地铁矿山法爆破专项方案
明挖基坑结构施工方案
大连市地铁一期工程209标
爆破施工方案
编制：
审核：
中铁三局--中煤三建联合体
大连地铁209标段项目经理部
二〇一〇年六月二十五日
目录
一、工程名称 (1)
二、工程概况与环境、技术要求： (1)
1.工程概况 (1)
2.地形、地貌、地质条件： (3)
3、周边建（构）筑物及交通状况 (7)
4.技术要求 (9)
三、爆破施工方案 (10)
1、区间隧道爆破施工 (10)
2、车站爆破施工 (18)
3、竖井爆破施工 (24)
4、特殊地段的爆破施工 (26)
四、爆破危害控制 (27)
1、地震效应计算 (27)
2、飞石飞散控制措施 (29)
3、噪音控制 (29)
4、有毒气体控制 (30)
5、有关安全距离计算 (30)
五、施工工艺 (32)
六、爆破警戒 (34)
七、爆破作业安全措施 (34)
八、炸药贮存管理 (36)
九、意外事故预防措施 (36)
爆破作业设计（说明书）方案
一、工程名称
大连地铁一期工程209标包括湾家站、湾家站至红旗西路站区间、红旗西路站及红旗西路站至南松路站区间。
二、工程概况与环境、技术要求：
1.工程概况
㈠湾家站
湾家站位于西部大通道魏台桥西侧，沿红旗中路东西向设置。车站中心里程为CK21+462.600，起点里程CK21+397.900至车站终点里程CK21+578.300，总长180.4m，标准段宽18.5m。本站为地下双层岛式站，地下主体建筑面积6848m2，其中站台层设备管理用房区382m2，公共区1104m2；站厅层设备管理用房区1056m2，公共区1316m2，付费区与非付费区面积各为560m2、756m2;出入口通道建筑面积1182m2，车站总建筑面积8647m2。
车站共设3个出入口，两组风亭。1号出入口分1A出入口、1B出入口紧贴红旗中路布置在道路南侧。2号出入口、3号出入口沿红旗中路布置在道路北侧，3号出入口内设有供残疾人使用的垂直电梯。风亭分别设在车站东西两端。
㈡湾家站～红旗西路站区间
本区间从湾家站起沿红旗西路由东南向西北敷设，到达红旗西路站，全部为地下线。
设计范围为右线里程CK21+578.300～CK22+230.965，右线长633m。设计包括区间隧道
布置，车站所在的红旗中路南侧主要有红旗兴达商场、旺利超市，红旗中路北侧主要有同成商店、海王星辰健康药店等。沿车站方向的红旗中路是双向4车道，现状道路宽21m，规划道路宽40m。车站长度为150米，宽为19米，站台宽10米，车站共设3个出入口，两组风亭。1号出入口位于红旗西路道路的南侧。2号出入口、3号出入口位于红旗西路
红旗西路站平面图
㈣红旗西路站～南松路站区间
本区间设计范围包括区间正线、出入段线、施工竖井、通风竖井、联络通道、迂回风道等土建工程，其中正线起始里程为CK22+407.665～CK24+485.842，右线长2078.177m，左线长2088.635m（左CK22+900处设置长链14.048m；左CK23+460处设置短链3.590m）；出入线段里程范围为CDX0+000～CDX0+750，长750m。部分设计单体中心里程如下：
迂回风道中心设计里程：CK22+428.000；
右线人防段中心设计里程：CK22+443.000；
左线人防段中心设计里程：左CK22+443.000；
1号联络通道中心设计里程：CK22+800.000；
2号联络通道中心设计里程：CK23+250.000；
通风竖井（即3号联络通道）中心设计里程：CK23+700.000；
施工竖井（即4号联络通道）中心设计里程：CK24+170.350；
其中迂回风道与红旗西路站大里程端头区间施工横通道合建，3、4号联络通道分别与通风竖井横通道和临时施工竖井横通道合建。
红旗西路站~南松路站区间
2.地形、地貌、地质条件：
㈠湾家站
在勘探深度范围内，地貌为马栏河阶地，主要地层为第四系人工堆积层（Q4ml）、第四系冲洪积卵石层（Q4al+pl），下伏青白口系细河群桥头组(Qnq)石英岩板岩互层（石英岩、板岩、石英岩夹板岩）。岩石节理裂隙较发育，岩体较破碎。
