南龙铁路隧道工程光面爆破施工专项方案

南平至龙岩铁路扩能改造工程第Ⅶ标段南龙铁路隧道爆破施工（光面爆破）专项施工方案编制复合审核批准中铁四局南龙铁路NLZQ-7标项目经理部2014年3月目录1．工程概况 (1)2． III级、IV级围岩开挖 (2)2.1爆破方案选择 (2)2.2爆破参数的选择与装药量计算 (5)2.2.1炮孔深度为1米 (5)2.2.2炮孔深度为2米 (9)3安全可靠性评估 (14)4安全技术与防护措施 (15)南龙铁路隧道工程光面爆破施工专项方案1．工程概况1.1项目概况中铁四局南龙铁路项目经理部二分部承担南平至龙岩铁路扩能改造工程7标DK198+562.15～DK204+873.05段，共计6310.9m的施工任务，本段位于福建省龙岩市新罗区苏坂乡，其中包含金鸡岭隧道出口2209.15m、田坪岭隧道3903.3m、汶水溪大桥136.39m、下村中桥54.28m、路基7.78m。

金鸡岭隧道最大埋深293.1m，田坪岭隧道最大埋深198.03m，两座桥梁均为现浇简支箱梁。

施工段落内分布有双永高速公路、203省道和地方村路，交通较为便利。

隧道分部施工范围：金鸡岭隧道出口2209.15m、田坪岭隧道3903.3m1.2隧道工程围岩分布金鸡岭隧道主要围岩分布表田坪岭隧道主要围岩分布表1.3隧道出口开挖施工方法隧道明挖段开挖时严禁采用爆破施工，严格按图纸设计要求采用机械（如挖机、破碎锤）开挖，隧道工程V级（含V级）以上围岩采用人工配合机械开挖法，III级围岩、IV级围岩采用控制弱爆破施工，严格遵循光面爆破技术要求，控制超欠挖。

2． III级、IV级围岩开挖III级围岩、IV级围岩采用台阶法施工，爆破时采用光面爆破。

2.1爆破方案选择1．设计依据（1）中华人民共和国爆破安全规程（GB6722-2011）；（2）公安部《爆破作业人员安全技术考核标准》；（3）以往类似的隧道爆破开挖工程的成功经验和资料。

2．爆破方案选择（1）根据围岩特点合理选择周边孔间距及周边孔的最小抵抗线，辅助孔交错均匀布置，周边孔与辅助孔孔底在同一垂直面上，掏槽孔加深20cm。

（2）严格控制装药量，周边孔采用间隔装药，其它炮孔采用连续装药，药量沿炮孔全长均匀分布，导爆索起爆。

（3）采用毫秒微差分段起爆。

3．爆破器材选用炸药选用2号岩石乳化炸药，其规格为φ25、φ32两种，周边眼采用φ25的小直径药卷间隔装药方式，其余采用φ32药卷连续装药、密集堵塞方法，炮眼堵塞采用炮泥堵塞,导爆管毫秒雷管起爆，电雷管引爆。

施工中根据地质变化不断调整爆破参数，以取得良好的光爆效果。

表1 爆破器材表台阶法炮眼布置图2.2爆破参数的选择与装药量计算 2.2.1炮孔深度为1米 1．钻孔参数的选择光面爆破参数表钻孔工作采用风钻进行。

1）炮孔直径（D ）根据设备情况，炮孔直径取：D=40mm 。

2）炮孔深度（L ）根据被保护对象的实际情况，宜采取短进尺弱爆破，因此炮孔深度取：L=1.0m 。

2．爆破参数的选择 1）最小抵抗线（W ）松动爆破，抵抗线不宜过大，因此，最小抵抗线取：W=0.8m 。

2）爆破作用指数（n ）根据爆破作用原理，并参见图1，爆破作用指数用式（1）表示：Wrn（1） 式中，r 为爆破漏斗底圆半径，m ；W 为最小抵抗线，m 。

图1 爆破漏斗示意图松动爆破的爆破作用指数为0<n≤0.75，取n=0.625。

3）标准单位炸药消耗量（q0）根据地质资料，工程区内地层岩性为板岩夹碳质板岩、灰岩，因此设计时取q0=1.5kg/m3，实际施工时视具体情况进行适当调整。

4）周边孔单孔装药量（Q）装药量的多少取决于要求爆破的岩石的体积、爆破漏斗的形状和岩石的性质等因素，一般采用体积公式进行计算，即：VQq（2）0式中，q0为标准爆破单位炸药消耗量，kg/m3；V为爆破的岩石体积，m3。

