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隧道光面爆破施工方案
一、工程概况
隧道施工开挖总体上规定拱部采用光面爆破，边墙部采用预裂爆破，以最大限度地保护周边岩体的完整性，同时减少超挖量，提高初期支护的承载能力。在Ⅴ级围岩地段规定采用短台阶法施工，台阶长度在控制在5～10m，保证初期支护及时落地封闭，以保证初期支护的承载能力。由于二次衬砌是按规定的承载结构设计，因此在二次衬砌应紧跟开挖面：子初期支护落地后应及时施作二次衬砌仰拱和仰拱回填层，然后施作二次衬砌。在Ⅳ级围岩地段规定采用短台阶法施工，台阶长度控制在10～15m，注意上半断面及基础锁脚锚杆的施工质量。由于二次衬砌是按承受少量荷载进行设计，因此二次衬砌的施作可滞后开挖面20～30m，在初期支护基本稳定后施作，但是二次衬砌仰拱和仰拱回填层应紧跟衬砌支护。在Ⅲ级围岩地段推荐采用台阶法施工，当机械化限度较高，各隧道施工工序能及时完毕时，也可以采用全断面法施工。
二、施工准备
1、施工测量
施工测量按照《公路测量技术规则》的有关规定进行，重要测量仪器为GPS、全站仪、和水准仪。
⑴导线、水准控制测量
施工前会同勘测设计部门与其他相邻标段现场交接导线控制桩和设计水准点，测量组和其他相邻标段施工单位进行施工复测后，对控制桩加以保护，设护桩，如有遗失和损坏，及时恢复和校正。
⑵洞口联系测量
为保证地面控制测量精度很好传递到洞内控制点，拟定采用如下洞口控制测量方案：
①洞口施工至设计标高后，在洞口埋设三个稳固导线控制点。
②为保证方向传递精度，洞口控制点与地表控制点组成大地四边形边角网进行联测。
⑶洞内控制测量
①洞内控制测量根据隧道施工进度及时进行引伸测量工作。
②洞内导线的布设按主附导线的形式进行敷设，并在适本地段进行闭合检查。
③洞内精密导线采用测角精度<2”、测边精度高于2+2ppm的全站仪进行测量。
⑷洞内施工测量
①洞内平常测量工作采用全站仪和水准仪进行测量。
②洞内用激光导向仪指导隧道掘进施工，激光导向仪在直线地段隧道每掘进60～80m进行一次调整。若施工过程中发生变动则应及时进行调整。
③隧道施工过程中应经常运用相邻点检查各平面及高程控制点的准确性。
2、施工便道、场地
施工便道从GK1994+900处起到花子坳隧道进口修建宽7米长634米的施工便道，从GK1998+300处起到水口山隧道进口修建宽7米长1472米的施工便道。花子坳隧道和水口山隧道洞口路基先行施工，为洞口施工提供作业面，同时以洞口为中心进行临时征地，用于驻地营房、拌和站、衬砌台车拼装、机械设备停放、材料堆放及库房等场地布置。
3、施工用电、用水
施工用电从本地高压线接入，架设临时电力线接至洞口；在ZK42+940左150m经2×630kw变压器后供花子坳隧道拌和站和隧洞施工等的电力需求，在ZK45+400左100m经2×630kw变压器后供水口山隧道拌和站和隧洞施工等的电力需求。
施工用水可从沿线洣水河、溪流内获取。从溪流内取水时，需要修建高位拦水坝，形成高山水池。
4、人员安排
根据工程特点和工期规定，本项目实行项目经理部、施工区、专业施工队三级管理，施工队行政和技术从属于各施工区，总体安排和质量监督服从项目部。本工程由项目隧道施工区负责，隧道施工区区长李英任施工队长，负责合理调配机械和人员，保证施工有序进行。
5、实验准备
实验室已经完毕了原材料实验、砼配合比和砂浆配比工作，并经监理中心实验室认证。
三、施工方法
隧道洞口明挖段开挖完毕进行超前管棚施工稳定围岩后，可开始进行暗洞开挖。开挖采用钻爆破法，装载机装碴，自卸汽车运送，施工中按“弱爆破、多循环、早支护、勤量测”的原则进行，随开挖随支护，防止因支护不及时导致坍方 。视围岩情况，具体的开挖支护方案如下所述：
Ⅲ级围岩：
1、采用全断面开挖，钻眼光面爆破，施工中应严格掌握周边眼的方向，减小超欠挖，采用微差爆破，雷管微差段数尽量增大，集中在每段药量越少，震动效应就越小，避免影响围岩较差地段的稳定。
全断面施工工艺如下图所示测量布眼

