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1、XX隧道开挖爆破设计目 录1 设计依据12工程概况12.1 工程地质情况12.1.1 地质构造及岩性12.1.2 水文地质及不良地质条件12.2隧道平面示意图12.3 工程爆破难点23 爆破方案23.1 施工方案简介23.2爆破开挖施工基本原则23.3 隧道爆破设计总体方案34 爆破设计34.1 隧道爆破参数选择34.1.1 炮眼深度L34.1.2 炮眼数目N34.1.3 炮孔布置34.1.4 单眼装药量的计算54 装药结构及爆破器材选择64.1 炮眼堵塞64.2 爆破器材的选择64.3 装药结构65 爆破网络76 安全防护措施761 一次齐爆的控制最大炸药量计算76.2 爆破过程安全措施87
2、 爆破施工准备87.1 建立爆破领导机构87.2 爆破机具配备97.3 爆破作业人员配备107.4 主要材料表108 爆破施工一般安全管理措施119 隧道爆破相关管理的规定119.1 钻孔要求119.2 装药与爆破作业应符合下列规定119.3 爆破器材管理规定1110 爆破事故应急预案1210.1编制原则1210.2应急预案的方针和目标1210.3事故至灾状态预估分析和预防措施1310.4应急组织机构1313.5指挥部工作人员工作职责1413.6应急物资、设备1510.7安全事故应急救援处置程序1610.8 请求社会救援事项1710.9有关规定和要求1711 爆破警戒半径、爆破信号确定181
3、设计依据（1）XX（XX至XX）第04合同段XX隧道施工图；（2）铁路瓦斯隧道技术规范（TB10120-2002）（3）铁路隧道施工技术规范（TB10204-2004）；（4）国务院颁发的XX民用爆炸物品安全管理条例；（5）国家标准GB672-2011爆破安全规程；（6）地方有关民用爆炸物品管理的规定。2工程概况XX隧道位于XX东赶水东区间，隧道进口设于XX市XX县南侧XX镇水口村境内，出口设于XX镇插旗村境内，隧道起迄里程D2K74+906D2K84+374，全长9468m，洞内线路纵坡采用“人” 字坡，变坡点里程为DK78+600，进口坡段长3694m、出口坡段长5774m，坡度从3变为-
4、7.1,。隧道所在地域属低山丘陵地貌，地面高程280690m，相对高差约410m，坡面植被较发育。隧道穿越一山岭，最大埋深为456m。2.1 工程地质情况2.1.1 地质构造及岩性 隧道洞身穿越地层为侏罗系中统上沙溪庙组泥岩夹砂岩（J2s）：隧区以泥岩为主，局部夹砂岩。泥岩为紫红色，泥质结构，薄中厚层状构造；砂岩为长石石英砂岩，呈灰、灰紫色，中厚厚层状构造，粉-细粒结构。XX隧道穿越岩层主要为泥岩、泥岩夹砂岩，属易软化岩石，隧址区为单斜构造，岩层产状N2343W/3013N，构造裂隙发育，进口段主要发育2组节理，出口段主要发育2组节理。2.1.2 水文地质及不良地质条件隧道正常涌水量Q1670
5、m3/d，预测雨季最大涌水量Qmax7600m3/d。地下水将降低其抗剪强度及地基承载力，并加速其风化破坏，隧道开挖时易导致岩体沿结构面产生滑移。不良地质有天然气、顺层偏压、危岩。本隧为高瓦斯隧道，不良地质有天然气、顺层偏压、危岩。2.2隧道平面示意图线路左线右侧35m设置贯通平导PDK74+945PDK81+636，全长6691m；设两座横洞，1#横洞设于线路右侧，与正洞交角60，交点里程为H1DK0+000 =D2K81+500，长214m；2#横洞设于线路左侧与正洞交角45，交点里程为H2DK0+000 =D2K84+270，长69m。XX隧道辅助坑道平面布置示意图2.3 工程爆破难点该
