市区隧道爆破设计方案2013年

1市政***隧道工程爆破方案编制人：审核人：编制单位：时间：二〇一三年2市政***隧道工程爆破方案1工程概况1.1工程概述拟建的隧道位于***境内,施工里程为：ZK**~ZK***,隧道按照城市快速路双向六车道标准设计，设计速度为60km/h，由于受地形地质条件，两端道路接线及城市规划用地等因素的控制，隧道按双连拱隧道形式布置，单洞建筑限界净高5m，左右隧道长度均为412m，属短隧道，最大埋深约为70m，为满足隧道防灾救援及逃生的要求，在隧道中部位置设置人行横通道1处。隧道内针对中风化砂岩采用弱爆破形式开挖，爆破开挖方量约为11万m3。1.2工程地质（1）地形地貌拟建隧道及其周边地区属低山丘陵边缘，山体标高87.5m，山坡底部标高为8.9~17.0m，地形随山坡起伏，相对高差约为78m，隧道北进洞口区段为废弃采石坑，坡度较大，约为35~45˚，北侧因山体挖掘，基本顺岩石层垮塌，南坡均被植被覆盖，密布公墓。隧道穿越地段地表覆盖层为第四系残坡积碎石，厚0.5~3.50m，山体上墓穴、树木密布。（2）地层岩性隧址区表层为第四系人工填土，残坡积层，人工填土主要是采石场区废弃碎石土，第四系残坡积层由碎石和角砾组成，灰黄色，呈松3散状，分布广泛，与下伏基岩界清晰。下伏基岩为古生界泥盆系上统五通组，岩性为黄褐色~紫褐色粉砂岩、泥质粉砂岩及浅灰白色石英砂岩。隧道岩性以砂岩为主，局部夹有泥岩薄层，砂岩相对强度较高，属较软岩，泥岩强度低，属软岩，本隧道隧址区中风化砂岩围岩等级为Ⅳ级，强风化砂岩及破碎中风化砂岩围岩等级多为Ⅴ级。1.3周边建筑物隧道进口段距离下方工厂约100m，最近距离建筑物4m，民居8m，从现场来看，本工程破环境较为复杂。2编制依据（1）《爆破安全规程》GB6722-2003；（2）依据国家有关施工技术规程、规范；（3）***市本地关于爆破工程的相关要求；（4）根据我公司踏勘工地现场调查咨询资料的整理、分析及从事类似工程的施工经验；3爆破设计方案3.1隧道口明挖石方爆破设计3.1.1施工方案的确定根据该工程现场实际情况，并结合以往类似工程施工经验，拟采用浅孔台阶控制爆破法施工为主，施工时应自上而下分台阶进行，隧道仰坡处应预留80cm的保护层，用光面爆破进行施工，以确保边坡平整、稳定，依据爆破安全规程规定。本工程需要控制的主要有飞石、4震动、噪声等，控制爆破震动对厂区及建筑物的影响，个别飞石对厂区、过往人员、车辆的危害为该段施工的重点，控制危害方法主要有选择合理的单耗、合理的爆破网络、最小抵抗线方向不能朝向厂区及其他建筑物。在进行爆破施工时施工单位要与其他施工单位协调，对施工便道进行爆破过程中临时封道，和其他施工单位人员和机械的避让。根据萨道夫斯基控制爆破震动速度公式：反向推导一次起爆最大装药量公式：Qmax＝R3(VKP/KK′)3/a（式2）式中：V—允许最大震动速度，cm/s，本工程最近建筑物为厂区（一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物a），根据表2分别取值计算。K、—与地质地形有关的系数，本次爆破K取200、取1.8K′—分散装药衰减系数，K′取1R—最大一段齐爆药量的几何分布中心到邻近被保护物的距离，m从现场来看，附近建筑厂区距爆区为100m，计算结果：表1：不同距离时的安全允许装药量表Q(Kg)建筑物至爆源中心距离R(m)允许振动速度V(cm/s)2.32.0100585.91464.16)/(31RQKKV（式1）51201012.45802.071401607.731273.65计算结果表明，采用浅孔台阶控制爆破是可以符合安全规程要求的，但浅孔爆破要严格按上表控制一次齐爆爆破药量，合理设计台阶高度及孔网参数。