光面爆破施工方案

新建铁路太原至中卫(银川)线ZQ-II标

关键工序、特殊过程施工方案

【光面爆破】

编制： 复核： 审核：

中交太中银铁路工程第八项目经理部

二OO六年十二月

光面爆破施工方案

一、工程说明

太中银铁路ZQ-II标八项目管段内共有7座隧道，2座为黄土隧道，其余均为石质 隧道，通过地层主要为砂岩夹泥岩地层，岩层产状水平，节理裂隙发育。地下水主要为基岩裂隙水及第四系孔隙潜水，部分地段地下水为承压水。由于本段围岩所具有的特点决定了隧道开挖成拱性差，开挖支护难度大，进而影响施工进度、施工质量及施工安全，因此对隧道的光面爆破提出了更高的要求。

本段内围岩级别有Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级，针对不同的围岩级别采用不同的开挖方法，主要有全断面法、台阶法、中隔壁法，本施工方案针对不同的开挖方法、不同的地质情况确定合理的钻爆方案，选择合理的爆破参数和施工工艺，提高光爆效果和效率。 二、隧道光面爆破施工工艺

1、光面爆破施工工艺流程

见图1“光面爆破施工工艺流程图”。 2、光面爆破工艺要求 ⑴钻爆设计 ①设计原则：

根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线，辅助炮眼交错均匀布臵，周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上，掏槽眼加深10～20cm。

严格控制周边眼装药量，间隔装药，使药量沿炮眼全长均匀分布。

选用低密度低爆速、低猛度的炸药；本工程采用岩石销铵炸药和乳化炸药，非电毫秒雷管起爆。采用微差爆破，周边眼采用导爆索起爆，以减小起爆时差。

②钻爆设计要求

爆破作业由爆破工程师根据地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具、爆破器材等进行爆破设计。

合理选择爆破参数，根据围岩情况合理选择中空直眼或斜眼掏槽。爆破后要求炮眼痕迹保存率：硬岩≥80％，中硬岩≥60％，并在开挖轮廓面上均匀分布，两次爆破衔接台阶不大于15cm。

每次爆破后通过爆破效果检查，分析原因，及时修正爆破参数，提高爆破效果，改善技术经济指标。

洞口附近爆破施工严格控制单段装药量，降低震速，确保周边民房及其他构筑物的安全。

图1 光面爆破施工工艺流程图

⑵掏槽方式

采用中空直眼或斜眼掏槽。直眼掏槽操作较简单，钻孔方向易掌握；当石质较硬、断面较大时，采用斜眼掏槽，以便减少钻眼数量。

⑶放样布眼

钻眼前，测量人员要用红铅油准确绘出开挖面的中线和轮廓线，标出炮眼位臵，其误差不得超过3cm。在直线段，可用3～5台激光准直仪控制开挖方向和开挖轮廓线。

每次测量放线的同时，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。

⑷定位开眼

采用钻孔台车钻眼时，台车与隧道轴线要保持平行。台车就位后按炮眼布臵图正确钻孔。对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，开眼误差要控制在3cm和5cm以内。

⑸钻眼

钻工要熟悉炮眼布臵图，要能熟练地操纵凿岩机械，严格按钻爆设计实施。定人定位，周边眼、掏槽眼由经验丰富的司钻工司钻。一定要有丰富经验的老钻工司钻，台车下面有专人指挥，准确定位钻杆，以确保周边眼有准确的外插角（眼深3m时，外插角小于3°；眼深5m时，外插角小于2°），尽可能使两茬炮交界处台阶小于15cm。同时，应根据眼口位臵及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼深度，以保证炮眼底在同一平面上。

同类炮眼钻孔深度达到钻爆设计要求，眼底保持在一个铅垂面上。 ⑹清孔

装药前，必须用由钢筋弯制的炮钩和小于炮眼直径的高压风管输入高压风将炮眼石屑刮出和吹净。

⑺装药结构及堵塞方式

装药采用分片分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管“对号入座”。所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm。