根据图2，爆破的岩石体积V=πr2W/3。

将n=r/W=0.625、W=0.8代入式（2），计算得：Q=0.314kg，为了便于装药，取单孔装药量为0.3kg。

3．上台阶单孔装药量及装药量分配（1）周边孔根据光爆孔的线装药量，单孔药量取q1=300g=0.3kg（2卷）总药量Q1=300×40=12000g=12.0kg（2）辅助孔根据经验，辅助孔的单孔药量取周边孔单孔药量的1.2～1.5倍。

单孔药量q2=300×1.5=450g=0.45kg（3卷）总药量Q2=400×41=16400g=16.4kg（3）掏槽孔由于掏槽孔的夹制系数最大，为了取得良好的掏槽效果，需加大掏槽孔的装药量。

单孔药量q3=600g=0.6kg（6卷）总药量Q2=600×18=10800g=10.8kg（4）底孔根据经验，底孔的单孔药量取周边孔单孔药量的1.2～1.5倍。

单孔药量q4=300×1.5=450g=0.45kg（3卷）总药量Q4=450×11=4950g=4.95kg采用毫秒微差起爆，这种方法具有降低爆破地震效应、改善破碎质量、降低炸药单耗、减小后冲、爆堆集中等明显优点，起爆时差为50ms。

炮孔布置图见台阶法开挖起爆图，炮孔装药量及起爆顺序见下表。

表2 钻孔1米上台阶炮孔装药量及起爆顺序下台阶各孔装药量与上台阶相同。

表3 钻孔1米下台阶炮孔装药量及起爆顺序4．起爆顺序掏槽孔→辅助孔→周边孔→底孔。

5．装药结构采用2号岩石铵梯炸药进行爆破，每节炸药重150g ，长20cm 。

实际装药时，周边孔采用间隔装药，掏槽孔、辅助孔和底孔采用连续装药，见图2、图3、图4，孔口部位采用纸团和黄泥堵塞。

导爆索炮泥纸团2号岩石炸药断面Ⅰ-Ⅰ周边眼装药结构图32图2钻孔1米周边孔装药结构图导爆管炮泥纸团2号岩石炸药雷管32200图3 钻孔1米辅助孔和底孔装药结构图32导爆管炮泥2号岩石炸药雷管断面Ⅰ-Ⅰ掏槽眼装药结构图纸团图4 钻孔1米掏槽孔装药结构图6最大单响药量（Qmax ）本工程出口采用为控制爆破，炸药单耗低，空气冲击波对周围环境的影响不大，同样地，松动爆破理论上不产生飞石，因此，忽略不计空气冲击波和飞石对周围环境的影响。

爆破振动会对周围设施产生危害，应预计其危害程度，以便采取必要的防护措施。

爆破地震的安全距离采用M.A.萨道夫斯基公式计算：31max 1)(Q V K R ss α= （3）式中，Rs 为爆破地震的安全距离，m ；Qmax 为最大单响药量，kg ；Vs 为建筑物允许的震动速度，cm/s ；K 为与爆破地形、地质条件有关的系数；α为地震波衰减指数。