表2：爆区不同岩性的K、α值岩性Kα坚硬岩石50~1501.3~1.5中硬岩石150~2501.5~1.8软岩石250~3501.8~2.0表3：爆破振动安全允许标准序号保护对象类别安全允许振速(cm/s)＜10Hz10Hz～50Hz50Hz～100Hz1土窑洞、土坯房、毛石房屋a0.5～1.00.7～1.21.1～1.52一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物a2.0～2.52.3～2.82.7～3.03钢筋混凝土结构房屋a3.0～4.03.5～4.54.2～5.04一般古建筑与古迹b0.1～0.30.2～0.40.3～0.55水工隧道c7～156交通隧道c10～207矿山巷道c15～308水电站及发电厂中心控制室设备0.59新浇大体积混凝土d：龄期：初凝～3d龄期：3d～7d龄期：7d～28d2.0～3.03.0～7.07.0～12注1：表列频率为主振频率，系指最大振幅所对应波的频率。注2：频率范围可根据类似工程或现场实测波形选取。选取频率时亦可参考下列数6据：硐室爆破＜20Hz；深孔爆破10Hz～60Hz；浅孔爆破40Hz～100Hz。a选取建筑物安全允许振速时，应综合考虑建筑物的重要性、建筑质量、新旧程度、自振频率、地基条件等因素。b省级以上(含省级)重点保持古建筑与古迹的安全允许振速，应经专家论证选取，并报相应文物管理部门批准。c选取隧道、巷道安全允许振速时，应综合考虑构筑物的重要性、围岩状况、断面大小、深埋大小、爆源方向、地震振动频率等因素。d非挡水新浇大体积混凝土的安全允许振速，可按本表给出的上限值选取。为了确保施工安全，最大限度地发挥自有技术优势、选定合理的爆破方式、起爆方法、施工组织措施，特制定方案如下：1）爆破施工通过优化爆破技术参数，合理选择起爆网络、起爆方向、积极主动地采用综合性安全防护措施、科学地进行施工组织设计，杜绝飞石和滑落石块进入施工红线外。2）根据现场条件确定起爆时间，采用孔外延期降低单响药量，减小爆破震动及噪音危害，以免附近工地及道路驾驶人员产生恐惧心理而导致交通事故。3）爆后要达到成型边坡内侧岩石松散度、粒径满足挖运、刷坡施工需求。4）爆破有害效应要控制安全允许的范围之内，确保既有便道及其他设施的安全。5）由专人负责指挥挖装施工组织，严格遵守爆后先开挖边坡内侧后开挖临近既有一侧的施工程序使靠近既有一侧的岩石有足够倒塌空间避免挖装时滚石塌落。6）临近附近工地的爆破、挖装、刷坡等工作确定在白天视线较好的条件下进行，早上6∶00至下午18∶00。并在距爆区500m范围内设置醒目的警示标牌提醒驾驶人员注意前方施工和利用报纸、新闻7媒体进行施工公告。7）组织人员成立应急清障排险小组，随现场施工进展情况配备的防护警示背心和铁铲、撬棍、铲车、挖掘机等工具及设备随时准备听从指挥进行应急排险工作。3.1.2浅孔台阶控制爆破参数设计1）钻空直径D:D=42mm2）底盘抵抗线W1：W1=（25~30）D或W1=（0.4~1.0）H3）台阶高度H：根据现场情况选取。4）孔间距a:a=m1w1=(1.0~1.5)w15）排间距b:b=(0.8~1)a6）超深Δh:Δh=(0.15~0.35)W17）单耗q:根据地质条件取q=0.3kg/m38）单孔装药量Q:Q前=qaw1HQ后=qabH9）装药长度L1:L1=Q/qxqx:炮孔装药线密度qx=1kg/m10）填塞长度L2:L2=L-L1应满足L2≥1.2W111）根据现场爆破效果再对孔距、排距、单耗在做适当的调整按不同台阶高度计算得到浅孔台阶爆破参数见表1。表1浅孔台阶爆破参数表（D=40mmq=0.30kg/m3）台阶高度H(m)抵抗线w1(m)超深Δh(m)孔距a(m)排距b(m)装药长度L1(m)单孔装药Q(kg)1.00.70.20.80.70.170.171.51.00.21.11.00.450.452.01.00.21.21.00.720.722.51.20.21.41.21.261.26812）布孔方式：梅花形布孔；炮孔布置示意图爆破自由面13）装药结构：线性连续装药；装药结构示意图3.01.20.21.41.21.511.514.01.20.21.41.22.022.025.01.20.21.41.22.522.529炸药堵塞段顶部起爆药包低部起爆药包14）起爆方式：非电毫秒微差起爆，每个炮孔内装2个起爆药包。