區(qū)間隧道爆破設(shè)計

1、重慶軌道交通一號線第11標(biāo)中鐵三局集團有限公司區(qū)間隧道鉆爆設(shè)計編制：審核：批準(zhǔn)：日期：中鐵三局集團有限公司重慶軌道交通一號線第11標(biāo)項目經(jīng)理部一、爆破設(shè)計依據(jù)：1、地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范2、鐵路隧道施工規(guī)范3、 重慶市軌道交通一號線第11標(biāo)段設(shè)計施工圖紙及地勘資料二、爆破設(shè)計原則:1、采用光面爆破。根據(jù)地質(zhì)條件，開挖斷面、開挖進尺，爆破器材等條件編制爆破設(shè)計。鉆爆參數(shù)是一動態(tài)的參數(shù)，應(yīng)根據(jù)圍巖變化及時調(diào)整，進行動態(tài)管理。2、隧道通過兩種類別不同的圍巖，要求鉆爆技術(shù)人員能根據(jù)圍巖的變化情況和地表振動監(jiān)測情況，及時調(diào)整好控爆參數(shù)，將爆破對隧道周壁的破壞和地表建筑物的影響減小到最低。3、加強開挖

2、工序管理，對全隧道實現(xiàn)光面爆破開挖，減少超欠挖量，減輕圍巖松馳圈影響范圍，確保隧道開挖成形質(zhì)量。三、地質(zhì)概況：1、工程位置重慶市軌道交通一號線（朝天門沙坪壩）工程11標(biāo)段區(qū)間隧道工程起訖里程K11+600K12+829.962，全長1229.962m。本段區(qū)間隧道頂板埋深22m65m，為深埋隧道。線路多為雙線單洞隧道型式，在臨近高廟村站時過渡至單線單洞型式。隧道襯砌結(jié)構(gòu)按新奧法原理設(shè)計，采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)，礦山法施工。2、工程與周邊建筑物的關(guān)系本段存在的主要工程地質(zhì)問題為地面建筑（構(gòu)）物，該段隧道里程樁號K11+934K11+990處地面建筑為白馬小區(qū)(樁基礎(chǔ))，隧道拱頂距小區(qū)樁基礎(chǔ)底高差約2

3、1.5m; 隧道里程樁號K11+977K12+001處地面建筑為聚興摩配廠集資房 (樁基礎(chǔ)，標(biāo)高332.750)，隧道拱頂距小區(qū)樁基礎(chǔ)底高差約21.5m; 隧道里程樁號K12+040K12+103處地面建筑為城建校集資樓 (條形基礎(chǔ)，標(biāo)高339.530)，隧道拱頂距小區(qū)樁基礎(chǔ)底高差約31.1m。3、地形地貌軌道交通一號線主要位于長江、嘉陵江兩大地表水系匯合間的狹長半島（重慶半島）上，宏觀地貌景觀呈深切割丘陵地貌景觀。區(qū)間隧道：本段隧道場地屬構(gòu)造剝蝕丘陵區(qū)，海拔高程265385m，相對高差40120m。地勢起伏較大，切割較深，地形坡度515。4、地質(zhì)情況1）里程樁號K11+600K11+630段

4、路線前進方向255，巖層傾向210230，路線走向與地質(zhì)構(gòu)造線大角度斜交。巖層呈單斜狀產(chǎn)出、產(chǎn)狀平緩，傾角8左右圍巖為互層狀砂質(zhì)泥巖與砂巖，巖體節(jié)理裂隙不發(fā)育，巖體較完整，該段屬淺埋洞室，圍巖級別為級。2）里程樁號K11+630K12+195段該段線路呈弧型，前進方向由265295，巖層呈單斜狀產(chǎn)出，傾向120110、傾角1015。根據(jù)隧道設(shè)計方案，該段隧道頂板埋深2265m，頂板巖層厚度2063m，圍巖為長頁砂巖夾二層泥巖，呈中等風(fēng)化狀態(tài)，巖體節(jié)理裂隙不發(fā)育、較完整。屬深埋洞室，圍巖級別級。3）里程樁號K12+195標(biāo)段終點段線路呈弧型，前進方向由29130284，巖層呈單斜狀產(chǎn)出，傾向11

