双塘隧道爆破施工方案.doc

双 塘 隧 道 工 程

爆
破
施
工
设
计
方
案

方案设计：
方案审核：
设计单位：

中铁二十四局集团有限公司
金温扩能改造工程指挥部三分部

日 期：2010年9月30日

目 录

一、 工程概况
二、 爆破施工方案分析
三、 爆破方案的设计原则
四、 适合本工程的主要爆破方法
五、爆破施工方案的技术参数
六、安全距离的确定
七、炮眼的布置图
八、施工作业
九、作业循环
十、施工安全和施工管理
十一、施工安全技术措施
十二、塌方预防及处理
十三、安全施工组织方案

一、 工程概况
双塘隧道进口里程DK67+153，出口里程DK67+654，全长501m；隧线分界里程分别为DK67+153、DK67+654；本隧道均位于直线上，隧道内设单面下坡，坡率为4.1‰。
双塘隧道是本分部内地形最复杂的隧道，对于本工程工期制约性明显，考虑隧址地形及隧道长度，施工从出口单头掘进，在出口设炸药库。
隧道围岩分类里程见表
隧道围岩分类里程表 表3-1
围岩类别
里程
长度（m）
Ⅳ级围岩
DK67+300～DK67+360
DK67+525～DK67+570
105
Ⅴ级围岩
DK67+153～DK67+300
DK67+360～DK67+525
DK67+570～DK67+654
396
周围环境：
隧址区位于丽水市缙云县新建镇，隧道进口有三红水库，出口右侧为连环水库，交通不便。
地质情况：
隧址区为丘陵区（Ⅱb），地形起伏较大，自然坡度约25°~40°，海拔高度为160~250m。植被发育，多为灌木。
隧址区主要地层为侏罗系J3x凝灰岩，进出口表层覆盖第四系坡残积层。现从新至老分述如下：
1、第四系（Q）
（1）1坡残积层（Qel+dl）：粉质粘土，褐黄色，硬塑~半干塑，夹碎石、砾石，厚度为0~1m，分布于隧址进出口处及中部浅埋。
2、侏罗系（j）
隧址区主要出露的基岩为侏罗系上统磨石山群西山头J3x英安质玻屑熔结凝灰岩：
（2）1 （J3x）英安质玻屑熔结凝灰岩 ，全风化，褐黄色，岩芯呈土状，局部夹碎块状，厚度约为2~4.4m。
（2）2 （J3x）英安质玻屑熔结凝灰岩 ，强风化，褐黄色，褐灰色，斑状结构，块状构造，岩石破碎，裂隙发育。厚度约为2.2~13.6m。
（2）3 （J3x）英安质玻屑熔结凝灰岩 ，弱风化，褐灰色，斑状结构，块状构造，岩石较破碎，裂隙较发育。据岩样试验报告：抗压强度Rc>30MPa，属硬质岩。
水文地质：
隧道区地下水类型有孔隙潜水，基岩裂隙水等，不发育，均受大气降水补给。地下水具有二氧化碳侵蚀性，化学环境作用等级为H1。
二、爆破施工方案的分析：
隧道爆破开挖作业，一个循环包括的作业内容有：钻孔、装药、爆破、通风、危石处理、支护（如果有必要）、铲装、运输以及下一轮爆破的放线。
三、爆破方案的设计原则
①须保证作业区周边及作业人员的安全；
②须确保施工进度的要求；
③须有利于爆破效果、爆破质量；
④须有利于降低爆破危害。（必须保证周边围岩的质量）
四、适合本工程的主要爆破方法
孔内延时一次性起爆的爆破方法。
五、 爆破施工方案的技术参数：
1、爆破技术参数：
周边眼光爆参数表
围岩类别
装药不耦合系数D
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
药集中度（Kg/m）
Ⅱ、Ⅲ级
1.68
40
60
0.67
0.075
Ⅴ、Ⅳ级
1.68
40
60
0.67
0.05

