三棱山隧道钻爆设计方案最终

**************辽宁段TJ-1标段三棱山隧道钻爆设计专项方案编制：审核：审批：中国路桥工程有限责任公司京沈客专辽宁段TJ-1标段项目经理部二〇一四年四月目录1编制依据及范围....................................................11.1编制依据......................................................11.2编制目的......................................................11.3编制范围......................................................12工程概况..........................................................13爆破施工管理组织机构..............................................24钻爆设计..........................................................24.1钻爆方案选择及工艺流程........................................24.2钻爆基本参数选择..............................................44.3钻爆设计......................................................64.4爆破网络及起爆方法...........................................174.5隧道开挖爆破安全距离验算.....................................174.6施工工艺.....................................................185钻爆施工技术要求.................................................195.1钻爆作业质量控制.............................................195.2爆破质量检验标准.............................................195.3爆破控制要点.................................................195.4施工测量.....................................................215.5钻眼作业.....................................................215.6装药.........................................................216安全环保措施.....................................................226.1安全警戒措施要求.............................................226.2爆破器材运输、存、加工、使用的安全制度.......................246.3环保要求.....................................................251三棱山隧道钻爆设计专项方案1编制依据及范围1.1编制依据⑴京沈客专辽宁段TJ-1标三棱山隧道施工有关设计图纸。⑵有关国家法律法规、地方要求和现行客运专线、高速铁路隧道设计及施工规范及有关标准。⑶《爆破安全规程》(GB6722-2003)及铁路隧道爆破施工有关要求。⑷三棱山隧道实施性施工组织设计。1.2编制目的规范京沈客专辽宁段TJ-1标三棱山隧道(DK492+267.50〜DK502+328.55)爆破施工，使隧道工程符合质量要求的同时，也符合环境保护、职业健康安全的相关要求。1.3编制范围京沈客专辽宁段TJ-1标三棱山隧道DK492+267.50〜DK502+328.55，全长8888m。主要包括隧道进口、斜井、隧道出口等工程。2工程概况新建铁路北京至沈阳客运专线（辽宁段）TJ-1标三棱山隧道位于辽宁省朝阳市、阜新市境内，隧道起讫里程DK493+415～DK502+303，全长8888m。隧道设计为双线隧道，两线线间距5.00m，隧道最大埋深217.56m。隧道地处地处内蒙古高原和辽河平原的中间过渡带，地貌属辽西剥蚀丘陵区。区段内山体多基岩裸露，植被稀疏，仅黄土覆盖地区有人工林发育。隧道范围穿越地层较复杂，进口为第四系上更新统坡洪积（Q[3](dl+pl)）粉质黏土夹粗角砾土；洞身范围多为侏罗系上统吐呼噜组（J[3t]）凝灰岩夹凝灰质砂页岩，其中DK496+717～DK496+867为凝灰质角砾岩和断层泥，DK498+529～DK499+300为凝灰质角砾岩，DK499+610～DK501+475为白垩系侵入体（α[5](2-3)）安山岩。出口为第四系上更新统坡洪积（Q[3](dl+pl)）粉质黏土、细角砾土。山涧沟谷局部分布第四系全新统坡洪积（Q[4](dl+pl)）堆积层。隧道附近的河流主要是汤头河，位于隧道东侧，汤头河源出阜新蒙古族自治2县紫都台乡南的帽子山，自东向西汇入石场河，向东南汇入细河。地下水类型主要有第四系孔隙潜水及基岩裂隙水，水位和水量受季节降雨量影响明显。3爆破施工管理组织机构根据三棱山隧道工程特点，项目部成立了爆破领导小组机构，负责本隧道工程爆破施工的组织、指挥和管理。图3-1爆破施工管理组织机构图4钻爆设计4.1钻爆方案选择及工艺流程三棱山隧道主要包含正洞洞身，全长8888m、斜井一座，全长595m。