K 和α的取值见表4。

建筑物允许的振动速度见爆破安全规程GB6722-2003。

表4 爆区不同岩性的K 、α值本工程爆区内的岩石为工程区内地层岩性为板岩夹碳质板岩、灰岩，为坚硬岩石，根据表4，取K=150，α=1.5。

液化气站，取Vs=1cm/s 。

根据表2得出最大单响药量Qmax=12kg ，代入式（3）得出爆区距离液化气站的最近距离为Rs=64.6m 。

即隧道采用机械开挖至D2K28+397.5时可采用炮孔深度为1米的控制爆破。

2.2.2炮孔深度为2米 1．钻孔参数的选择 钻孔工作采用风钻进行。

1）炮孔直径（D ）根据设备情况，炮孔直径取：D=40mm 。

2）炮孔深度（L ）根据被保护对象的实际情况，宜采取短进尺弱爆破，因此炮孔深度取：L=2.0m 。

2．爆破参数的选择 1）最小抵抗线（W ）松动爆破，抵抗线不宜过大，因此，最小抵抗线取：W=0.8m 。

2）爆破作用指数（n ）根据爆破作用原理，并参见图1，爆破作用指数用式（1）表示：Wrn =（1） 式中，r 为爆破漏斗底圆半径，m ；W 为最小抵抗线，m 。

图1 爆破漏斗示意图松动爆破的爆破作用指数为0<n≤0.75，取n=0.625。

3）标准单位炸药消耗量（q0）根据地质资料，工程区内地层岩性为板岩夹碳质板岩、灰岩，因此设计时取q0=1.5kg/m 3，实际施工时视具体情况进行适当调整。

4）周边孔单孔装药量（Q ）装药量的多少取决于要求爆破的岩石的体积、爆破漏斗的形状和岩石的性质等因素，一般采用体积公式进行计算，即：Vq Q 0= （2）式中，q0为标准爆破单位炸药消耗量，kg/m3；V 为爆破的岩石体积，m3。

根据图2，爆破的岩石体积V=πr 2W/3。

将n=r/W=0.625、W=0.8代入式（2），计算得：Q=0.314kg ，为了便于装药，取单孔装药量为0.3kg 。

3．上台阶单孔装药量及装药量分配（1）周边孔根据光爆孔的线装药量，单孔药量取q1=300×2=600g=0.6kg（4卷）总药量Q1=600×40=24000g=24.0kg（2）辅助孔根据经验，辅助孔的单孔药量取周边孔单孔药量的1.2～1.5倍。

单孔药量q2=600×1.5=900g=0.9kg（6卷）总药量Q2=900×41=36900g=36.9kg（3）掏槽孔由于掏槽孔的夹制系数最大，为了取得良好的掏槽效果，需加大掏槽孔的装药量。

单孔药量q3=1050g=1.05kg（7卷）总药量Q2=1050×18=18900g=18.9kg（4）底孔根据经验，底孔的单孔药量取周边孔单孔药量的1.2～1.5倍。

单孔药量q4=600×1.5=900g=0.9kg（6卷）总药量Q4=900×11=9900g=9.9kg采用毫秒微差起爆，这种方法具有降低爆破地震效应、改善破碎质量、降低炸药单耗、减小后冲、爆堆集中等明显优点，起爆时差为50ms。

炮孔布置图见台阶法开挖起爆图，炮孔装药量及起爆顺序见下表。

表5钻孔2米上台阶炮孔装药量及起爆顺序表6钻孔2米下台阶炮孔装药量及起爆顺序4．起爆顺序掏槽孔→辅助孔→周边孔→底孔。

5．装药结构采用2号岩石铵梯炸药进行爆破，每节炸药重150g ，长20cm 。

实际装药时，周边孔采用间隔装药，掏槽孔、辅助孔和底孔采用连续装药，见图5-图7，孔口部位采用纸团和黄泥堵塞。

图5 钻孔2米周边孔装药结构图32雷管2号岩石炸药纸团炮泥导爆管图5 钻孔2米辅助孔和底孔装药结构图图5 钻孔2米掏槽孔装药结构图本工程爆区内的岩石为工程区内地层岩性为板岩夹碳质板岩、灰岩，为坚硬岩石，根据表4，取K=150， =1.5。

液化气站，取Vs=1cm/s 。

根据表5得出最大单响药量Qmax=24kg ，代入式（3）得出爆区距离液化气站的最近距离为Rs=81.4m 。

即隧道开挖至D2K28+375.5时可采用炮孔深度为2米的控制爆破，开挖至DK28+354以后，掌子面距离液化气站距离大于100米，按正常台阶法爆破施工。

3安全可靠性评估1．设计方法设计方法的合理性体现在以下几个方面：（1）针对爆区的地质、地形条件和环境情况，选择浅眼松动控制爆破作为洞身爆破开挖方案。