V级围岩爆破方案

一、 编制依据

铁道部颁发的《铁路隧道施工方案》和《铁路隧道工程施工质量验收标准》。

二、 工程概况

该工程位于湖南省娄底市万宝镇境内,为沪昆客专长昆湖南段的一个双线隧道。，为单洞双线隧道,起讫里程为DK126+840～DK127+574，全长734m，最大埋深约86.5m。围岩类别：Ⅲ级202m；Ⅳ级307m；Ⅴ级225m。

隧道进口至出口位于直线上，全隧为20‰的单面上坡。 隧址区属剥蚀丘陵地貌，坡上植被茂密，山体局部基岩出露，进口自然坡度8°～16°，出口自然坡度约14°，地形平缓。

隧道区属岩溶中等发育地区，岩体破碎，易出现塌方、冒顶、突水等地质灾害，且存在0.4m厚煤层，施工过程中应加强超前地质工作和有害气体检测，按低瓦斯隧道进行设计，应加强检测和通风。

三、 编制说明

本隧道地质复杂，浅埋是本工程的主要特点，为了达到最好的掘进效果和对地层少扰动，拱墙开挖面整齐圆顺，少超挖不欠挖的目的，是编制本施工方案的主要目的。同时由于地质参数的不断变化，爆破作业稍有不慎，随时都有可能产生非常严重的后果。此项作业技术含量较大，作业危险性高是此项作业的特点，因此在本施工方案实施中要不断总结，逐渐完善、提高。

四、 钻爆作业

此段隧道所有V级围岩均采用三台阶七步开挖法施工，开挖进

尺控制在1-1.5m，按光面爆破和预裂控制爆破布眼，大型挖掘机配合装载机除渣，并有汽车运输至渣场。

1、 光面爆破技术要点

光面爆破时对周边眼同时起爆，各炮眼的冲击波向其四周作径向传播，相邻炮眼的冲击相遇，则产生应力波的叠加，并产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线上，随后，爆炸气的膨胀使裂纹进一步扩展，形成平整的爆裂面。

通过爆破试验确定爆破参数，试验时参照“光面爆破参数表”，并根据地质情况及时修正其钻爆参数。

光面爆破参数表 岩石类别 周边眼间距E(cm) 硬岩 软质岩 40～50 35～45 周边眼抵抗线W（cm） 50～60 45～60 相对距离E/W 0.8～0.85 0.75～0.8 装药集中度q（kg/m） 0.15～0.25 0.07～0.12 掏槽方式：开挖采用单式、复式楔形掏槽或中空直眼掏槽。 爆破器材：爆破器材一般地段选用2#岩石硝铵炸药，遇水采用乳胶炸药，塑料导爆管毫秒雷管微差起爆。

装药及爆破：周边眼采用小直径药卷按空气柱状装药结构方式进行装药，为加快装药速度，其余炮眼采用散装炸药由专用装药机械装药。并采用机制炮泥堵塞，孔路采用复式网路联接，一次性起爆开挖部分断面。爆破后由专职安全员对危石清理后，方可进行下一道工序。

在施工中要根据光面爆破设计结合现场地质变化情况进行爆破试验，不断修正爆破参数，实行定人、定岗、定标准的岗位责任制，以达到最优爆破效果。确保硬岩炮眼残留率达到80％以上；中硬岩炮眼残留率达到60％以上。施工过程中采用激光断面仪对开挖轮廓线进行跟踪检测，并根据检测结果修正钻爆设计。

台阶法开挖采用液压钻机钻孔，其它地段采用钻孔台架配合风动

凿岩机钻孔，非电毫秒雷管光面爆破技术。 ①测量放线

钻孔前测量放样，准确绘出开挖轮廓线及周边眼、掏槽眼和辅助眼的位置，用激光铅直仪控制边线。距开挖面50m处埋设中线桩，每100m设置临时水准点。每次测量放线的同时，要对上次爆破断面进行检查，利用隧道开挖断面量测系统对测量数据进行处理，及时调整爆破参数，以达最佳爆破效果。

五、钻孔设计 1掏槽区爆破设计

（1）掏槽方式及断面大小

根据本提供的机械设备，结合断面大小，拟定掏槽眼采用楔形掏槽，掏槽区布设在整个断面中下部分，以便于施作，同时减小掏槽区抛掷距离，按掏槽区面积为断面面积的10%～15%进行选择，结合楔眼掏槽眼的布置，采用梅花形布置，爆破效果较好，且单耗适中，故采取掏槽区面积为9.28m2，其布置详见后附图。