钻眼

装药

爆破

通风出渣

监测

初喷混凝土、立钢架、铺钢筋网、复喷混凝土

二次模筑

布设纵横透水软管、止水带、防水板或喷模防水层

铺底或找平

2、光面爆破施工工艺
⑴放样布眼
钻眼前，测量人员用红油漆准确绘出开挖面的中线和轮廓线，标示出炮眼的位置，误差不超过5cm。
⑵定位开眼
采用钻孔台车钻眼时，台车与隧道轴线要保持平行。台车就位后按炮眼布置图对的钻孔。对掏槽眼和周边眼的钻眼精度规定比其它眼的精度要高，开眼误差控制在3cm之内。
⑶钻眼
钻工要熟悉炮眼布置图，能纯熟操作凿岩机械，特别是钻周边眼时，台车下面有人专门指挥，以保证周边眼的外插角，外插角一般不超过2°～3°，尽也许使两茬炮交界处台阶小于15cm。同时应根据眼口位置和掌子面岩石的凹凸限度调整炮眼深度，以保证炮眼底在同一断面上。掏槽眼比辅助眼眼底深10cm。
⑷钻爆设计
①设计原则
采用光面爆破。根据地质条件，开挖断面、开挖进尺，爆破器材等条件编制爆破设计。
根据围岩特点合理选择周边眼间距及最小抵抗线，辅助眼交错均匀布置，周边眼与辅助眼眼底应在同一垂直面上，掏槽眼加深20CM。
严格控制周边眼的装药量，采用小直径连续装药，使药量沿炮眼全长均匀分布。
采用非电毫秒微差雷管起爆，周边眼采用导爆索起爆，以减小起爆时差。
②钻爆参数的选择
通过爆破实验拟定爆破参数，实验时相关参数参照“光面爆破参数表”。
③掏槽方式
采用斜眼锲型掏槽，减少钻眼数量，缩短钻眼时间，提高开挖速度。
光面爆破参数表
岩石种类
周边眼间距E(CM)
周边眼最小抵抗线 W(CM)
相对距E/W
周边眼装药参数Q(KG/M)
硬岩
55～70
60～80
0.7～1.0
0.30～0.35
中硬岩
45～65
50～70
0.7～1.0
0.2～0.30
软岩
35～50
45～60
0.5～0.8
0.07～0.12
④装药结构及堵塞方式
装药结构：周边眼用小直径药卷连续装药，岩石很软时采用导爆索。
堵塞方式：所有装药炮眼用炮泥堵塞，周边眼堵塞长度不小于40CM。
⑤爆破效果监测及爆破设计优化
爆破效果检查：超欠挖检查；开挖轮廓圆顺，开挖面平整检查；爆破进尺是否达成爆破设计规定；爆出石碴块是否适合装碴规定；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；两次爆破衔接台阶不大于10CM。
爆破设计优化：每次爆破后检查爆破效果，分析因素及时修正爆破参数，提高爆破效果，改善技术经济指标；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；根据爆破后石碴的块度修正参数。石碴块度小，说明辅助眼布置偏密；块度大说明炮眼偏疏；根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度，爆破眼眼底基本上落在同一断面上。
⑸清孔
装药前，必须用钢筋弯制的炮钩和小于炮眼直径的高压风管输入高压风将炮眼石屑刮出和吹净。
⑹装药
装药需分片组按照炮眼设计布置图自上而下进行，雷管要对号入座。所有炮眼均以泡泥赌塞，堵塞长度不小于20cm。全断面采用直眼四中空型式掏槽，空眼4个，眼径为75mm，其它眼径为45mm；台阶法眼径为45mm；周边眼采用间隔不耦合装药，其它眼采用连续装药结构，炮孔堵塞用硬泥混合砂子，起爆方式为孔内微差起爆；采用非电毫秒雷管起爆，图中数字为雷管段数，炮眼布置如下所图：