5、0105，其產(chǎn)狀平緩、傾角104。根據(jù)隧道設(shè)計方案，該段隧道頂板埋深20100m，頂板巖層厚度1899m，圍巖為砂質(zhì)泥巖夾數(shù)層砂巖，呈中等風(fēng)化狀態(tài)，巖體節(jié)理裂隙不發(fā)育、較完整。屬深埋洞室，圍巖級別級。5、地質(zhì)構(gòu)造與地震擬建隧道段在區(qū)域構(gòu)造上屬于沙坪壩背斜東翼，路線呈弧形，前進方向由29130284，巖層呈單斜狀產(chǎn)出，傾向110105，其產(chǎn)狀平緩、傾角104。根據(jù)隧道設(shè)計方案，該段隧道頂板埋深20100m，頂板巖層厚度1899m，圍巖為砂質(zhì)泥巖夾數(shù)層砂巖，呈中等風(fēng)化狀態(tài)，巖體節(jié)理裂隙不發(fā)育、較完整。根據(jù)中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖（1/400萬）GB18306-2001之圖A1及中國地震動反應(yīng)譜特

6、征周期區(qū)劃圖（1/400萬）GB18306-2001之圖B1，場地的抗震設(shè)防烈度為6度。場地設(shè)計基本地震動峰值加速度0.05g。6、氣象、水文地質(zhì)隧道擬建區(qū)屬亞熱帶濕潤氣候，冬暖春早、雨量充沛、空氣濕度大、云霧多。多年平均氣溫18.3，日最高氣溫42.2，日最低氣溫-1.8。多年平均降水量1082.6mm左右，多集中在59月。多年平均相對濕度79%左右，絕對濕度17.7hpa左右。場地屬構(gòu)造剝蝕中丘及丘頂?shù)木徟_地貌，且街道市政排水設(shè)施完備，因此，僅少量地表水沿著破裂的地下管道滲透于砂巖中，形成基巖裂隙水，擬建隧道基巖整體上含水性微弱且上覆土層也較薄，不利于上層滯水賦存。四、爆破設(shè)計:區(qū)間隧道開

7、挖需要控制爆破振動對地表建筑物的危害，故施工時應(yīng)盡可能多地采用綜合減振措施，降低振動速度，并利用測振儀進行安全振動監(jiān)測。1、爆破設(shè)計原則：爆破震動強弱主要與爆破器材、被炸體的物理性質(zhì)、地形地貌爆破方式、開挖方式、炸藥用量、爆心距等因素有關(guān)。 1）、選擇合理的炸藥品種。炸藥爆速對爆破震動速度有直接影響，爆速越高，產(chǎn)生的振動越大。由于隧道爆炸的特點，掏槽眼和掘進眼應(yīng)選擇爆速較高的炸藥，周邊眼利用低爆速的炸藥，綜合考慮隧道開挖采用2#巖石炸藥、乳化炸藥以及周邊眼使用的光爆炸藥（2#巖石小藥卷炸藥）。2）、選擇合理的起爆時差爆破振速的大小只與同時起爆的炸藥量有關(guān)。因此設(shè)計中只要每段雷管的起爆時差足夠大

8、，使爆破振動速度不疊加，則爆破振速就只與最大段裝藥量有關(guān)。但起爆時差過大，會影響爆破效果。根據(jù)以往施工經(jīng)驗，選擇國產(chǎn)系列非電毫秒雷管（低段位跳段使用）基本能使震動波形不疊加。3）、選擇合理的掏槽方式有無進尺看掏槽.隧道爆破開挖的關(guān)鍵是掏槽,掏槽成功與否直接影響爆破效果,并且掏槽的深度亦直接影響隧道掘進的循環(huán)進尺。根據(jù)所選用的鉆孔機械不同而選用最佳的掏槽型式。在軟巖、中硬巖層中，節(jié)理裂隙較發(fā)肓的淺眼爆破（炮眼深度在2.5m 以下時，稱為淺眼爆破），采用小直徑中空直眼掏槽，掏槽效果較好，因此在區(qū)間隧道單側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖中采用小直徑中空直眼掏槽。掏槽眼布置在正方形0.7m0.7m 范圍內(nèi)，設(shè)計每次進尺

