角60°～80°。沿断层有一系列呈串珠状排列的东西向拉长的太古代-元古代、晚古生代和中生代酸性、基性-超基性岩体群分布；东西向延伸的线状山脊和平直的沟脊以及发育的断层崖和断层三角面等。断层为长期活动断层，从其总体特征上看，断裂的早期活动较后期活动激烈，区域上断层面倾斜北，其力学性质均反应为压扭性。但在部分地段表现为正断层，应视为断层前后期活动的性质不同。根据断裂控制从太古代到中生代欺辱岩体的分布，推测其生成时代应始于前震旦纪，在印支-燕山运动中活动强烈。

3、地震动参数

根据中华人民共和国GB18306—2001《中国地震动参数区划图》，测区地震动峰值加速度0.05g，地震动反应谱特征周期为0.4s，地震基本烈度Ⅵ度。

4、水文地质特征

沿线地下水类型主要有孔隙潜水及基岩裂隙水、裂隙岩溶水三种类型。

（1）孔隙潜水

主要赋存于河谷阶地、山间盆地、冲沟及华北平原中，局部地段孔隙水具承压性，冲洪积、冲积及海积的砂类土及碎石土为其主要含水层。

(2）基岩裂隙水

主要赋存于各类基岩的风化带及构造裂隙中，一般埋深大于20m，多数水量不大，部分地段埋深较浅，地表径流较弱，大气降水多沿裂隙下渗。地下水水位随季节变化显著。

(3）裂隙岩溶水

主要赋存于白云岩及石灰岩地层中，一般埋深大于15m，多数水量不大，地表径流较弱，大气降水多沿裂隙下渗。地下水水位随季节变化显著。局部地段具承压性，主要赋存于构造裂隙中，水量较大。

四、工程项目组织机构

根据本管段工程特点，成立爆破领导小组，爆破组长负责本工程的爆破施工的组织、指挥和管理。

1、爆破组织机构图

2、隧道工程爆破组织机构职责

（1）督促检查爆破方案的执行情况，并随时检查爆破施工记录。

（2）放炮施工前，分派警戒人员，做好安全警戒工作。

（3）对于发生的安全事故，尽快组织抢救，做好上报工作，并对事故进行分析、处理。

五、施工方法

1、采用凿岩机钻孔，钻孔时按照炮孔布置图正确对孔，钻孔严格按照设计施工炮孔方向钻进，把误差减到最小，以确保爆破质量。掏槽孔要保

证平行，周边孔开眼要在轮廓线内5cm，外插脚1°～2°；周边孔对孔误差环向不大于5cm，径向不大于3cm；掏槽孔不大于3cm，其它孔开眼误差不大于5cm。

2、钻完孔要把炮孔吹洗干净，经检查按个后方可装药。装药分片分组负责，严格按照爆破设计规定的装药量、雷管段号“对号入座”；爆破网路连接、检查及起爆，按照爆破设计要求和《爆破安全规程》执行。

3、堵塞炮孔可以提高炸药能量的利用率，从而减少炸药用量，降低爆破震动效应。装药后用炮泥进行认真堵塞，掏槽孔要把不装药部分堵满，周边孔堵塞长度不小于30cm，其余炮孔堵塞长度不小于最小抵抗线的80%，以确保爆破效果和安全。拱顶和侧墙周边实施光爆作业，炸药采用2#岩石硝铵与乳化炸药，使用毫秒雷管达到光爆效果；采用Φ20mm小药卷，非毫秒微差雷管爆破。

六、钻爆设计

1、钻爆设计

（1）钻爆设计总体说明

开挖掘进采用光面爆破，减少超挖，避免欠挖和减弱对围岩扰动，提高开挖质量，确保施工安全。

工程地质状况对光面爆破的效果影响极大，在施工过程中，认真研究工程地质情况，合理确定出爆破参数，并根据实际情况，不断合理优化。光爆药卷有水地段采用φ20光爆专用药卷。掏槽布置采用钻孔台车，以直眼掏槽为主。单位炸药消耗量的确定以满足较高的炮眼利用率和降低大块率，

便于机械装碴为原则。起爆采用非电导爆管起爆，起爆的时差间隔50～75ms 。

（2）光面爆破参数设计 光面爆破不偶合系数：

式中：D ——不偶合系数； dk ——炮眼直径 cm ； di ——炸药直径 cm ；

α——爆生气体分子余容系数； ρ0——爆生气体的初始压力，Pa ； [σc]——岩石的三轴抗压强度，Pa ； r ——绝热指数； 光面爆破周边眼间距： E=Kp ×di

式中：Kp ——岩石抗破坏屈服系数,见表， di ——炸药直径，cm ；

最小抵抗线：光面爆破炮眼间距与最小抵抗线之比取0.8左右，即E/W=0.8。

W=1.25E

岩石抗破坏屈服系数Kp

式中：E ——炮眼间距，cm ；

[]α

σρ+-==)(1(//1r

c o i k x

d d D

W ——最小抵抗线，cm 。 光面爆破炮眼装填系数：

式中：β——光面爆破炮眼装填系数； [τ]——岩石抗剪强度，Pa ； [σe]——岩石抗拉强度，Pa ； L ——炮眼深度，cm 。 其它代号同前。 （3）光面爆破参数选择

为控制超欠挖，降低洞壁粗糙率，减少隧道通风阻力，对Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩采用光面控制爆破技术。

决定光面爆破效果的主要因素是周边眼的光爆参数，上场后试验确定的光面爆破参数，现拟定光面爆破参数见表

光面爆破参数

2、爆破器材选择

[][][][]L

E dk EL

EW e

e

e σσστβ++=