⑺连接起爆网络
起爆网络为复式网络，以保证起爆的可靠性和准确性。连接时要注意：导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管连接次数应相同；引爆雷管应用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端10cm以上处。网络连接好后，要有专人负责检查。待检查完毕，确认无误，安全警戒布置到位后，起爆引爆雷管。
⑻瞎炮的解决
发现瞎炮，应一方面查明因素。假如是孔外的导爆管损坏引起的瞎炮，则切去损坏部分重新连接导爆管即可，接头应尽量靠近炮眼。如因孔内导爆管损坏或其自身存在问题导致瞎炮，应保护好现场，邀请爆破专家现场拟定解决方案，不得私自解决。
3、出渣运送
采用挖掘机和侧卸式装载机，自卸车配合，无轨运送一次性将洞内炮渣运至土石方运用施工点或指定的弃渣场，车辆在洞内分道行驶，弃碴场卸碴码头端头须设立车挡，以保证安全。弃渣场在弃渣前按照设计规定做好防护和排水。
4、质量检查
⑴超欠挖
爆破后的围岩面应圆顺平整无欠挖，拱部超挖量（平均线性超挖）应控制在10cm～15cm内，边墙（单侧）超挖量控制在10cm内，仰拱超挖量控制在10cm内。当出现超挖时，严格按照设计、规范规定的材料回填密实，并做好回填注浆。
⑵半眼保存率
围岩为整体性较好的坚硬岩石时，半眼痕保存率大于80%，中硬岩石大于70%，软岩大于50%。
⑶对围岩的破坏限度
爆破后围岩上无粉碎岩石和明显裂缝，炮眼运用率大于90%。
5、隧道开挖采用光面爆破技术措施
为控制超欠挖，减少洞壁粗糙率，减少隧道通风阻力及减少岩爆发生机率，隧道开挖采用光面爆破技术，开挖困难地段采用弱爆破开挖，严格控制周边眼的装药量。
6、保证光面爆破炮眼残留率的技术措施
根据地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆破器材等进行光爆设计，审定批准后，严格按设计施工，并根据爆破效果，及时修整有关参数。钻眼深度、角度按设计施工，钻孔偏斜度不大于1°，开挖的周边孔在断面轮廓上开孔并向外发散，外张量不大于20cm。
周边眼采用光面爆破技术。
提高装药质量,杜绝随意性,防止雷管混装。
提高画线、钻眼精度，特别是周边眼的精度，是直接影响超欠挖的重要因素，要认真测画中线高程，准确画出开挖轮廓线。
保持合理的断面开挖顺序和各部的纵向间距，开挖轮廓要圆顺，以减少出现应力集中现象。
及时施作符合质量规定的初期支护，并使之尽早闭合，以控制围岩变形和缩短围岩暴露时间；加强对围岩的量测监控。
Ⅳ级、Ⅴ级围岩开挖采用短台阶法施工，台阶长度3～5m，上部台阶用风钻、下台阶采用多功能作业台架人工钻孔，光面爆破，上台阶运用挖掘机扒碴至下台阶，装载机装碴，Ⅳ级围岩循环进尺1.0～1.5m，Ⅴ级围岩循环进尺0.5～0.6m。
Ⅵ级围岩采用超前大管棚预支护、台阶法预留核心土人工风镐配合挖掘机开挖，每循环进尺0.5M。风镐开挖困难时，采用风钻钻孔，弱爆破法开挖。
7、开挖施工技术措施
⑴控制超欠挖措施
控制好超欠挖可以保证开挖成型、保证初期支护质量、有助于提高围岩自身的承载力、利于砼的喷射以及采用以下措施严格控制超欠挖：
① 对的标示开挖轮廓线
在爆破前画开挖轮廓线时考虑施工误差，并考虑预留围岩变形和画线误差等因素，采用全站仪准确的放出开挖轮廓线。
② 保证钻孔质量
炮孔间距符合钻爆设计。周边眼间距的误差不大于5CM，辅助眼间距的误差不大于10CM，严格控制周边眼的外插角。
周边眼眼孔方向与隧道方向平行，规定眼底在同一平面上。
钻孔结束后要清孔，炮眼用炮泥堵塞，保证爆破效果。
定人定位，明确分工，明确责任，不得混岗乱位。
③ 光爆
严格控制周边眼的间距和钻孔方向，严格控制周边眼的装药量和堵塞质量，实现光面爆破的最佳效果，使开挖轮廓圆顺，线性超挖及炮眼痕迹保存率合乎光爆技术规定。Ⅴ、Ⅵ级围岩尽量用风镐开挖，确需爆破地段采用弱爆破。
④ 优化爆破设计