9、1.6m（兩榀鋼拱架間距），掏槽體積0.78m3, 掏槽炮眼長度1.8m根據(jù)公式Q= Lq1 =0.85Kg Q每個炮孔的裝藥量（Kg）炮孔裝藥系數(shù)，=0.60L炮孔深度(m),L=1.8q1直眼掏槽炮孔線裝藥密度（Kg/m）q1=0.78根據(jù)實際情況作調(diào)整，具體如下表：直眼掏槽裝藥參數(shù)表雷管段別炮眼深度(m)炮眼數(shù)量（個）單孔藥量(kg)單段藥量(kg)空孔1.8411.811131.840.83.2合計94.24）、開挖方式根據(jù)圍巖情況，同時為減少同段雷管的裝藥量，控制爆破規(guī)模，采取單側(cè)壁導(dǎo)坑開挖法，分步開挖。見下圖5）、爆破設(shè)計參數(shù)的確定:根據(jù)經(jīng)驗初選參數(shù)，再通過現(xiàn)場實的驗確定。（1）、

10、炮眼深度L，孔徑d以循環(huán)進尺作為眼深，取1.6m，掏槽眼加深約10%，取1.8m孔徑d 使用鉆頭為32mm，確定d=32mm （2）、炮眼數(shù)目通過經(jīng)驗類比法確定。（3）、炮眼布置炮眼布置根據(jù)圍巖特點合理選擇周邊眼間距及周邊眼的最小抵抗線，輔助炮眼交錯均勻布置，周邊炮眼與輔助炮眼眼底在同一垂直面上，掏槽炮眼加深10%20%。先布置掏槽眼，再按光面爆破原則布置周邊眼。然后是底板眼、內(nèi)圈眼、二臺眼、最后布置掘進眼，掘進眼均勻布置，內(nèi)圈眼比掘進眼密一些，比周邊眼稀一些,其間距為周邊眼的1.5 倍左右,抵抗線為間距的0.7 倍左右,另外為了不至使底板越爆越高,底板也要下插角,以又考慮到先爆炮眼的部分碴堆

11、在上面,爆破時負荷較大,因此二臺眼、底板眼比掘進眼適當(dāng)加密，稀密程度和內(nèi)圈眼差不多。周邊眼參數(shù)經(jīng)驗計算式：周邊眼間距 E=（818）d（d 為炮眼直徑），cm。抵抗線 W=（1.01.5）E,cm;不耦合系數(shù)D D=1.252.0根據(jù)公式及經(jīng)驗分別取E=45cm；W=60cm；內(nèi)圈眼間距70cm 左右；底板眼間距60cm;擴槽眼75cm 左右；掘進眼80cm左右； (4)、炮眼布置詳見炮眼布置圖。(5)、總炸藥量的計算：Q=KLS 式中 Q一次爆破總裝藥量；K單位巖石爆破炸藥消耗量，Kg/m3;L炮眼深度，m;S斷面積，m21部總藥量Q=1.01.617.1=27.36Kg；2部總藥量Q=1.

12、01.618.09=28.94Kg；3部總藥量Q=1.01.620.63=33.01Kg；4部總藥量Q=1.01.616.31=26.10Kg；1部、3部（臨時支護需開挖后拆除）需要掏槽爆破，而2部、4部在1部、3部開挖后爆破，已形成有利臨空面，因此各部分總炸藥量需重新分配。(6)、單眼裝藥量的計算隧道爆破，炮眼所在部位不同，所起的作用是不同的。掏槽眼要求拋擲；掘進眼只要求松動，而在掏槽部位的兩側(cè)與其上下各部份的炮眼要求又不一樣，側(cè)部要求松動，上部要求弱松動，下部要求加強松動，周邊眼要求光面爆破，底板眼則要用拋擲爆破的藥量，所以各部位炮眼的裝藥量是不同的。周邊眼的線裝藥密集度系數(shù) q=0.19