开挖方量为隧道进口41.1万方，隧道出口39.7万方，斜井正洞44.6万方，斜井3.0万方，合计128.4万方。隧道设计为铁路双线单洞隧道，线间距5.0m。根据围岩地质情况，隧道正洞开挖断面面积为133m２～152m２之间，隧道斜井开挖断面面积为45m２～55m２之间。隧道主要采用钻爆法施工，根据工程地质条件及围岩隧道进口爆破小组隧道斜井爆破小组出口爆破小组项目经理中国路桥京沈客专辽宁段TJ-1标项目经理部常务副经理副经理安全总监总工程师综合管理部安全质量部计划合同部物资设备部工程管理部中心试验室3条件、围岩级别、岩性情况等，工艺流程图见图4-1，选定合理的开挖方法见表4-1，表4-2，钻爆设计施工遵循“短进尺、弱爆破、多打眼、少装药”的原则。图4-1施工工序流程表4-1正洞洞身主要开挖方法及设备选型表序号围岩级别开挖方法主要开挖设备备注Ⅱ全断面法三臂凿岩台车多功能台架、挖掘机、钻爆法掘进测量放线清表、平整、工作面拢堆、弃于指定地点拢堆孔内放线钻孔孔位检查孔位检查装药、填塞检查填塞密度网络连接检查连线安全警戒发令起爆爆破后检查15min后检查是否稳定，有无危石、滚石、哑炮，并处理拢堆解除警戒4YT-28风动凿岩机1Ⅲ上下台阶法三臂凿岩台车多功能台架、挖掘机、YT-28风动凿岩机钻爆法掘进2Ⅳ上下台阶法、三台阶法钻爆法掘进3Ⅴ三台阶法、三台阶法临时横撑法、三台阶七步法多功能台架、YT-28风动凿岩机、风镐配合挖掘机浅埋、偏压、断层破碎带及土质地层采用三台阶临时横撑法开挖、局部弱爆破法；表4-2斜井洞身主要开挖方法及设备选型表序号围岩级别开挖方法主要开挖设备备注1Ⅲ全断面法多功能台架、挖掘机、YT-28风动凿岩机钻爆法掘进2Ⅳ上下台阶法3Ⅴ短台阶法为制定出技术可行,经济合理,安全可靠的爆破方案,首先进行实地踏勘和收集现场资料。主要是要仔细了解爆破对象的数量、尺寸、结构材质、位置及地质情况等以及爆破工点周围的环境，包括地面和地下需要保护的重要建筑物和设施及其与爆破工点的相对位置和距离等。在充分掌握现场实际资料的基础上，根据爆破任务和安全的要求，提出多种方案加以比较，最后制定出合理的、切实可行的控制爆破方案。隧道采用光面爆破技术，掏槽方法采用大直径中空眼直眼掏槽，周边眼采用光面爆破钻眼法。4.2钻爆基本参数选择4.2.1孔深确定开挖爆破孔深应根据各级围岩单循环进尺确定，Ⅱ级围岩为3.2m，Ⅲ级围岩为3m，Ⅳ级围岩为2m，Ⅴ级围岩为60cm，掏槽孔比其它孔深0.2～0.3m。4.2.2周边光爆孔或预裂孔网的确定。（1）药卷直径。预裂爆破周边眼采用φ25mm小直径药卷，光面爆破周边眼5采用φ32mm直径普通药卷。掏槽眼及辅助眼均采用φ32mm直径药卷。（2）不耦合系数B。当炮眼直径为32～45mm，取B=1.5～2.0。（3）炮眼间距a。取炮眼直径的10～20倍，在节理裂隙比较发育的岩石中取较小值，整体性好的岩石取大值。如果最小抵抗线处于节理发育破碎岩体内，则在上下两层各增加一个炮眼；如果周边眼处于节理发育破碎岩体内，则在此处改变周边眼布置，破碎岩体两侧各增加一个炮眼，使炮眼处于单独的围岩中，以增加光爆效果。（4）周边眼间距E：周边眼间距极硬岩取50～60cm，硬岩取40～55cm，软质岩取30～45cm。周边眼抵抗线W：周边眼抵抗线极硬岩取55～75cm，硬岩取50～60cm，软质岩取45～60cm。E/W取0.75～0.85。4.2.3周边眼装药集中度确定：周边眼装药集中度q：极硬岩取0.25～0.40kg/m，硬岩取0.15～0.25kg/m，软质岩取0.04～0.15kg/m。4.2.4掘进孔孔网参数的确定炮眼数目N可根据下式计算：N＝ks／﹙nr﹚式中：k—单位炸药消耗量，㎏/m3；s—开挖面积，m2；r—炸药的线装药密度，㎏/m；n—炮眼装药系数（取0.2～0.4）；4.2.5单耗确定①周边眼可参考光面爆破进行计算。②其它各部炮眼装药量：q＝kawlλ式中：k—单位炸药消耗量，㎏/m3a—炮眼间距；w—炮眼爆破方向的抵抗线；l—孔深λ—炮眼所在部位系数（见表1）。表1炮眼部位系数λ6炮眼部位掏槽炮眼扩槽炮眼内圈炮眼λ值2～31.5～20.8～1.0预0.5～0.8光4.2.6掏槽孔的确定掏槽方式：采用直眼掏槽。装药结构：周边眼采用空气间隔不偶合装药，光爆药卷每隔一定距离绑扎在定位竹片上，导爆索连接。其它眼采用连续装药方式。4.3钻爆设计根据爆破施工实施方案，结合隧道穿越地层工程地质条件及不同地层条件隧道开挖所采用的施工方法，三棱山隧道洞身开挖钻爆设计共分以下几种：4.3.1隧道正洞⑴Ⅴ级围岩三台阶临时横撑法施工预裂爆破设计，见图4-2。⑵Ⅳ级围岩（较弱地段）三台阶法施工预裂爆破设计，见图4-3。⑶Ⅳ级围岩（较弱地段）台阶法施工预裂爆破设计，见图4-4。⑷Ⅳ级围岩（较强地段）台阶法施工光面爆破设计，见图4-5。⑸Ⅲ级围岩台阶法施工光面爆破设计，见图4-6。⑹Ⅱ级围岩全断面法施工光面爆破设计，见图4-7。⑺Ⅲ级围岩台阶法施工控制爆破设计，见图4-8。4.3.2斜井⑻Ⅴ级围岩、Ⅳ级围岩台阶法施工采用预裂爆破，见图4-9、图4-10。⑼Ⅲ级围岩全断面法施工采用光面爆破，见图4-11。7图4-2：Ⅴ级围岩三台阶临时横撑法施工预裂爆破设计整个断面上台阶中台阶下台阶周边眼装药结构示意图4+1(空眼)掏槽孔和辅助孔装药结构示意图8图4-3：Ⅳ级围岩（较弱地段）三台阶法施工预裂爆破设计整个断面上台阶中台阶下台阶周边眼装药结构示意图4+1(空眼)掏槽孔和辅助孔装药结构示意图9图4-4：Ⅳ级围岩（较弱地段）台阶法施工预裂爆破设计整个断面上台阶下台阶周边眼装药结构示意图4+1(空眼)掏槽孔和辅助孔装药结构示意图10图4-5：Ⅳ级围岩（较强地段）台阶法施工光面爆破设计整个断面上台阶下台阶周边眼装药结构示意图5+2(空眼)掏槽孔和辅助孔装药结构示意图11图4-6：Ⅲ级围岩台阶法施工光面爆破设计周边眼装药结构示意图4+1(空眼)掏槽孔和辅