周边眼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，采取分段非连续装药结构。施工时采用不耦合装药结构，不耦合装药系数控制在1.4～2.0范围内。

根据岩石强度选用不同猛度、爆速的炸药，有水地段及周边眼选用乳化炸药，其余均用2号岩石硝铵炸药。周边眼用φ25×200小药卷，不耦合装药，其余炮眼用φ40×500药卷。采用塑料导爆管非电起爆。对于煤层、瓦斯地段采用煤矿安全炸药和毫秒电雷管。

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，控制导爆索的连接方向和连接点的牢固性。

所有装药炮眼用炮泥堵塞，周边眼堵塞长度不小于25cm。 ⑻联结起爆网路

起爆网路为复式网路，以保证起爆的可靠性和准确性。联结时要注意：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，专人负责检查。

⑼通风防尘

爆破后，立即进行通风排尘，必要时利用水幕降尘法消除烟尘。 ⑽光面爆破控制标准

根据技术规范，采用严格的光面爆破控制标准。控制标准详见表1“光面爆破控制标准表”。

⑾微震爆破施工参数控制

①不良地质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为最大一段爆破药量(kg)；

Vkp为安全速度(cm/s),取Vkp＝2cm/s； R为爆破安全距离(m)； K为地形、地质影响系数； a为衰减系数。

K、a值是针对隧道的具体情况，在多次试爆基础上进行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。

表1 光面爆破控制标准表

②微震控制爆破参数参考表见下表2“上半断面微震爆破参数表”、表3 “下半断面微震爆破参数表”。具体实施时，结合试验确定。

表2 上半断面微震爆破参数表

表3 下半断面微震爆破参数表

⑿光面爆破和预裂爆破参数控制

见下表4“光面爆破参数表”、表5“预裂爆破参数表”。

表4 光面爆破参数表

表5 预裂爆破参数表

三、爆破效果监测及爆破设计优化

1、爆破效果检查

检查项目主要有：断面周边超欠挖检查；开挖轮廓圆顺度，开挖面平整检查；爆破进尺是否达到爆破设计要求；爆出石碴块是否适合装碴要求；炮眼痕迹保存率，硬岩≥80％，中硬岩≥60％并在开挖轮廓面上均匀分布；两次爆破衔接台阶不大于10cm。

2、爆破设计优化

每次爆破后检查爆破效果，分析原因及时修正爆破参数，提高爆破效果，改善技术经济指标。

根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况，修正眼距，用药量，特别是周边眼。 根据爆破后石碴的块度大小修正装药参数。

根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度，使爆破眼眼底基本落在同一断面上。 四、不同围岩开挖方法钻爆设计

1、隧道全断面法开挖光面爆破设计 见图2“隧道全断面开挖钻爆设计图”。 2、隧道台阶法开挖光面爆破设计 见图3 “隧道台阶法开挖钻爆设计图”。 五、劳动力及设备配臵

1、劳力组织

2、设备配备

六、技术措施

⑴根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况，修正爆破孔距，用药量，特别是周边眼。 ⑵根据爆破振速监测，调整单段起爆炸药量及雷管段数分布。

⑶根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度，尽量使除掏槽眼外的所有炮孔底部基本上落在同一横断面上。