根据隧道地质情况采用不同参数的光面控制爆破技术。
对的选用周边眼装药结构。为保证爆破质量，周边眼采用小药卷炸药，并加强炮泥的堵塞质量。
按设计装药，并顺序起爆。
不断总结、修正爆破参数使之达成最佳效果
⑤ 采用先进的仪器进行开挖断面检查
采用激光断面仪进行爆破质量检查，根据实测断面图，认真分析超欠挖的因素，及时采用对策。
⑥ 建立严格的奖罚制度利于防水板的铺设等诸多优点，因此制定超欠挖奖罚制度，根据炮眼残留痕迹、超欠挖数量、炸药用量等进行奖罚。
⑵喷锚、量测技术措施
及时支护，及时量测，及时反馈，及时修正。
开挖后及时初喷、及时安装锚杆、及时复喷砼。
当围岩等级与设计不符时，及时提出设计变更，采用措施。
五．安全保证措施
1、坚持以地质为先导的原则，时刻掌握掌子面的地质情况，异常地质要用特殊的超前支护和初期支护措施。
2、坚持先护顶后开挖的原则组织施工。
3、严格控制每循环进尺，开挖形成后及时进行初期支护，保证工序衔接，尽早施作仰拱封闭成环，以改善受力条件，对特殊地段缩小钢格栅间距，加密超前锚杆，以加强初期支护。
4、加强对开挖面的量测：开挖初期支护后，量测拱顶下沉及拱脚、墙腰的收敛，隧道隆起量测，格栅钢架的内力量测，对数据进行系统的分析，发现异常情况应停止开挖工作，及时采用辅助施工措施加固围岩。
5、机械安全措施
a、各种机械操作人员和车辆驾驶员，必须取得操作合格证。不准操作与证不相符的机械，不准将机械设备交给无操作证的人员操作，对机械操作人员要建立档案，专人管理。
b、必须按照本机说明书规定，严格执行工作前的检查制度和工作中注意观测及工作后的检查保养制度。
c、驾驶室或操作室应保持整洁、严禁存放易燃、易爆物品，严禁酒后操作机械，严禁机械带病运转或超负荷运转。
d、机械设备在施工现场停放时，应选择安全的停放地点，夜间应有专人看管。
e、严禁对运转中的机械设备进行维修、保养、调整等作业。
f、定期组织机电设备、车辆安全检查，对检查中查出的安全问题，按照“三不放过”的原则进行调查解决。制定防范措施，防止机械事故的发生。
6、火工品管理和爆破安全管理
爆破工程施工及其材料炸药、雷管、导火索等的运送、贮存发放等必须符合现行的《爆破安全规程》的规定。
a、成立专门的爆破专业施工队，专职负责爆破施工。
b、选用导爆管非电起爆系统，该系统能根据需要选择分段起爆数和微差间隔时间，使爆破震动减少到最低限度。
c、采用微震爆破技术，多循环、短进尺、弱装药、孔内分段微差延时起爆、减少最大分段药量。
d、加强爆破震动监测，根据监测信息及时反馈，调整钻爆参数。
e、加强对爆破器材的管理和规范施工检查。
f、用木质炮棍装药，特别注意装药量、起爆顺序、雷管段数“对号入座”。装药完毕联接网络，经专人检查合格，人员设备撤至安全区后，专人指挥起爆，并设专人进行数炮。
g、起爆后立即开动风机加强通风。爆破工作面的有毒气体含量每周测定一次。
h、通风15分钟后，爆破人员进入工作面检查有无瞎炮和险情，一经发现及时解决。发现盲炮或怀疑有盲炮，立即报告及时解决，盲炮解决时，无关人员不准在场，只允许具有经验的爆破员解决，解决盲炮必须由解决者填写登记卡。
i、危石解决：由撬顶工在碴堆上用长撬棍清找顶部及两帮危石，防止落石伤人。
6、应急救援预案
隧道施工一旦发生塌方等事故，应及时采用措施进行解决：
⑴项目部成立应急抢险救援指挥领导小组：项目经理彭良涛为组长，项目副经理陈立方、项目总工詹斌为副组长。 
⑵隧道发生坍塌、涌水、爆炸等险情后，现场负责人刘友勇应立即电话告知应急领导小组组长。
⑶组长接到险情后，分析紧急状态拟定相应报警级别，启动应急预案程序、应急抢险救援指挥系统立即投入运作，在现场设立指挥场合，相关人员到位，组织实行抢险工作。必要时采用措施防止坍塌、涌水、爆炸等事态扩大，将人员和机械迅速撤出危险区。
紧急救援预案工作流程图
编制应急预案
成立抢险领导小组
组建抢险队
配备应急物资、设备
应急知识教育培训
定期评审
实行应急预案
进行评审、修订
危险源辨认及评价