⑴ 第四系全新统人工堆积层（Q4ml）
○11素填土：黄褐色，主要成分为碎石、粘性土，有一定程度压实部分钻孔顶部有40cm左右的沥青砼。该层各钻孔均有揭露，厚度1.50～4.80m，层底高程19.84～23.40m。
⑵ 第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）
○36卵石：灰黄色，石英岩卵石呈亚圆形，粒径20-200mm不等，含量占30-60%左右，分布不均匀，粘性土和砂砾石充填粒间孔隙，局部漂石，稍密-中密状态。层厚1.40～
6.50m，层底高程15.32～19.69m。
⑶ 青白口系细河群桥头组石英岩板岩互层石（Qnq）
163中风化石英岩：灰黄色，中厚层状，致密块状构造，节理裂隙发育，岩芯呈碎○
屑状、块状、短柱状。岩体破碎，岩体基本质量等级Ⅳ级。该层于本区间各孔均有揭露，揭露层顶埋深3.00～16.80米，层顶标高6.67～20.51米。
173中风化板岩：灰～青灰色，板状构造，板理、节理发育，裂隙面多见有黄褐色○
水锈，岩芯多呈短柱状、柱状、饼状。岩体较破碎，岩体基本质量等级Ⅳ级。揭露层顶埋深7.70～16.20米，层顶高程7.23～15.66m。该层仅ZD-WJ-01、ZD-WJ-04、ZD-WJ-05、ZD-WJ-08号钻孔揭露。
133中风化石英岩夹板岩：灰白-灰褐色，层状结构，岩芯呈块状、柱状，石英岩板○
岩以互层状呈现，裂隙面呈黄褐色，局部夹少量绢云母。岩体破碎，岩体基本质量等级V级。该层分布于场区较普遍。揭露层顶埋深4.70～7.90米，层顶标高16.74～19.13米。
湾家站主体结构地质纵断面图
㈡湾家站～红旗西路站区间
本区间范围内主要为第四系人工堆积层（Q4m1）、第四系上更新统坡洪积层（Q4d1+p1）、第四系上更新统冲洪积层（Q3a1+p1）、青白口系细河群桥头组（Qnq）石英岩板岩互层、并有中生代燕山期辉绿岩侵（βμ）侵入。
湾家站-红旗西路站区间地质纵断面图
㈢红旗西路站
车站所处地貌为马兰河阶地，剥蚀残丘，地势起伏较大，主要地层为第四系：人工堆积素填土、粉质粘土层、含碎石粉质粘土、卵石;(2)青白口系桥头组板岩、石英岩、石英岩夹板岩。
根据车站地质图表明，车站地下3至4米为素填土，由碎石及粘性土等组成，硬杂物质含量70%，粒径2~15cm，松散，地下4米至16.3米为卵石，主要成分为石英岩，粒径2~10cm，个别粒径大于15cm，含量70%，稍密,地下16.3米以下为中风化石英岩，灰黄色，致密块状，节理裂隙发育，岩体破碎，岩芯多成块状、碎屑状，少量短柱状，岩质坚硬。
⑴ 第四系全新统人工堆积层（Q4ml）
①1素填土：褐色，主要成分为碎石、粘性土及少量建筑垃圾，有一定程度压
实，部分钻孔顶部有40cm左右的沥青砼。该层各钻孔均有揭露，厚度0.8～
7.1m，层底高程24.79～71.27m。
⑵ 第四系上更新统坡洪积层（Q3dl+pl）
⑤1粉质粘土：黄褐色，可塑状态，局部含少量碎石。层厚1.70～7.70m，层底高程21.01～59.52m。
⑤3含碎石粉质粘土：黄褐色～红褐色，可塑，所含碎石主要成分为石英岩，含量20%～30%，局部含量40%。层厚1.30～8.90m，层底高程25.71～104.77m。
⑶ 第四系上更新统冲洪积层（Q3al+pl）
④3卵石：灰黄～黄褐色，多呈亚圆形，主要成分为石英岩，粒径20～100mm，含量60%～70%，局部含有漂石，间隙充填有砂土及少量粘性土，稍密状态。层厚1.30～5.20m，层底标高19.71～23.05m。
(4)清白口系桥头组板岩、石英岩夹板岩、石英岩（Qnq）
按风化程度可分为强化板岩、强风化石英夹板岩、强风化石英岩、中风化板岩、中风化石英岩、中风化石英夹板岩及微风化板岩7个亚层，分述如下：