（2）掏槽区装药计算

每循环设计进尺为1.2m，掏槽眼钻孔深度比其他炮眼深度深0.2m，取掏槽眼钻孔深度为1.5m。

掏槽区炸药总装药量： Qt=LNt

式中L――孔长（m）,取1.5m；

――装填系数，要求在50%～80%，取72%（装2米）； ――线装药密度（采用Ф42，0.75kg/m）

Nt――掏槽区孔装约孔数，取24个。

Qt=LNt＝1.5×0.72×0.75×24＝19.44kg 掏槽区单耗qt=Qt/(L×St)＝19.44/（3.2×9.28）

=0.655kg/m3。

式中St――掏槽区面积（m2）；St＝9.28 m2 掏槽区单耗qt要求在1～10 kg/m3，符合要求。

2周边眼爆破设计

（1）周边眼参数选择及装药计算

周边眼沿开挖轮廓线均匀布置，为了尽可能减少对周边围岩的扰动，周边眼按光面爆破考虑，孔径Ф42mm，

按规范要求硬岩光爆破参数为：周边眼间距45～60cm，抵抗线60～75cm，线装药密度0.2～0.3kg/m，

结合设计外轮廓线周长及炮眼综合考虑，取周边眼间距a=50cm，取抵抗线W＝70cm，线装药密度取Δ＝2.57kg/m，保证产生拉力＞岩石拉应力且小于压应力。

采用Ф20mm药卷空气间隔装药结构，为了确保周边孔同时起爆，采用导爆索起爆。

不耦合系数η＝孔径/药径＝42/20，符合光爆破要求1.5～2.5。 孔距系数md=a/d=50/4.2=11.90，符合光爆破要求7～15。 孔密集系数mw=a/w=孔距/抵抗线＝50/70＝0.714，符合光爆破要求0.7～0.9。

Sz =22.6×0.7=15.82m2 （2）周边眼装药结构

鉴于本隧道为中硬岩，在炮眼底加装加强药包，底部加入Ф30mm药卷一节。

每循环设计进尺为1.2m，炮孔深度取1.5m，周边堵塞长度按50cm计。

单孔装药量Q＝0.257×1.5＝0.38kg(即一节Ф30mm，一节Ф20mm药卷)

周边眼装药总量Qz=45×Q=17.1kg。

3辅助眼爆破设计

辅助眼的作用是扩大临空面，为周边眼创造有利条件，其间距与岩层特点有关，整体性好的岩层，布眼宜密，较破碎的岩层布眼宜疏。一般应避开节理、裂隙。

辅助眼的单孔装药量： Qb=L 式中L――孔长（m）

――装填系数,取＝0.7，符合要求0.4～0.8。

――线装药密度,取＝0.75kg/m。

Qb＝0.75×1，5×0.7＝0.79kg

上台阶每进尺炸药总量：

QqLS

q为单耗，查取相关参考资料，取q＝1.0kg/m3。 L为设计进尺，取3m；钻孔深度取1.5m S为隧道台阶面积，本隧道S＝67.00m2。 ∑Q=q×L×S＝1.0×1.5×67＝100.5kg 辅助眼炸药总量

btQ＝QQQ

Q为掏槽炸药总量，Q＝19.44kg Qz为周边眼炸药总量，Qz＝17.1kg

tzt∑Qb=100.5-19.44-17.1=63.96kg

Qb辅助眼数量Nb=Qb=63.96/0.79=66个 每孔平均控制面积A＝(S总-St-Sz)/Nb

=(67-9.28-15.82)/66=0.63m2符合0.3～0.8m2/孔的要求。

辅助孔间距a，排距W的选择。

炮孔密集系数考虑到为中硬岩，m取0.8，符合m=0.8～1.0。

Ａm排距W=√0.455／0.8＝0.57m。结合隧道总宽度取0.70

－0.80cm。辅助孔间距a＝mw＝0.8×0.80＝cm，结合弧长平均分配取0.80 cm，详见后炮孔布置图。 4底板眼爆破设计

底板眼间距、抵抗线同辅助眼a＝100cm，W=0.70m。 5下台阶爆破设计，根据上台阶爆破设计参数取得： 周边眼间距a＝50cm，W=0.70m；

辅助眼间距、抵抗线a＝70－100cm，W=0.80m； 底板眼间距、抵抗线a＝100cm，W=0.80m。 6仰拱爆破设计，根据上台阶爆破设计参数取得： 周边眼间距a＝50cm，W=0.70m；