6、隧道主要存在的技术难点在于隧道围岩完整性差，级别偏低，稳定性差。瓦斯浓度含量高，对爆破技术要求高，难度大，开挖时易导致岩体沿结构面产生滑移，顺层偏压、危岩，爆破开挖必须确保隧道围岩自身稳定，施工具有较高潜在安全风险。3 爆破方案3.1 施工方案简介 全隧除明洞段采用明挖施工外，其余段落均采用暗挖法施工。级洞口浅埋段、偏压段采用大拱脚台阶法开挖，大管棚超前支护或42注浆小导管，全环I20b型钢钢架加强支护；级围岩地段采用台阶法开挖，拱墙格栅钢架加强支护，42注浆小导管超前支护。级围岩地段采用台阶法开挖。为保证喷混凝土的质量，改善工作面的作业环境，喷混凝土采用湿喷技术。根据开挖过程中的瓦斯检测结果
7、确定具体的瓦斯处理方案。施工中应加强通风，以改善掌子面工作环境。施工中应遵循“管超前、短进尺、弱爆破、早支护、快封闭、勤量测”的原则，开挖后及时初支，及时衬砌，将二次衬砌滞后掌子面的距离控制在3050m内，以充分利用成洞段初期支护和二次衬砌密闭 瓦斯，控制瓦斯溢出量，结合加强通风，将洞内瓦斯浓度控制在允许范围，确保施工安全。3.2爆破开挖施工基本原则爆破开挖采取“短进尺、微震动、弱爆破”的施工基本原则。针对本工程，隧洞岩体受构造影响较破碎，工程地质条件较差，每循环进尺必须控制在1.5m左右，采用台阶法开挖。本隧道爆破，根据不同部位的炮孔所起的作用不同，其装药量也不相同。应严格控制炸药单耗和控制
8、单段最大药量，严格控制规模，采用合理的爆破参数。3.3 隧道爆破设计总体方案1、开挖采取分台阶进行爆破，利用台阶先行开挖，形成多临空面来减轻对围岩稳定性的影响。隧道掘进往往在掏槽和底板爆破时引起震动强度最大，采用各分部断面分别爆破掘进。上部断面先行掘进，为下部断面开挖创造较大的临空面，形成减震空腔。2、对爆破进行优化设计，确定合理的循环进尺和爆破参数以及掏槽形式，通过延期分段起爆，严格控制单段单孔药量。3、由于该隧道为高瓦斯隧道，必须全部采用煤矿许用型爆破器材，施工过程中必须加强通风，勤监测，将洞内瓦斯浓度控制在允许范围内。4 爆破设计4.1 隧道爆破参数选择爆破参数的确定采用理论计算法、工程
9、类比法与现场试爆相结合，在保证爆破震动速度符合安全规定的前提下，提高隧道开挖成型质量和施工进度。4.1.1 炮眼深度L本爆破设计的炮眼深度根据爆破部位不同进行调整，一般为1.21.5m。4.1.2 炮眼数目N本爆破设计炮孔直径采用42mm，根据公式：式中N-炮孔数目个数（光面爆破适当增加612%）；k-参数。1个自由面k=22.3；2个自由面k=1.7；三个自由面k=1.4；f-岩石坚固系数f=810；s-隧道爆破断面面积，m2；由于隧道周边采取光面爆破，因此，根据布孔原则，可适当增加10%15%炮孔数目。4.1.3 炮孔布置类似工程地质的装药集中度：q=0.10.15kg/m,由于本设计周边
10、光面炮孔间距为50mm，且为隔孔装药，因此设计装药集中度取最小值(q=0.1kg/m)。掏槽孔布置主要取决于开挖施工方式的确定，根据本工程施工断面的特点，采取上部、下部正台阶法开挖。本工程爆破设计采用二级复式楔形掏槽。（1）掏槽炮孔的布置原则一般选择在断面的中下部位，但考虑该隧道为高瓦斯隧道，断面大，循环进尺较短，掏槽设为二级楔形掏槽。掏槽位置置于断面左右两个部分，距开挖台阶线0.6m 0.8m，采用1-2段煤矿许用型毫秒电雷管延期爆破，其抛碴距离控制在30 m范围内，可满足各项施工作业要求，同时可减小爆破振动。开挖掏槽设计见下图。（2）周边炮孔的布置原则周边炮孔是控制隧道开挖轮廓的关键炮孔，