13、Kg/m。其它眼的裝藥量按下式計算q=KaWL式中；q單眼裝藥量K炸藥單耗，kg/m3W抵抗線，cm；a炮眼間距，m;L炮眼深度，m；炮眼所在部位系數(shù)，參見下表；炮眼部位系數(shù)炮眼掏槽擴槽掘進掘進掘進內(nèi)圈二臺底板周邊部位炮眼炮眼槽下槽側(cè)槽上炮眼炮眼炮眼炮眼121.20 1.00 0.95 0.90 0.85 1.05 1.10 0.60 根據(jù)公式及經(jīng)驗q 周邊=0.30Kg;q 掏槽=0.80 Kg;q 內(nèi)圈=0.60 Kg;q 掘進=0.90 Kg;q 底板=0.70 Kg;q 擴槽=0.70 Kg; (7)、裝藥結(jié)構(gòu)、起爆方式、堵塞方式a、周邊眼采用竹片、導(dǎo)爆索、小直徑藥卷間隔綁扎裝藥結(jié)構(gòu)、

14、底部藥量適當(dāng)加強；b、其余各炮眼均采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)。c、起爆方式：隧道爆破眼中的炸藥可采用正向爆或反向爆，但裝瞬發(fā)雷管的炮眼采用正向起爆，其它炮眼采用反向爆。即掏槽眼的首段采用正向裝藥起爆。d、堵塞方式：炮眼裝藥后的堵塞要將炮泥堵在與裝藥相接的部位，這種堵塞方式比堵在眼口的爆破效果好，堵塞長度2040cm。e、起爆順序。先掏槽而后擴槽、掘進眼、內(nèi)圈眼、底板眼、最后周邊眼。6)、光面爆破技術(shù)采用毫秒微差有序起爆，周邊眼采用導(dǎo)爆索起爆，以減小起爆時差。對于穩(wěn)定性、整體性較好圍巖，周邊眼與其它炮孔一樣，布置在同一里程斷面上，只需合理布置周邊眼、周邊眼距內(nèi)圈眼間距以及內(nèi)圈眼、周邊眼起爆時差即能有效地實

15、現(xiàn)光面爆破，在一些特殊地段也可采用預(yù)留光爆層光面爆破技術(shù)，也就是每一循環(huán)均將該循環(huán)同里程處的側(cè)墻光爆層留出，在下一循環(huán)中實施爆破，預(yù)留光爆層隨掌子面向前推進而推進，該方法的優(yōu)點是較易獲得良好的光爆效果，有利于減輕爆破的震動效應(yīng)。7）、爆破起爆網(wǎng)絡(luò)各段毫秒微差雷管腳線集束于掌子面中央懸掛，用火雷管導(dǎo)火索引爆?？變?nèi)微低段雷管一般跳段使用，使各相鄰段間隔時間大于50ms，以改善爆破效果和防止地震波疊加而產(chǎn)生較大的地震動。另外，為了確保周邊眼同時起爆，保證光爆效果，還將各孔內(nèi)的導(dǎo)爆索延長至孔外，用一長主干導(dǎo)爆索順拱部周邊眼進行串聯(lián)，使每個周邊眼孔內(nèi)有二套獨立的起爆系統(tǒng)，確保同時起爆.2、鉆爆操作:1）

16、、鉆眼1.1 準(zhǔn)備工作：開工前準(zhǔn)備工作做到“四查”，即查鉆機及支架是否正常；查風(fēng)水管路到位和牢固情況；查鉆頭、鉆桿、扳手等工具是否帶齊；查消耗材料有無備用。1.2 定位：由工班長根據(jù)技術(shù)室下發(fā)的鉆爆設(shè)計將每臺鉆機鉆孔范圍及順序分配明確，鉆眼前定出開挖斷面中線、水平線和斷面輪廓，標(biāo)出炮眼位置，經(jīng)檢查符合設(shè)計要求后方可進行開鉆。炮眼的深度、角度、間距應(yīng)按設(shè)計要求確定,當(dāng)開挖面凹凸較大時，應(yīng)按實際情況調(diào)整炮眼深度，并相應(yīng)調(diào)整裝藥量，力求除掏槽眼外的所有炮眼底在同一垂直面上；1.3 開口：根據(jù)爆破設(shè)計及中線水平，選好開口位置，刨去浮石，調(diào)整支架角度，使支架與開口處巖面保持垂直。操作時，先供水后供風(fēng)。先