辅助眼间距、抵抗线a＝70－100cm，W=0.80m；

五、 装药、填塞和起爆网络设计 1装药

装药均采用不藕合装药结构，周边眼采用Ф20mm筒装2＃岩石炸药空气间隔装药结构，为了确保周边眼同时起爆，孔内装入导爆索。其他孔采用Ф32mm筒装2＃岩石炸药连接装药结构，并采用反向爆破，以提高炮孔利用率。

2填塞

采用低成本、塑性变形大、摩擦系数大的粘土炮泥，其成分为粘土和砂子，其比例按粘土∶砂子＝2∶1，含水量约为25％。当炮孔中有较大的裂隙、泥夹层带时，为防止其过多“漏气”，应将该处以炮泥填实。

堵塞长度按下列公式计算

lsLD04Vp1D0

式中：ls——堵塞长度（m）； L ——炮孔深度（m），此处取1.5m； Vp——岩石的纵波波速（m/s）；4000m/s。 D ——炸药爆速（m/s）；2＃岩石取3200m/s。 ρ0——炸药密度（kg/m3）；2＃岩石取1000kg/m3。 ρ1——炮泥密度（kg/m3）。取1900 kg/m3。 代入求得ls=0.2122m。

设计填塞长度ls为22cm，ls>[ls]。

钻眼前，钻工要熟悉炮眼布置图，严格按钻爆设计实施。特别是周边眼和掏槽眼的位置、间距及数量，未经主管工程师同意不得随意改动。

定人定位，周边眼、掏槽眼由经验丰富的司钻工司钻。准确定位凿岩机钻杆，使钻孔位置误差不大于5cm，保持钻孔方向平行，严禁相互交错。同类炮眼钻孔深度要达到钻爆设计要求，眼底保持在一个铅垂面上。 周边眼的装药结构

周边眼的装药结构是实现光面爆破的重要条件，严格控制周边眼装药量，采用合理的装药结构，尽量使炸药沿孔深均匀分布。施工时采用不偶合装药结构，不偶合装药系数一般控制在1.4～2.0范围内，详见“周边眼空气柱状装药结构图”。 围岩爆破

根据岩石强度选用不同猛度爆速的炸药，有水地段选用乳化炸药，其余均用2号岩石硝铵炸药。周边眼采用φ25×200小药卷，空

雷管专用光爆炸药（小直径药卷）脚线或传爆管炮泥周边眼空气柱状装药结构图

气柱状装药结构，其余炮眼采用φ32×200药卷。采用塑料导爆管非电起爆。 爆破作业管理控制

按“一标准、两要求、三控制、四保证”的原则进行光面爆破施工。

“一标准”即一个控制标准；

“两要求”即钻眼作业要求和装药联线作业要求；

“三控制”即控制钻眼角度、深度、密度，控制装药量和装药结构，控制测量放线精度；

“四保证”即搞好思想保证，端正态度，纠正“宁超勿欠”等错误思想；搞好技术保证，及时根据爆破实际情况调整钻爆设计参数；搞好施工保证，落实岗位责任制，组织QC小组活动，严格工序自检、互检、交接检；搞好经济保证，落实经济责任制。

装药作业采取定人、定位、定段别，做到装药按顺序进行；装药前，所有炮眼全部用高压风吹洗；严格按爆破设计的装药结构和药量施作。

严格按设计的联接网络实施，控制导爆索连接方向和连接点牢固性。 ⑥微震爆破

隧道周边采用光面爆破，不良地质、浅埋地段采用微震控制光面爆破。微震爆破作业段最大一段允许装药量： Qmax＝R3×（Vkp／K）3／a

式中：Qmax—最大一段爆破药量，kg；Vkp—安全速度，cm/s；取Vkp＝2cm/s；R—爆破安全距离，m；K—地形、地质影响系数；a—衰减系数。

K、a值是针对隧道的具体情况，通过多次试爆进行K、a值回归分析后确定。根据爆破物距爆心的安全距离要求，并由此推出的每段的

最大装药量。

六、连接起爆网络

此段隧道均采用塑料导爆管毫秒雷管微差起爆。起爆网路为复式网路，以保证起爆的可靠性和准确性。联接时要注意：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。网路联好后，要有专人负责检查。 瞎炮的处理

发现瞎炮，应首先查明原因。如果是孔外的导爆管损坏处引起的瞎炮，则切去损坏部分重新连接导爆管即可，但此时的接头应尽量靠近炮眼。如因孔内导爆管损坏或其本身存在问题造成瞎炮，则应参照TBJ404-87《铁路隧道施工技术安全规则》有关条款处理。

