隧道光面爆破专项施工方案

目录

一、编制依据 (1)

二、编制原则 (1)

三、编制范围 (1)

四、工程概况 (1)

五、爆破施工方案 (1)

六、爆破施工组织 (7)

七、安全和防护措施 (9)

八、质量保证体系 (10)

九、救援组织机构 (12)

十、环保水保措施 (12)

十一、文明施工措施 (13)

十二、现场管理措施 (13)

一、编制依据

（1）TJ2标段实施性总体施工组织设计；

（2）本标段《两阶段施工设计图》；

（3）《公路隧道施工技术规范》JTJ042-94；

（4）《公路工程质量评定标准》JTGF80/1-2004；

（5）《爆破安全规程》GB6722—2011；

（6）中华人民共和国民用爆炸物品管理条例；

（7）我单位拥有的科技成果、工法成果、管理水平、技术装备及多年积累的施工经验。

二、编制原则

（1）优先考虑施工安全、质量、环保。结合现有的施工技术水平、施工管理水平和机械设备配备能力。精心组织施工，合理安排工序，确保无安全、质量、环境事故发生。

（2）在施工方案中，坚持施工技术先进、施工方案可行、切实保证施工质量，科学合理、按期优质安全高效完成施工任务。

三、编制范围

本方案编制范围为文家坪隧道（K78+340~K81+029）光面爆破施工，针对隧道光面爆破施工制定本方案。

四、工程概况

甘孜州省道215线九龙县至凉山州界文家坪隧道位于九龙县内文家坪村，设计进口里程为K78+341，出口里程为K81+029，全长2689米，属于长隧道。进口段为0.3%的上坡，出口段为2.95%的下坡，衬砌类型Ⅲ级围岩2524m，Ⅳ级围岩长69m，Ⅴ级围岩长96m（其中15m为明洞）。设计要求采用弱爆破短进尺进行扩挖，光面爆破技术施工，单词扩挖后不应大于3m，根据实际调整爆破参数，开挖后及时支护。

五、爆破施工方案

爆破方案的选择以如何提高炮眼的利用率、如何控制开挖轮廓和爆破振动对地层的扰动为指导思想。

洞口浅埋段围岩稳定性相对较差，拟采用管棚进洞，采用人工配合机械开挖，遇个别孤石进行弱爆破开挖。

洞身石质围岩爆破开挖采用人工手持风钻配合多功能台架钻孔，2#岩石乳化炸药，电雷管起爆，非电毫秒管微差光面爆破。

施工前针对不同的围岩类型及开挖工法进行初步爆破设计，并根据实际爆破效果对爆破参数做适当调整。

5.1爆破设计

光面爆破设计方案根据地质条件，开挖断面、开挖进尺，爆破器材及施工工法等进行编制。

（1）爆破参数选择

本隧道采用低密度、低爆速、低猛度的乳化炸药，电雷管起爆，非电毫秒管引爆。起爆顺序：起爆器→击发笔→导爆管→非电毫秒雷管→炸药。

通过爆破试验确定爆破参数，试验时参照下表。

（2）、周边眼密集系数

周边眼密集系数是周边眼间距（a）与光爆层厚度（B）的比值，是影响爆破效果的重要因素。

A=（12~16）d K=a/B

式中：a为周边炮眼间距，cm；d为炮眼直径，mm；K值总是小于1当d=38~46mm，a=30~60cm，B=75~80cm时，K=0.6~0.8。

（3）装药结构及药量计算

周边眼装药结构：用小直径药卷，间隔装药，岩石很软时采用导爆索代替药卷。严格控制周边眼的装药量，借助导爆索进行间隔装药，使药量沿炮眼全长均匀分布。以确保隧道周边成形良好，并减少对围岩的扰动。

通过现场试验和施工经验数据，确定q=0.15~0.25kg/m。

其它辅助眼：均采用连续装药结构。

文家坪隧道 扩挖炮眼布置图

工区使用的爆破材料主要是：二号岩石乳化炸药、电雷管、普通毫秒导爆管雷管和导爆索。所有装药炮眼用炮泥堵塞，周边眼堵塞长度不小于30cm。爆破装药结构见图2、图3所示。

图2 周边眼装药结构示意图

非电毫

图3 一般炮孔装药结构示意图

（4）炮孔布局与起爆网络

根据断面类型，确定炮孔布置原则：先布置掏槽眼（无）和周边眼，再布置辅助眼、底板眼及内圈眼。

起爆顺序：首先是掏槽眼起爆，创造新的临空面（本隧道省略），接着是辅助眼，由内向外依次起爆、层层剥离，最后起爆周边眼和底板眼。

起爆网路：所有炮孔按要求装入炸药和非电毫秒雷管，确保段数正确，做好炮孔堵塞，然后按区域将雷管脚线理顺，集中在一起用传爆雷管联结，传爆雷管尽量选用低段的非电毫秒雷管（其延时误差相对较小），并确保段数相同，最后所有传爆雷管