硬岩、中硬岩炮眼部位系数表
炮眼部位
掏槽
炮眼
扩槽
炮眼
掘进槽下
掘进槽侧
掘进槽上
内圈炮眼
底板炮眼
λ
10～20
1.2
1
0.95
0.9
0.85
0.6
单眼装药量计算公式q=k·a·w·L·λ (1)
总装药量计算公式Q=k·L·S (2)
式中 k—单位炸药消耗量 ，0.72～1.27Kg/m3；
a—炮眼间距 w—炮眼爆破方向的抵抗线，m；
L—炮眼深度 S—开挖断面积，m2；
λ—炮眼部位系数。
典型开挖方法每排炮装药设计汇总
开挖方法
段别
孔数
k
单孔药量
单段装药量
总药量
全断面法
（Ⅱ级围岩开挖面积120m2）

1段
12
1.56
2.1
25.2
255.6
3段
8
1.33
1.8
14.4
5段
12
1.56
2.1
25.2
7段
8
1.33
1.8
14.4
9段
14
0.50
2.25
31.5
11段
50
0.58
1.53
76.5
13段
69
线装药100g/m
0.443
30.6
15段
18
1.56
2.1
37.8
开挖方法
段别
孔数
k
单孔药量
单段装药量
总药量
台阶法(上）
（Ⅲ级围岩开挖面积73.9m2）

1段
12
2.2
1.5
18.0
134.1
3段
12
1.6
1.5
18.0
5段
16
0.71
1.05
16.8
7段
14
0.86
1.5
21.0
9段
28
0.95
1.72
48.0
11段
57
线装药100g/m
0.22
12.3
台阶法（下）
（Ⅲ级围岩开挖面积36.90m2）
1
6
0.5
1.5
9.0
65.4
3
10
0.5
1.5
15.0
5
14
0.47
1.37
19.2
7
14
线装药100g/m
0.24
3.3
9
18
1.19
1.05
18.9
开挖方法
段别
孔数
k
单孔药量
单段装药量
总药量
台阶法(上）
（Ⅳ、Ⅴ级围岩开挖面积43m2）

1段
7
2.2
1.75
12.25
79.8
3段
8
1.6
1.75
14.0
5段
9
0.71
1.42
12.78
7段
18
0.95
1.85
33.3
9段
39
线装药100g/m
0.19
7.5
台阶法（中）
（Ⅳ、Ⅴ级围岩开挖面积43m2）
1
6
0.5
1.75
10.5
78.45
3
10
0.5
1.8
18.0
5
16
0.47
1.425
22.8
7
14
线装药100g/m
0.29
4.05
9
18
1.19
1.28
23.1
台阶法（下）
（Ⅳ、Ⅴ级围岩开挖面积43m2）
1
6
0.5
1.75
10.5
78.45
3
10
0.5
1.8
18.0
5
14
0.47
1.63
22.8
7
14
线装药100g/m
0.29
4.05
9
18
1.19
1.28
23.1
根据上表，本段爆破约需炸药118.587t。
2、 装药结构：
装药结构如下图所示,孔口均以炮泥堵塞密实,堵塞长度为50cm。

装 药 结 构 图
结构形式
示 意 图
说 明
间隔不耦
合装药
导爆索

φ32mm小药卷
炮泥
毫秒微差导爆管雷管

3、起爆网路：
起爆药卷安置在孔底，孔外接微差非电雷管，采用簇联法联接起爆。
六、爆破安全计算：爆破的主要危害——爆破振动、空气冲击波、飞石。
（1）、空气冲击波：在爆破施工中，根据炮孔深度保证合适的堵塞长度，并且爆破采用柱状药包且药量少，空气冲击波不致产生危害。
（2）、爆破飞石：在爆破施工中，爆破最小抵抗线朝隧道中心线，所以爆破飞石不会飞向隧道洞口方向。
（3）。爆破振动：根据深孔爆破常用振动计算公式：

V—允许质点振动速度，根据规范GB6722－2003第6.2.2条规定交通隧道安全允许振速为V=10～20cm/s，本次设计安全允许振速取10cm/s。
R—爆区至保护点的距离，本隧道出口200米外有房屋。
Q—最大单响药量，Kg