⑷抢险队协助组长组织应急所需资源满足现场应急需求，与公司外应急救援人员、部门、组织和机构进行联络。组织本单位的相关管理人员对危险源进行风险评估，定期检查平常工作和应急救援准备状态。
⑸由项目总工程师负责，相关部门人员参与；评估施工现场以及生产过程的危险源的风险， 指导安所有门对安全措施贯彻和监控、减少和避免危险源的事故发生、完善危险源的风险评估资料信息、为应急救援的评估提供科学、合理、准确的依据；为应急救援提供及时的应急救援支援措施。
⑹现场抢救根据伤员情况，制定抢救方案，联系就近医疗单位设备、医务人员会同项目抢救人员，进行现场抢救处置工作。
⑺由项目总工程师负责相关人员参与，工程部协助提供技术支持，制订其可操作性的施工应急救援方案，为事故现场提供有效的技术储备、图纸。应急预案启动后，根据事故现场的特点，及时向应急总指挥提供科学的工程技术方案和技术支持文献。
⑻根据伤员情况，制定伤员营救方案、进行事故现场伤员的营救、转运等工作，联系就近医疗单位进行妥善的营救治疗工作。
⑼保护事故现场、对现场的有关实物资料进行取样封存、调查了解事故发生的重要因素及相关人员的责任、对相关人员进行处罚、教育、总结。
六．工期进度保证措施
1、合理选择施工设备、机具，加强设备、机具良好保证措施。
2、优化施工方案，加强工序衔接。
3、加强人员组织，提高工作积极性和责任心。
4、实行项目经理负责制，建立强有力的施工组织机构和施工保障体系，投入能保障施工进度按期实现的精良的专业化施工队伍，实行专业化、机械化施工。
5、项目部完全保障整个工程施工所需技术力量、施工机械设备、车辆和周转资金，保证工期按施工进度计划顺利进行，队伍进场进场后，立即搞好施工便道，修建临设，储备物资，力争提前完毕任务。
6、精心组织，科学安排，重点抓好关键工程上的各工序施工衔接，在施工过程中，根据施工进展和各种因素的变化情况，不断调整优化施工方案，既保证技术、质量需求，又保证工序的衔接。
7、抓好难点工程，加大施工投入。保证工期规定如期实现。
8、保证各种施工用材料按施工进度的需要如期供应，并保证工地有足够的储备物资。
七、环境保护与水土保持措施
1、保护土地资源，工程竣工后采用措施恢复临时用地和施工便道。
2、施工结束后，沿线施工营地、施工便道、拌和站、预制场等临时占地以及弃渣场应复垦或恢复林、草植被。
3、施工过程中产生的废水和生活污水不得直接排入饮用水源、养殖水体、农田灌溉水体。粪便、污水必须经化粪池收集解决，清液还田，底泥定期抽运。食堂污水应先通过隔油池隔油除渣，然后排入化粪池解决。清洗器具的含油废水应通过沉淀池回收解决。
4、合理规划施工场地内各种机械设备，尽量采用低噪声设备。加强对机械设备的平常维修和保养，每日检查，每周保养。保证良好的运营状态，维持最低噪声的运营状态。
5、按照“安全、环保、文明、合用”的原则进行施工营地和场地建设，随时保持施工营地和场地整洁、卫生、有序。
6、妥善解决各种固体废弃物，防止污染。废弃的零碎料件、边角料尽量充足运用，水泥袋、包装箱等纸制品所有回收。