光面爆破操作其他事宜可参照TZ214-2005《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》和TBJ404-87《铁路隧道施工技术安全规则》有关规定施工。

爆破作业

1、 塑料导爆管非电起掏换槽眼辅助眼装眼

塑料导爆管与即发毫秒、半秒级雷管组合成的非电导焊雷管，应注意以上事项：

（1） 塑料导爆管中，有实心，穿孔，破裂，进水，变形，严重油污、

管内掉与散药和断药超过规定的地方，都应截去不用，雷管表面有浮药、锈蚀、裂缝、传爆等性能试验，雷管须经延期秒量

拒爆试验合格后方可使用。

（2） 在向孔眼装药事应细心操作，防止导爆管损坏、打结、装

TBJ404-87《铁路隧道施工技术安全规则》药应分段由上而下进行，防止落实打破导爆管而引起的瞎炮。

（3） 已装好的炮孔，在未经行网路连接之前，应将邻近的导爆管理

好靠边挂起，下部导爆管提起，防止工作人员踩破导爆管。 （4） 炮口应用炮泥堵紧长度不少于20cm。

网络连接。工作面所有不用的机具材料撤离后方可开始。 (1)连接尽可能靠近炮孔，但对孔口起爆的周边跟连接尽量远一点，以保证有稳定的冲击波，连接要整齐以便直观检查网络。连接孔路应尽量的短，但不许拉紧，打结，以保证最小的延期时间。 (3)必须接长导爆管时，应用连接套管或连接塞并缠上胶布接劳，并将导爆管弯成桃形环，以免脱落。

(4)网络连接应由里向外，并避免起爆雷管附近其他簇联件交错，以防传爆雷管打断导爆管。

(5)整个网络连接好后，要有专人负责，认真检查：看连接是否正确，每个炮眼的起爆药卷是否连好，每簇连内部是否有引爆雷管，各簇引炸雷管脚线是否都连到起爆点上。 七、施工安全生产保证体系及措施 9.1安全目标

施工期内达到无亡人事故，无重大火灾、爆炸和交通事故。 9．2安全管理目标

本合同施工安全管理目标是：“四无一杜绝一创建”。“四无”即无工伤死亡事故，无重大机械设备事故，无交通死亡事故，无火灾事故；“一杜绝”即杜绝重伤事故。 “一创建”即创建安全文明工程。

贯彻“安全第一、预防为主”的宗旨，坚持“安全为了生产，生产必须安全”的原则，做到思想保证、组织保证、技术保证、措施保证、确保人员、设备及工程安全。 9.3安全保证体系

根据本工程特点，实行两级管理，建立以工区经理为首的安全管理体系，严格执行《建设工程安全生产管理条例》的相关条文规定。

安全管理手段 实现安全生产目标 思想保证 组织保证 项目部安全领导小组 安全保证体系 经济保证 安全责任制 制度保证 提高全员意识 施工技术 安全规则教育 各项安全 项目部安全监察部 奖罚合同责任书 生产制度 队兼职安全员 安全第一预防为主 经 安全为了生产生产必须安全 班组长 济 兑 现各工种安全生产制度 月季年安全检查制度 安全总结评比制度

规范教育 规章制度 安全知识 职业道德培养 安全措施交底 安全岗位责任制 责任制兑现 安全预防措施 规范活动 安全标准作业 奖 罚 各种竞赛活动 基础工作 班组建设

安全管理组织机构图

副经理 总工程师 项目经理 1.监督施工全过 程的安全生产，纠正违章。 2.配合有关部门排除 施工不安全因素。 3.项目部全员安全活动和安全 教育。4.监督劳保用品质量和使用。 1.制定项目安全技术措施和分项安全方案。 2.督促安全措施落实。 3.解决施工过程中的不安全技术问题。 1.在安全前提下，合理安排生产计划。 2.组织施工安全技术措施的实施。 1.保证项目使用的各种机械设备安全运行。 2.监督机械操作人员持证遵章作业。 1.保证防火设备设施齐全有效。 2.消除火灾隐患。 3.组织现场消防。 1.保证进场施工人员安全技术素质。 2.控制加班加点、保证劳逸结合。 3.提供必要劳保用品用具，保证质量。 1.财务部保证安全措施项目的经费。 2.卫生、行政部门保证工人生活基本条件，确保施工人员健康。 专职安全员技术负责人生产管理负责人机械管理负责人消防管理负责人劳务管理负责人其他有关部门 施工前准备 施工中检查 竣工时总结 安全生产责任制 奖罚制度