5.2光面爆破施工工艺

1）放样布眼

钻眼前，测量人员准确定出隧道中心线和拱顶面高程；用红油漆画出开挖轮廓线，并标出炮眼位置，其误差不得超过5cm；每次测量放线的同时，要对上次爆破断面进行检查，及时调整爆破参数，以达到最佳爆破效果。

2）钻眼要求

掏槽眼：深度、角度按设计施工，眼口间距误差和眼底间误差不得大于5cm。（本隧道暂忽略）

周边眼：开眼位置在设计断面轮廓线上允许沿轮廓线调整其误差不得大于5cm；炮眼方向可以3%~5%的斜率外插，眼底不得超出开挖断面轮廓线10cm，最大不得超过15cm。内圈眼至周边眼的排距误差不得大于5cm；内圈眼与周边眼采用相同的斜率。当开挖面凹凸较大时，应按实际情况调整炮眼深度（相应调整装药量），力求所有炮眼（除掏槽眼外）眼底在同一平面上，钻眼完毕，按炮眼布置图进行检查并做好记录，有不符合要求的炮眼重钻，经检查合格后方可装药爆破。

3）炮眼布置要求

先布置掏槽眼，其方向在岩层层理明显时应尽量垂直于层理，与掌子面少有向内的夹角，掏槽眼应比其他眼加深20cm左右。（本隧道暂忽略）

周边眼严格按设计开挖轮廓线布置，在硬岩层中，周边眼的眼口在断面设计轮廓线上，眼底超出轮廓线小于10cm；在软岩中，周边眼的眼口在断面设计轮廓线内小于8cm；眼底落在轮廓线上。

4）孔口堵塞长度L

一般堵塞长度浅眼不超过20cm，深眼不超过30cm，为了确认合理的堵塞长度应该遵守下列规定：

①堵塞物应能保证高压气体在炮孔内有充足的作用时间；

②堵塞长度应与堵塞物密度和岩石特性有关；

③开挖隧道中用的炮泥一般先在洞外做好，常做成药卷一样的形状，外表包上纸皮或塑料皮便于运送和填塞入孔中。

5）清孔装药

装药前用小直径高压风管将炮眼内石屑吹净，装药需分片，分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管段数要“对号入座”不得混装，所有炮孔均用炮泥堵塞，堵塞长度周边眼不小于20cm，其他眼不小于30cm，周边眼采用小药卷配导爆索，以增加不耦合系数和爆破时的缓冲作用，炮孔装药均采用反向装药结构。

6）连接起爆网络

在爆破中，采用的是电雷管起爆，在采用电雷管起爆时，电雷管本身存在着时差，特别是采用高段次延期时，时差就更大。

7）瞎炮处里

①处理瞎炮前应由爆破领导人定出警戒范围，并在该区域边界设置警戒，处理

瞎炮时无关人员进人警戒区。

②应派有经验的爆破员处理瞎炮。

③严禁强行拉出或掏出炮孔中的起爆药包。

④瞎炮处理后，应再次检查爆堆，将残余的爆破器材收集起来统一销毁，在不能确认爆堆无残留的爆破器材之前，应采取防御措施。

⑤瞎炮处理后，应由处理者填写登记卡片或提交报告，说明瞎炮的原因、处理方法和结果等。

5.3爆破安全验算

1）飞石的飞散距离

由于产生飞石的原因较多，且又是一个十分复杂的过程，特别是当最小抵抗线较小时，高压爆生气体将沿介质中的裂隙高速喷出，使夹杂在其中的碎块加速抛射。

(1) 最大飞散距离：

α2sin 120V g R =

式中：α----飞石抛射角度；

g----重力加速度(m/s 2)

Vo----飞石的初始速度（m/s ） 2

31020????? ??=W Q V

Q-----装药量（kg ）

W-----最小抵抗线（m ）

式中取Q=0.6，w=0.6，计算得V0=33.3 m/s,取α=450，g=9.8，带入α2sin 120V g R =

，

得飞石距离R=159.3m 。所以爆破时留出警戒距离200m 。 (2)飞行的最大高度：

22028tan 5.0ααCos V R g

H ?-= 式中：R,g, Vo,a------ 意义同上

(3) 接近地面时的动能

22

21S V g

q E ?= 式中：q-------飞石重量（kg ）

vs-------飞石接近地面时的速度（m/s ）

H g V S ?=2

当爆破飞石接近地面时的动能大于80J 时，即可造成人员的伤亡；当其达到几百焦耳时，可使建筑物和设备损坏。此外，根据统计资料还整理出许多经验公式，如我国在抛掷爆破时常用如下经验公式计算飞石距离

R=20Kn2W （m ）

式中：K ———安全系数，与地形、风向等因素有关，一般取1.0-1.5；

n ———爆破作用指数；

W ———最小抵抗线（m ）。

2）爆破振动的安全验算

爆破振动按下式计算：

V= K×(Q1/3/R)α

式中：V —爆破震动速度，cm/s ；此次隧洞爆破，相邻隧道围岩最大允许振动速度［V ］<10cm/s 。 Q —同段最大药量，kg ；

R —至保护物的距离，m ；

K 、α—爆破振动衰减系数，取保守值K =200、α=2.0；

Ⅳ级围岩隧道开挖最大单响药量为15.6kg ，Ⅴ、Ⅵ级围岩隧道开挖最大单响药量为13.5kg ，取后掘进洞二次衬砌与后掘进洞下台阶掌子面的距离为12m ，或相邻隧道间距也是12m ，最小保护点距离按12m 计算，则该处最大质点振动速度的计算值为