安全检算
V=150（Q1/3/R）1.5
=150(76.51/3/200)1.5
=0.46cm/s＜10cm/s
所以爆破振动不会产生危害。
七、安全距离的确定
爆破飞石按爆破安全规程规定为200米，因此，爆破作业时爆破区域200米范围内警戒区。
八、炮眼的布置

九、施工作业
1、施工步骤
钻爆法施工工艺流程图

机具就位
施工准备
开挖轮廓线布炮眼

钻 炮 眼

装 药 爆 破

通 风 洒 水

清 危 排 险

出 碴

监控量测、安全检查

锚 杆 、 挂 网

否

安全判定
喷 砼

是

进入下道工序

2、钻孔
凿岩采用24型风动凿岩机，配合22ｍｍ六角空钢管理42ｍｍ十字，一字型合金钢钻头。根据设计，标出钻孔位置，然后进行钻孔作业。凿岩时实际定人定机、定位岗位责任制，确保打眼质量。
3、装药联线爆破
装红联线爆破由专职爆破员、监炮员联合作业，装药作业根据装药参数表进行施工，装药后炮孔剩余长度部分就用炮泥堵塞密实。哑炮出现时，应严格按照爆破安全规程的规定排除。
4、出碴
爆破后应至少等30分钟，待隧道内炮烟消散后才可进内。
十、作业循环

隧 洞 开 挖 作 业 循 环 图 表

序号
项 目
作业
时间
(min)
循 环 作 业 时 间(h)
1
2
3
4
5
6
7
8

1
测量及准备

90

2
钻孔
240

3
装药和爆破
90

4
通风排烟
30

5
危石处理
60

6
出碴
210

十一、施工安全和施工管理
（一）施工安全
1、施工前组织全体施工人员认真学习有关安全操作规程，并切实贯彻到施工中，坚持安全第一，预防为主的施工方针，在安排施工、检查、验收、考核的各个环节上都把安全施工放在首位。
2、认真做好各项劳动保护措施，施工前穿戴好各种劳动防护用品。
3、认真执行安全奖罚制度，加强日常的安全检查，及时发现事故隐患，把事故消灭在萌芽状态，一旦出现安全事故，坚决执行三不放过原则。
4、各施工班组要经常观察工作面、帮、顶的变化情况，及时清理工作面、帮、顶的浮石、松石。在石质不好的地段，不得空顶作业，一旦开挖段出现变形，开裂现象，应及时处理或汇报项目部提出方案并尽快落实加固方案。
5、装药爆破必须持证上岗，放炮前爆破负责人要认真检查工作情况，将材料、工具、设备撤至安全地点，人员撤离至事先要求的指定隐蔽地点。
6、严格按爆破安全规程要求做好爆破物品的领用及退库手续，严格按爆破安全规程规定做好盲炮、哑炮处理工作及其他有关事项的处理工作。
7、认真按照爆破安全规程规定做好其他各项爆破安全工作，切实做好用电安全，注意照明线路的绝缘及悬空。
8、施工中暂不准使用的材料、设备、工器具要放置在指定地点堆放整齐。电缆、风管、水管要悬挂成线，隧道内杂务及时清理，做到文明施工。
（二）施工管理
1、加强技术培训，强化质量意识。工程施工前，对全体施工人员进行集中培训，学习质量管理基本知识及本工程的特点、有关安全规程、技术要求和施工组织设计，使施工人员能熟悉工程特征之后投入施工作业。
2、施工中加强正常的质量监督，坚持项目部的自检制度。
4、根据每天的施工情况及日进尺，及时总结经验，不断调整施工方案，使施工工作更加完善。
5、加强施工记录的管理，及时整理施工资料并归档，妥善保存施工资料，确保竣工时记录、资料齐全。
十二、施工安全技术措施
（一） 凿岩安全措施
(1) 各种凿岩机械必须保持技术状况良好、安全、灵活、可靠。操作人员须按操作规程作业。作业前应检查压气胶管接头，机械连接螺帽等是否安全牢固。
(2) 凿岩前检查和清除炮烟和残炮；检查和清除盲炮(由爆破员处理)；检查和清除顶部浮石。
(3) 凿岩时应做到“四严禁”。即严禁打残眼；严禁打干眼；严禁戴手套扶钎杆；严禁站在凿岩机钎杆下。
(4) 退出凿岩机或更换钎杆时，应减速慢退，切实注意钎杆位置，避免钎杆脱落伤人。
(5) 凿岩台架应安装牢固，周边应与洞帮相顶实。
(6) 作业完毕，应将一切设备和工具移至安全地点。
（二） 爆破安全措施
本工程隧洞爆破设计采用非电毫秒导爆管簇联，导爆管击发引爆系统，爆破作业由持有爆破证的爆破员操作，爆破作业规定如下：
(1) 有下列情形之一者，禁止进行爆破工作：
① 有冒顶或边坡滑落危险；
②危及设备安全，却无有效防护措施；
(2) 爆破前必须发出音响和视觉信号，待所有人员及设备撤至安全区域方能点炮。
(3) 放炮后，在确认无盲炮时，应不小于15分钟，不能确认无盲炮时，必须不小于30分钟，爆破作业人员方可进入爆破作业点。
(4) 放炮后进入工作面时要首先检查顶、帮是否安全，有无盲炮等情况，如有不安全情况，应及时处理后方可继续工作。
(5) 装药前应对炮眼进行清理和验收，装药时严禁使用铁质工具，装药完毕要用炮泥堵塞，操作要温和，不可用力过猛。
(6) 发现盲炮或怀疑有盲炮，应立即处理。处理盲炮应由当班爆破员进行，无关人员不准在场。当班来不及处理，应详细交班。盲炮未处理好之前，禁止在工作面进行其它作业。
(7) 禁止用铁制掏勺掏出炮泥，掏炮泥时不得用力拉动起爆药包引线，严禁从炮眼中强力拔出雷管。
(8) 其余未涉及的应严格执行《爆破安全规程》进行管理。
（四）防尘安全
粉尘浓度，有害有毒气体含量在此30分钟内降低到允许范围内(各主要有害气体安全浓度表)。