○132强风化石英岩夹板岩：黄褐色～灰色，结构大部分破坏，矿物成分显著变化，节理裂隙很发育，岩芯呈碎块状、碎片状，少量呈土状，碎块、碎片手可折断，遇水易软化，局部含有中风化岩残块，软硬不均。底层标高14.51～53.00m。
○133中风化石英岩夹板岩：灰～青灰色，以石英岩为主，所以夹板岩多为薄层状，致密块状，节理裂隙很发育，裂隙有黄褐色水绣，岩芯多呈块状，少量短柱状。层顶标高8.19～42.44m。岩体基本质量等级为Ⅳ级。
○162强风化石英岩：黄褐色～灰黄色，结构大部分破坏，矿物成分显著变化，节理裂隙很发育，岩芯呈碎块状、碎片状，少量呈土状，碎块、碎片手可折断，遇水易软化，局部含有中风化板岩残块，软硬不均。层厚18.00m,底层标高35.00m。
○163中风化石英岩：灰～青灰色，致密块状，节理裂隙很发育，裂隙有黄褐色水绣，岩芯多呈块状，少量短柱状。层顶标高3.99～29.04m。岩体基本质量等级为Ⅳ级。
红旗西路站主体结构地质纵断面图
㈣红旗西站～南松路站区间
通风竖井～南松路站区间位于甘井子区，大体呈南北向布置，地貌为山麓坡积地貌，构造剥蚀丘陵地貌，朔源侵蚀干冲沟地貌等，由于线路需穿越石门山，地形起伏较大，地面高程35～200m。
本区间范围内上覆第四系人工素填土，第四系坡洪积含碎石粉质粘土；下伏青白口系桥头组中风化～微风化板岩、强～中风化石英岩夹板岩、强～中风化石英岩、全～中风化辉绿岩及震旦系长岭子组全～中风化板岩。
红旗西路站~南松路站区间地质纵断面图
3、周边建（构）筑物及交通状况
㈠地面建筑和交通状况
湾家站设在红旗中路下，车站主体呈东西走向。车站东侧有通往机场的西部大通道及跨越马栏河的魏台桥，北侧是祥和园住宅区，南侧是亲亲家园及兴达花园住宅区。湾家站规划道路红线为40米，现状路宽21米,双向4车道，车流量较大。红旗中路为城市主干道，红旗中路现有708、705、534、535、709路公交站台，将与车站出入口形成地面换乘，距离车站最近的建筑为12米，砖混结构。
湾家站～红旗西路站区间主要沿红旗中路敷设，地面交通繁忙，地下管线密集，区间两侧建筑林立，但隧道主体距离建筑物均较远，局部穿越一个建筑物拐角。
红旗西路站位于红旗中路马栏河北侧，沿红旗中路西北东南方向布置。车站设计里程CK22+230.965,在湾家桥西北侧；车站设计终点里程CK22+407.665,在红旗社区卫生服务中心附近。沿车站方向红旗中路是双向4车道，现状路宽21m,，规划道路宽40m。红旗中路上车流量较大。红旗中路为城市主干道，红旗中路现有公交车站点：534、705、708、716路公交站点。距离车站最近的建筑为20米，砖混结构
红旗西路站～南松路站区间地下管线较少，出红旗西路站后需穿越福山居小区部分房屋（穿越民居开挖采用单臂掘进机进行开挖，不进行爆破开挖），后红旗西路站～南松路站区间穿越石门山。隧道西侧为刚建成的美树日记小区。
竖井处于美树日记小区东侧，石门山隧道北出入口西侧，距离美树日记小区50m，小区房屋2~10层不等，框架结构。
㈡地下管线情况
湾家站地下管线较多，主要为沿红旗中路方下分布的污水、给水、电力、电信、路灯等管线，其中对车站影响较大的管线有：沿红旗中路下的 DN800（埋深2.12m）的给水管、DN800（埋深1.8m）的污水管、DN400（埋深1.2m）的煤气管等。车站主体施工时对平行车站方向的管线改移出车站开挖范围之外，垂直车站方向的管线悬吊处理。附属结构尽量躲避管线设置，穿越出入口、风道的管线改移出开挖范围之外。施工中有干扰的管线可采取改移、悬吊或支托保护等处理方式。
湾家站～红旗西路站区间隧道沿红旗中路敷设段，下方地下管线密集，主要有污水
管、煤气管、电信管、电信管、电力管、给水管。区间埋深较深，根据工程经验，对周围环境的影响主要是隧道施工过程中对地表沉降、隆起的影响，隧道施工引起的地表沉降和隆起均应控制在环境允许的范围内。根据周围的环境、建筑物的基础和地下管线对变形的敏感程度，采取稳妥可靠的措施。
红旗西路站地下管线较多，主要为沿红旗西路方下分布的排水管、给水管、电力、电信、路灯、煤气等地下管线，其中一条管底埋深约2.6m、管径0.30m的排水管及一条管顶埋深约为2.43m、管径0.2m的给水管对车站有一定影响。