6.5cm/s ，小于围岩安全允许振速10cm/s 。

5.4爆破效果监测及爆破设计优化

（1）爆破效果检查

每次爆破后，工班班长和安检员对爆破效果进行评定，其超欠挖量、炮眼痕迹保存率、炮眼利用率是否满足铁路隧道光面爆破质量评定标准，岩石块度大小是否适宜装运。通过不断调整爆破参数来提高爆破质量。

爆破效果检查项目主要有：

①断面周边超欠挖检查，钻杆外插角是控制超欠挖的关键，两次爆破形成的台阶尺寸因钻孔机械的不同而相差甚大，应尽量减小台阶尺寸并不宜大于15cm ，根据该隧道有Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩，其隧道允许超挖值间附表；

②开挖轮廓圆顺度，开挖面平整检查，Ⅲ级硬岩无剥落，Ⅳ级中硬岩基本无剥落，Ⅴ级软弱围岩无大的剥落或坍塌；

附表：隧道允许超挖值（cm ）

③爆破进尺是否达到爆破设计要求，开挖面平整；

④爆出石碴块是否适合装碴要求；

⑤炮眼痕迹保存率，硬岩≥80％，中硬岩≥60％，并在开挖轮廓面上均匀分布；

（2）爆破严密监测

光爆钻孔时，有现场的工班班长统一指挥协调行动，实行定人、定位、定质、定量的“四定”岗位责任制。分部按顺序钻孔，避免相互干扰、碰撞、拥挤和窝工。刷帮压顶钻孔时，固定钻孔人员，以便熟练技术、掌握规律、提高钻孔的速度和准确性。

（3）爆破设计优化

每次爆破后有安检员和现场负责人检查爆破效果，施工负责人和技术员分析原因及时修正爆破参数，提高爆破效果，改善技术经济指标。

经过分析与修正得到后的爆破参数：

①当爆孔孔径D为40mm时，Ⅲ级围岩周边眼的间距E为55cm,Ⅳ级岩周边眼的间距E为50cm，Ⅴ级岩周边眼的间距E为45cm比较合适

②经过现场试验和施工经验数据，建议装药量Q确定为0.2kg/m。

根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况，修正眼距，用药量，特别是周边眼。光面爆破效果的炮痕外观质量：拱顶正中中线应直顺、不间断、错位，纵向炮痕间距应一致，与设计间距应相符。

根据爆破后检查石碴的块度大小来修正装药参数。根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度，使爆破眼底基本落在同一断面上。在具体的实施中，由实验员现场做实验，根据试验资料在施工中同样先做预设计，实施后及时总结分析，反复调整周边眼参数，使爆破效果达到最佳状态为止，选择的是斜眼掏槽方式。

六、爆破施工组织

由工区经理牵头，抽调懂理论、有实践经验的技术人员，针对不同的岩性特点，不同的施工要求，做出精细的爆破设计方案调整。并调集有实践经验的技术工人组成爆破队，严格参照爆破方案进行爆破作业。组建专职安检员，负责监督检查爆破施工安全工作。

6.1爆破管理机构

为加强爆破工作管理力度，提高爆破施工水平，隧道工区成立爆破工作机构，设

图5 爆破施工组织机构

爆破工程师负责爆破日常管理工作。

有关爆破施工各岗位职责：

工区经理负责项目部全面工作；

架子队长负责现场管理、协调工作；

工区总工负责全面技术工作，审核爆破方案；

爆破工程师拟定爆破方案，爆破作业现场技术指导；

开挖班长负责爆破方案实施，爆破作业现场管理。

6.2光面爆破培训内容

（1）爆破安全规程中与所从事作业相关的条款和安全操作细则；

（2）起爆药包的加工和起爆方法；

（3）装药、填塞、网路敷设、警戒、信号、气爆等爆破施工和操作技术；（4）爆破器材的领取、搬运、外观检查、现场保管与退库规定；

（5）常用爆破器材的性能、使用条件和安全要求；

（6）爆破事故的预防和抢救；

（7）爆破后的安全检查和瞎炮处里。

6.3岗位风险

（1）监督员及管理岗位人员岗位风险

①现场检查没有遵守相关现场制度，造成人员伤害

②现场检查遇到突发性事故或自然灾害等，造成人员伤害

③现成存在的隐患没有及时发现整改，引发事故

（2）炮工风险

①容易受到飞石伤害,容易受到山体坍塌危害

②在碎石上行走容易摔伤

（3）操作手风险

容易被机械砸伤,容易造成机械伤手

6.4安全生产及文明施工安全生产

贯彻落实“安全第一、预防为主”的方针，实现无亡人、无等级工伤事故，无火

灾、无炸药事故。