非电毫秒雷管孔和或孔外延时，导爆管四通和毫秒雷管复式连接。浅孔台阶爆破起爆网路图爆破自由面至起爆点第三排第二排第一排说明：孔内采用9段非电毫秒雷管，孔外排间采用5段非电毫秒雷管联接，簇间采用3段非电毫秒雷管联接，一簇可为一个或多个孔，应根据单响药量确定。15）起爆网络：为确保起爆网络的安全传爆、改善爆破质量、减少爆破危害、方便施工操作，结合我公司成熟的施工技术和经验，本10工程的爆破起爆网络拟采用复式微差起爆网络，起爆网络采用塑料导爆管和四通连接，起爆器起爆。为控制爆破有害效应，最大单响药量为25kg，一次爆破最大装药量为150kg。为了确保起爆网络设计与现场施工的有效衔接，方便爆破施工，避免雷管的分发错误，施工现场采取标识措施。对每个孔都用竹片进行标识，表明孔号、孔深、雷管段位。3.1.3边坡光面爆破设计针对边坡的岩石情况初次选用如下爆破参数，在施工中可按照选定的参数总结每次爆破效果，测量半孔率和轮廓不平整度，不断调整光爆参数：孔深L=3.2m光爆孔间距a=(15～10)d=(15～10)*43mm=645～430mm取a=600mm单孔装药量Q1=η•L•r式中：η——炮孔装药系数，取η=0.7L——孔深，L=3.2mr——每米长度炸药量，r=0.4kg/m经计算Q1=0.89kg，取0.9kg光面爆破炮孔布置及装药图见下图113.1.4爆破飞石、爆破震动的计算与防护3.1.4.1爆破飞石根据爆破飞石距离R计算公式：RFmaxK¢·D式中：RFmax—飞石的飞散距离，m；K¢—安全系数，取15～16；D—药孔直径，4.2cmRFm=67.2m；3.1.4.2爆破空气冲击波爆破空气冲击波的影响范围是极小的，空气冲击波的影响可以忽略不计。3.1.4.3爆破地震根据萨道夫斯基控制爆破震动速度公式：起爆药包堵塞物光爆小药卷导爆索光爆孔设计边坡线)/(31RQKKV12计算爆破震动速度。式中：V—最大震动速度，cm/s；K、—与地质地形有关的系数，本次爆破K取200、取1.8；K′—分散装药衰减系数，K′取1；Q—一次齐爆的最大药量，kg,取25kgR—最大一段齐爆药量的几何分布中心到邻近被保护物的距离，m。从现场来看，附近建筑距爆区100m，代入计算得：V建筑物=200*（251/3/100）1.8=0.346cm/s2.3cm/s,小于爆破安全规程的规定值，可见爆破所引起的震动影响是在国家规定范围内的。3.1.4.4爆破飞石防护措施从现场看，飞石距离大于施工场地建筑物安全距离，需对个别飞石进行防护，防护措施如下：1严格按设计进行施工；2孔口进行覆盖防护（覆盖沙包、柴禾或稻草、毛竹片、钢丝网等）见下图防护示意图；3保证堵塞长度和堵塞质量；4合理调整自由面，控制飞石方向。5必要时对我方变压器、施工用临时房等采取防护措施，具体为在变压器、临时房朝向爆破区方向搭设钢管排架，排架上挂两层竹排。13防护示意图自由面炮孔砂包柴禾层毛竹片钢丝网层3.2隧道爆破设计3.2.1隧道总体施工方案本工程香山隧道属于短距离连拱隧道，拟从进口方向进洞，独头掘进，隧道先上下台阶法施工中导洞，再上下导台阶法施工主洞右侧、左侧侧壁导洞，在施工完毕中隔墙后再上下导台阶法施工右侧、左侧主洞，施工IV类围岩采用上下台阶法、V类围岩采用上下台阶、预留核心土法施工，在隧道开挖作业时，必须采取有效的控制爆破，以确保施工安全。采用YT24型气腿式凿岩机钻孔，采用楔形掏槽的爆破作业方式掘进，并控制循环进尺过长，避免产生的爆破有害效应超过安全规程规定，本工程设计IV类围岩循环进尺2m以内，V类围岩循环进尺1.5m以内。如遇地层较差时，爆破技术人员应及时根据现场情况修改爆破进尺及爆破参数。3.2.2隧道施工方法与措施隧道开挖采用钻爆法（其工艺流程见附图钻爆法施工工艺流程14框图），以新奥法理论指导施工（见隧道新奥法施工工艺流程框图），光面爆破，爆破器材