9.4安全生产措施 9.4.1爆破安全制度

⑴当生产与安全发生矛盾时，坚持“安全第一”的原则。 ⑵整个爆区作业认真贯彻“安全生产”方针，严格按技术要求施工，认真贯彻《爆破安全规程》。

⑶工地建立各种安全管理制度和安全责任制度，加强安全教育和

技术管理。

⑷由工区项目部工程管理部根据《爆破安全规程》和《中华人民共和国民爆物品管理条例》等有关法规，制定火工材料采购、运输、储存、发放等管理制度，对火工材料进行严格管理。

⑸各种爆破作业必须使用符合国家标准或部颁标准的爆破器材。 ⑹凡从事爆破工作的人员，都必须经过培训，考试合格并持有合格证。

⑺炸药、雷管，实行爆破材料领退制度，每次使用时根据所需数量进行领取，每次爆破剩余的炸药、雷管如数退还炸药仓库，严防丢失炸药、雷管。

(8)在竹山中桥DK139+720线路左侧500m处建有炸药库一处，并通过审批，审批许可文件附后。 9.4.2爆破安全措施

⑴进行爆破作业时必须由经过专业培训并取得爆破证书的专业人员施爆。

爆破作业前，先清理边坡松动土石。如边坡有滑落危险， 通道不安全或通道阻塞，危险区边界上未设警戒，禁止进行爆破工作；穿化纤衣服人员，禁止进行爆破器材加工和爆破作业；遇雷雨时应停止爆破作业，并迅速撤离危险区。

⑵每次施爆均要有现场工程师和爆破员在场，根据验收结果分配药量，并由爆破员负责装药。装药工作必须禁止烟火，必须使用木质炮棍装药，禁止使用石块和易燃材料填塞炮孔；填塞要十分小心，不得破坏起爆线路，禁止捣固直接接触药包的填塞材料或用填塞材料冲击起爆药包，禁止在深孔装入起爆药包后直接用木楔填塞，禁止拔出或硬拉起爆药包或药柱中的导火索、导爆索，导爆管或电雷管脚线。

⑶炮响完后，如无盲炮，从最后一响算起，经5min后才准进入爆破地点检查，若不能确认有无盲炮，应经15min后才能允许进入爆区检查。

⑷爆破工作开始前，必须确定危险区的边界，并设置明显的标志。地面爆破应在危险区的边界设置岗哨，使所有通路经常处于监视之下，每个岗哨应处于相邻岗哨视线范围之内。爆破前必须同时发出音响和视觉信号，使危险区内的人员都能清楚地听到和看到。应使全体职工和附近居民，事先知道警戒范围、警戒标志和声响信号的意义，以及发出信号的方法和时间。

第一次信号--预告信号。所有与爆破无关人员应立即撤到危险区以外，或撤至指定的安全地点。向危险区边界派出警戒人员。

第二次信号--起爆信号。确认人员、设备全部撤离危险区，具备安全起爆条件时，方准发出起爆信号。根据这个信号准许爆破员起爆。

第三次信号--解除警戒信号。未发出解除警戒信号前，岗哨应坚守岗位。除爆破工作负责人批准的检查人员以外，不准任何人进入危险区。经检查确认安全后，方准发出解除警戒信号。

⑸爆破后，爆破员必须按规定的等待时间进入爆破地点，检查有无危石和盲炮等现象。如果发现危石破坏和盲炮等现象，应及时处理，未处理前应在现场设立危险警戒或标志。只有确认爆破地点安全后，经当班爆破班长同意，方准人员进入爆破地点。每次爆破后，爆破员应认真填写爆破记录。

⑹瞎炮处理

爆破后如有瞎炮,应由原施工人员参加处理,采取安全措施排除。对于大爆破,应找出线头接上电源重新起爆,或者沿导洞小心掏取堵塞物,取出起爆体,用水灌浸药室使炸药失效,然后清除。对中小型炮,可在距瞎炮的最近距离不小于0.6m处,另行打眼爆破,当炮眼不深时,也可用裸露药包爆破。

⑺电雷管使用前，应在单独房间里(不超过六个月的野外流动爆破作业允许在室外安全地点)用专用爆破仪表逐个检测每次爆破所用的电雷管的电阻值。电阻值应符合产品证书的规定。检查合格的雷管的两脚线必须短路联接。用于同一爆破网路的电雷管应为同厂同型号产品，康铜桥丝雷管的电阻值差不得超过0.3Ω，镍铬桥丝雷管的电