11、又称光面爆破炮孔，它既可以控制围岩超欠挖，又可以达到减小爆破对围岩的扰动的目的。根据岩质和围岩类别，周边炮孔孔距E取（1012）d（d为炮孔直径），最小抵抗线=E/。本设计为隔孔装药，保留空孔作为减震孔。炮孔间距为50cm，炮孔直径为42mm,能满足E值要求。（3）扩槽、内圈、二台、底板炮孔的布置原则扩槽、内圈、底板炮孔的布置原则均比掏槽、周边炮孔稀，而与掘进炮孔相比，又要适当加密。为了控制爆破引起对围岩的破坏，内圈炮孔设计间距为0.7m，使炸药量能在内圈炮孔带均匀分布，底板炮孔由于积压碴的原因，也必须适当加密，间距或抵抗线一般为掘进炮孔的80%左右，设计为0.600.75 m。（4）掘进炮孔
12、的布置原则掘进炮孔一般均匀布置即可，采用线形布置和环形布置相结合的形式。抵抗线均为同排（或同一环形）炮孔间距的80%100%。开挖钻爆设计具体布孔见下图：4.1.4 单眼装药量的计算周边眼装药参数在上面已确定,其它炮眼的装药量均可按下列公式计算:式中：-单眼装药量(kg)；-炸药单耗(kg/m3)；-炮眼间距(m)； w-炮眼爆破方向的抵抗线(m)； L-炮眼深度(m)；-炮眼部位系数。经计算得隧道各炮孔单孔装药量见下表：4 装药结构及爆破器材选择4.1 炮眼堵塞瓦斯工区采用电雷管起爆时，严禁反向装药。采用正向连续装药结构时，雷管以外不得装药卷。在岩层内爆破，炮眼深度不足0.9m时，装药长度不
13、得大于炮眼深度的1/2；炮眼深度为0.9m以上时，装药长度不得大于炮眼深度的2/3。所有炮眼的剩余部分应用炮泥封堵。炮泥应用水炮泥和黏土泡泥。水炮泥外剩余的炮眼部分应用黏土炮泥填满封实。严禁用块状材料或其他可燃性材料作炮泥。堵塞作用是使炸药在受约束条件下能充分爆炸以提高能量利用率，因此堵塞长度不得小于设计长度，堵塞材料采用炮泥(砂粘土水=311)。要求堵塞密实，不能有空隙或间断。4.2 爆破器材的选择炸药：采用32mm煤矿许用型炸药，周边炮眼采用25mm小药卷，雷管：全部采用煤矿许用雷管，电力起爆，煤矿许用电雷管采用1、2、3、4、5共五个段别，且最后一段延时不超过130ms。4.3 装药结构
14、掏槽眼和底板眼采用正向起爆，周边眼采用间断不偶合装药形式。为保证每个周边眼孔内炸药同时起爆，需使用安全导爆索连结各段药卷。装药结构图见下图所示：5 爆破网络采用串联连接方式。线路所有连结接头应相互扭紧，明线部分应包覆绝缘层并悬空。母线与电缆、电线、信号线应分别挂在巷道的两侧，若必须在同一侧时，母线必须挂在电缆下方，并应保持0.3 m以上间距。母线应采用具有良好绝缘性和柔软性的铜芯电缆，并随用随挂，严禁将其固定。母线的长度必须大于规定的爆破安全距离。必须采用绝缘母线单回路爆破。严禁将瞬发电雷管与毫秒电雷管在同一串联网路中使用。6 安全防护措施61 一次齐爆的控制最大炸药量计算根据新浇混泥土，对每
15、次爆破最大装药量进行控制计算，采用国标GB6722-2003爆破安全规程的安全振速计算公式： 式中为一次齐爆允许用药量，kg；R为爆破振动安全距离，m；V为保护物安全控制振速，cm/s；K、为与爆破地质系数和衰减指数有关参数，一般K取100250，取1.41.8；通过计算确定调整每段装药量，若开挖面离衬砌面距离超过40m时，可以不计限速值，各保护体的安全振动限值见下表：各保护体限速值表混凝土龄期（h）1224振速限值0.625 cm/s混凝土龄期（h）2448振速限值1.25 cm/s混凝土龄期（h）48120振速限值2.50cm/s6.2 爆破过程安全措施在低瓦斯工区和高瓦斯工区进行爆破作业时，爆破15min后应巡视爆破地点，检查通风、瓦斯、瞎炮、残炮等情况，遇有危险必须立即处理。在瓦斯浓度小于1%，二氧化碳浓度小于1.5%，解除警戒后，工作人员方可进入开挖工作面工作。7 爆破施工