红旗西路站～南松路站区间地下管线较少（采用机械开挖不采用爆破开挖）对管线无影响，穿越石门山无管线。
4.技术要求
依据《爆破安全规程》
爆破振动安全允许标准
三、爆破施工方案
根据线路自身的特点，爆破方案按区间隧道、车站隧道及软弱围岩进行设计。采取按台阶高度分层分段开挖的施工方案，施工中采用短进尺光面微差弱抛爆破技术。进行爆破作业时，采用微量、多孔、多次、多段爆破法。减少每次齐发爆破药量，减轻爆破对围岩的扰动及对支护结构的不利影响，同时也减轻对上面建（构）筑物的震动破坏，满足《爆破安全规程》对振速的控制要求。根据主爆破体的爆破情况和岩石的形质更准确选择爆破参数，从而提高爆破效果。
1、区间隧道正线爆破施工
湾家站至红旗西路站区间、红旗西路站至南松路站区间隧道爆破采用光面爆破，用YT28型手风钻钻孔，钻孔直径d=42mm。
㈠选择合理的炸药品种
炸药品种与炸药的爆破震动速度有直接影响，根据工程地质和水文地质条件，本工程施工中采用：在掏槽眼和辅助眼部位选用防水效果好的乳化炸药，在周边眼部位选用
小直径低爆速的光爆炸药。
㈡选择合理的雷管起爆时差
设计爆破网络为孔内微差、孔外同段的非电微差起爆技术。导爆管一般跳段使用，使段间间隔时间大于50ms，防止地震波相叠加而产生较大的震动。
㈢选择合理的掏槽形式
掏槽是隧道爆破成败的关键，也是产生最大爆破震动速度的主要震源。为了达到减震的目的，选用楔形掏槽。即充分利用楔形掏槽的易抛掷和减震作用与贯通掏槽的临空面来最大限度地减轻震动。
㈣选择合理的钻爆参数
根据开挖的大小、部位、工程地质情况、周边环境条件等，选择合理的炮眼深度、间距、装药量、起爆顺序等钻爆参数，炮眼采用线性布孔、线形起爆，注意提高装药质量和炮口堵塞质量，达到减震、提效的预期目的。本工程钻爆参数如下：
⑴掏槽眼：
孔深：考虑到掏槽眼只有一个临空面，爆破条件较差，炮眼利用率低，故掏槽眼比其他炮孔加深20cm。
炮孔间距：根据岩性及工作面的大小、炮孔深度，孔间距取a=0.4～0.5m。
炸药单耗：根据岩性、节理裂隙发育程度以及岩石的可爆性，炸药单耗取q=1.0～
2.5kg/m3
⑵辅助眼：
孔间距：辅助眼间距与岩石软硬、掌子面大小、炮孔深度密切相关，水平巷道爆破一般取a=0.6～0.8m。
排距：排距一般取b=0.5～0.7m。
炸药单耗：对于区间隧道和折返线渡线，炸药单耗可控制在q=0.6～1.0kg/m3 。
⑶周边眼：
孔间距：孔间距取a=0.4～0.6m
光面层厚度：取b=0.5～0.7m
每延米药量：根据岩性，每延米装药量q线=0.15～0.2kg/m
㈤装药结构和填塞
掏槽眼和辅助眼采用反向耦合连续装药，周边眼采用正向不耦合间隔装药，并使用导爆索连接各药卷。为了确保爆破效果炮孔的填塞长度一般不得小于炮孔长度的1/3。具体装药结构和填塞见图装药结构和填塞示意图。
装药结构和填塞示意图
㈥起爆方式及顺序
起爆方式采用微差爆破，先起爆掏槽眼，形成临空面，接着起爆辅助眼和周边光爆眼。
㈦区间隧道各施工方法的爆破参数及炮眼布置
（1）区间断面台阶法爆破设计
区间台阶法爆破参数表
区间台阶法炮眼布置图（2）全断面爆破设计
区间全断面法爆破参数表
区间全断面法施工炮眼布置图
（3）双侧壁导坑法爆破设计：
双侧壁导坑法爆破参数表
双侧壁导坑法炮眼布置图（4）中洞+侧壁导坑法爆破设计：
中洞+侧壁导坑法爆破参数表
中洞+侧壁导坑法炮眼布置图
2、车站爆破施工
湾家站与红旗西路站均为明挖车站，车站宽度基本相同，地质条件相似，只有车站长度不同。所以两车站开挖采用相同的爆破爆破参数、爆破施工工艺等。
在基坑土方及强风化岩层开挖后，到达中风化板岩，无法采用液压镐进行开挖时，进行爆破施工。中风化板岩岩层厚度在3m以下的采用浅眼松动爆破，深度按照每道锚杆或锚杆标高下500㎜一层逐层爆破。浅眼采用风枪钻眼，保证孔眼成孔质量。
为保证基坑爆破时具有良好的临空面，首先进行拉槽沟开挖，拉槽沟断面为梯形，