CO
H2S
NO2
粉 尘
体积比<0.0016
<0.0066
<0.00025
SiO2>10%时<2mg/m3
十三、塌方预防及应急预案
（一）塌方预防
防止塌方是保证安全施工和快速掘进的关键，因此施工人员必须从思想上引起足够重视，施工前根据设计提供的地质勘探资料，实施超前地质探报技术，制订切实可行的施工方案。施工过程中，随时观察和监测有无异常，仔细研究岩体和地下水变化规律，不断修正和完善原设计方案。
由于地下工程塌方情况十分复杂，塌方处理也无一定模式，具体要视现场情况研究决定。一旦发生塌方，能够及时采取有效措施，以把损失减到最小，现对以上几种塌方形式提出如下处理方法，见表5。
（二）应急预案事故应急预案
1、主要危险源
（1）物体打击
爆破可能产生的飞石、掉块、冒顶，哑炮等危险因素。
（2）爆炸事故
在炸药临时存放点，因存放爆炸物品较多，如发生意外，后果不堪设想，因此要严格看护，加强值班；进行爆破作业（装药、连线等）时，违章操作可能引发爆破事故。
（3）高处坠落
在隧道施工时，属高空作业，可能发生高处坠落事故。
2应急组织
成立应急小组，主要由项目部人员组成，下设联络人员、抢险人员和警戒人员。
当事故的评估达到启动应急预案的条件时，如出现安全事故，造成员工生命安全等，由小组组长统一组织指挥、分配和协调工作。应急小组组长及各应急班职责如下：
（1）组长
统一领导，负责事故各项应急工作，保证应急行动的进行，并做好应急救援处理后的协调工作。
（2）联络人员
负责应急工作时，对内对外各相关人员、单位的联络，协助组长做好应急、协调工作。
（3）抢险人员
负责伤员的救护工作，协助疏散、安顿受伤人员。
（4）警戒人员
出现险情时，负责警戒工作，疏散人员，并保护现场；协助抢险组，对受伤或受险人员进行抢救工作，并采取措施防止事故扩大。
3事故的应急处理措施
（1）爆破出现意外，及时向技术人员报告，并对现场进行警戒，由技术人员提出相应处置方案。
（2）出现伤亡事故及时联系120急救中心。
（3）救治受伤人员时，搬动应轻抬、轻放，避免触动受伤部位。
（4）如炸药雷管丢失，及时联系110报警。
（5）派出岗哨，封锁事故现场，防止闲杂人员入内，并保护好事故现场原状。同时告知政府有关部门前来调查处理，并如实报告情况。
4事故调查处理流程
出现事故
事故调查
原因分析
确定处理方案
实施处理方案
检查验收
结论
提交处理报告
确定安全措施
措施实施
补充调查
进一步分析