17、開半風(fēng)，用力前推防止打滑，鉆進35cm 后再調(diào)整支架，保持設(shè)計規(guī)定的角度，開全風(fēng)，加大推力。1.4 鉆進：鉆進中應(yīng)充分發(fā)揮支架作用，以加快鉆進速度，減輕體力勞動：a 一條線：釬子、風(fēng)鉆、氣腿必須在同一垂直面上，從后面看是“一條線”，這樣使鉆機不會左右搖擺；b 中心鉆：掌握好支架的進氣量，使支架不致忽上忽下，使鉆桿始終在炮眼中心位置旋轉(zhuǎn)；c 靠邊站：一人操縱一臺風(fēng)鉆，人要站在鉆機的側(cè)后方，使風(fēng)鉆貼在身邊，穩(wěn)住風(fēng)鉆，不使風(fēng)鉆左右搖擺；1.5 撥釬：鉆孔滿足設(shè)計深度后，不宜多鉆應(yīng)及時撥釬轉(zhuǎn)移。在整體性較好的巖石中，可停風(fēng)撥釬，停機時應(yīng)先關(guān)水后關(guān)風(fēng)。在破碎巖石中，為克服阻力鉆機應(yīng)帶風(fēng)轉(zhuǎn)動撥釬。2）、裝

18、藥2.1 鉆眼完畢后，按炮眼布置圖進行檢查，有不符合要求的炮眼應(yīng)重新鉆眼，經(jīng)檢查合格后方可裝藥。2.2 裝藥前必須將炮眼內(nèi)泥漿、石屑用高壓風(fēng)吹洗干凈，所有裝藥的炮眼均應(yīng)堵塞炮泥；五、爆破振動監(jiān)測：爆破振動監(jiān)測是本工法的重要組成部分，是檢驗設(shè)計與施工正確與否?？刂票普駝游：Φ挠行侄巍１O(jiān)測系統(tǒng)見圖5。測點布置。研究爆破地震動波傳播規(guī)律通常是沿爆破區(qū)徑向或環(huán)向布置1 條或幾條地表測線或1 條隧道內(nèi)測線，徑向測點按對數(shù)曲線布置，測點應(yīng)放在同一地層或基礎(chǔ)上，每一測點最好能同時測3 個方向量。觀測爆破振動對建筑物影響的測點則應(yīng)布置在被測地表建筑物附近的地表、基礎(chǔ)或建筑物上。量測數(shù)據(jù)的處理。應(yīng)用公式V=

19、K（Q1/3R）及一元回歸法對所測得的數(shù)據(jù)進行回歸分析，得到與介質(zhì)、地形有關(guān)的系數(shù)K、，從而可得到質(zhì)點振速V 的衰減規(guī)律，然后根據(jù)上式、允許最大振動速度、爆心距R，反算出允許的一次起爆藥量Q。將得到的振速與安全判據(jù)（有關(guān)規(guī)程所規(guī)定的允許振動速度值）相比較，可以判斷建筑物、構(gòu)筑物是否安全。若所測得的振動速度值大于允許值時，則應(yīng)采取減振措施。六、質(zhì)量保證措施：(1).炮眼的深度，角度間距應(yīng)符合以下要求a.掏槽眼:眼間距誤差和眼底間距誤差不得大于5cm.b.輔助眼:眼口排距,行距誤差不得大于5cmc.周邊眼:沿隧道設(shè)計斷面輪廓線上的間距誤差不得大于5cm ，周邊眼外斜率不得大于5cm/m， 眼底不超出開挖面輪廓線索10cm 最大不得超過15cm。d.內(nèi)圈眼與周邊眼的排距誤差不得大于5cm。e.凹凸較大時應(yīng)調(diào)整炮眼深度并相應(yīng)調(diào)整裝藥量。(2)裝藥前應(yīng)將眼內(nèi)泥漿，石屑吹洗干凈，已裝藥的炮眼應(yīng)及時用炮泥堵塞密封，周邊眼堵塞長度不宜小于20cm。(3)爆破后開挖斷面應(yīng)嚴(yán)格控制超欠挖，超欠挖控制在規(guī)范及設(shè)計要求允許范圍內(nèi)。 c.炮眼痕跡保存率應(yīng)滿足：硬巖80% ，中硬巖60%，周邊眼應(yīng)在開挖輪廓面上均勻分布。（4）炮孔間距應(yīng)符合鉆爆設(shè)計。周邊眼間距的誤差不大于5cm 和內(nèi)圈眼間距的誤差不大于10cm，周邊眼的外插角不大于3 度。（5）除周邊眼外的其它眼孔方向應(yīng)與隧道方向平等，要求孔底在