事故调查处理流程图

塌方处理的主要方法
序号
处理方法
适用条件
主要施工程序
1
喷锚法
小塌方或边墙塌方处理，亦常作为综合治理方法之一处理大塌方
①搭设作业平台；②清理岩面；③安装锚杆；④挂钢筋网；⑤喷混凝土；⑥安装锚索(需采用锚索支护时)
2
对顶支撑法
塌穴跨度小，而长度或高度大的侧壁塌方
①加固塌穴两端；②安装钢顶撑；③塌穴喷锚；④出渣(塌穴高度大时，重复①～③程度；⑤分段衬砌；⑥塌穴回填及加固
3 、防护措施
根据现场详细地质情况，针对性地采取防护措施。
十四、安全施工组织方案
安全为了生产，生产必须安全。项目部全体施工人员必须贯彻“安全第一，预防为主”的方针。各级领导必须坚持“管生产必须管安全”的原则，严格履行岗位安全职责，正确处理安全与生产、安全与效益的关系，积极改善职工劳动卫生条件和作业环境。坚持在计划、布置、检查、总结、评比生产工作的同时计划、布置、检查、总结、评比安全工作。依靠科学管理和技术进步，推动安全生产工作的开展，控制人身伤亡事故的发生。
1、 施工现场安全管理
(1) 项目经理为安全生产的第一责任者，对本工程施工安全生产负全面责任。各生产班组长对本班组的安全生产负直接领导责任。各生产工人对本岗位的安全生产负责。
(2) 成立以项目经理为组长，有施工员、安全员、班组长等参加的安全生产管理小组，并组成安全管理网络。
(3) 建立由工地领导参加的包括施工员、安全员在内的轮流值班制度，检查监督施工现场及班组安全制度的贯彻执行，并做好安全值日记录。
(4) 项目部建立健全各类人员的安全责任制、安全技术交底、安全宣传教育、安全检查、安全设施验收和事故报告等管理制度。其具体的管理程序见图安全生产管理程序框图。
(5) 所有施工人员上岗前必须经过安全教育，接受安全技术交底方能上岗。
(6) 从事特种作业的人员，须按国家有关规定经有关部门进行专门的安全知识和操作技能培训，并经考核合格，取得作业资格证后方能上岗工作。实习期间的特种作业人员，不能进行独立操作，必须由持证人员带领。
(7) 所有机械设备及其他各类安全防护设施必须齐全有效。任何人不得随意拆卸安全防护设施，对已获准而临时拆除、挪动的安全设施，工作结束后必须按规定的时间及时恢复。
(8) 所有施工人员进入施工现场，必须正确穿戴好个人劳动防护用品。严禁酒后上班。

安全生产管理程序框图
编制安全技术设计书

制订安全生产规章制度责任制，奖罚制度

签订安全生产责任状

技术交底、规章制度学习

日常安全管理、学习

班 组 自 检

安全员调查

项目部自查

(9) 施工现场必须设置明显的标志牌、规程牌、警示牌。
(10) 不准使用压缩空气和氧气吹扫衣服、皮肤，不准使用氧气代替压缩空气使用，以免引起伤害或造成火灾与爆炸危险。
(11) 施工现场应当设置各类必要的职工生活设施，并符合卫生、通风、照明等要求，保证其安全有效。
(12) 施工现场须配备急救药箱及必备药品。