⑷钻眼前画出开挖轮廓线，标出炮眼位臵，安装激光指向仪，保证测量精度，严格控制周边眼外插角和装药量，使开挖轮廓圆顺，炮眼痕迹保存率符合光爆技术要求。

⑸采用光面爆破工法，非电毫秒雷管起爆。通过工程类比法和现场试验确定爆破参数，根据不同围岩条件不断优化爆破设计。采用的技术措施如下。

①施工前据地质调查结果，选择有代表性的位臵，进行现场爆破试验，提出爆破参数，指导下步施工。

②软弱围岩采用密打眼、少装药、微震爆破技术，降低爆破震动强度减小对围岩的扰动。

③采用周边光面爆破技术，减轻爆破对周边的扰动，控制超欠挖。

④科学布眼，合理安排起爆顺序。预裂爆破时先预裂后掏槽，光面爆破，从掏槽眼开始，由内向外，最后是周边光面爆破。

⑤认真进行装药量计算，科学进行药量分配。

⑥加强堵塞；使用长药卷爆破工艺，定做长药卷，提高装药速度，增加装药密度。 ⑦采用激光准直仪定向，使中线测量准确快捷。采用断面仪测定开挖轮廓及超欠挖情况，并以图表形式快速反馈到施工中去，以便及时调整爆破参数，进一步提高爆破效果。

⑧采用全面质量管理理念，以超欠挖和残眼率为产品质量控制点，通过加强现场全过程的工序质量控制，来达到预期的产品质量目标。

⑨选用合适爆速的炸药

理论和实践证明，炸药爆速对质点爆破震动速度有直接影响，爆速越高，爆破产生的震动越大，因此本段采用较低爆速的2#岩石硝铵炸药，周边眼采用小直径低爆速的光爆炸药。

⑩炮孔采用线性布臵

炮孔线性布臵和起爆有以下优点：布臵炮孔简单，炮孔参数准确；临空面好可提高炸药爆炸能量利用率，同样情况下用炸药量少；炮孔排列整齐便于钻孔，可提高钻孔效率；易于用光面爆破控制开挖轮廓；便于调整孔网参数控制爆破岩石块度，提高装碴效率。 七、安全保证措施

⑴爆破物品的领用、发放必须由专人负责，签字手续齐全，帐物相符，严禁私拿，私自送人，严防丢失、被盗、和挪作它用，严禁炸药、雷管混放和同车运输。

⑵爆破人员必须做到持证上岗，对未经地方公安部门培训的无证人员不准参加爆破工作。

⑶严格按设计人员提供的孔位间距、方向、深度及装药量等参数实施，严格控制一次最大起爆量，不经同意不准擅自起爆。

⑷爆破所用雷管必须经过检查试爆，电雷管须检查电阻，生铜锈的雷管严禁使用. ⑸严格按照国家、江苏省及南京市的有关规定进行爆破作业，同时坚持以下“八不准”制度：

无关人员不准进入爆破区和乱动爆破用品。 人员不撤离爆破区和不安全地带不准爆破。 不经现场值班人员同意不准起爆。 警戒人员不到位不准起爆。

信号不清楚和没有起爆信号不准起爆。 没有做好防护工作不准起爆。

爆破后不经检查同意，不准进入爆破作业区。

发现哑炮不进行处理不准进行下道工序施工。 ⑹爆破器材管理规定

爆破器材的领取、退还必须专人负责。其程序为：各工区需提前三天报炸药申请计划，填写“爆破器材申请单”，并经管区工程师批准；领用前，必须经安全长签字，方可到保障部办理领取手续，按一次需用量开发料单，发料单一式三份，保障部业务留存一份，领用工区使用记账一份，保管员留存记账一份。

凭保障部开据的发料单到库存领取，保管员发料时必须按照发料单所列药品名称、规格、数量发放，雷管和炸药不得混装。

运输爆破器材途中不准停歇，特殊情况需要停歇时，要远离建筑物和人口稠密的地方，并由专人看管，严禁在爆破器材附近吸烟、用火。

建立严格的爆破器材清退制度，清退工作要专人负责。各工区把每天剩余的爆破器材当天清退完毕，交药库统一保管，由保管员出据清退器材清单，各工区可凭清退器材清单领取爆破器材再次使用。

严禁任何人私存、私拿、私用、私藏、赠送、转让、转借和丢失爆破器材。 ⑺爆破器材的搬运

禁止用翻斗车、自卸汽车、拖车、拖拉机、机动三轮车、人力三轮车、自行车和摩托车运输爆破作业器材。

装卸爆破器材的地点应有明显的信号：白天应悬挂红旗和警标，夜晚应有足够的照明，并设臵警卫，禁止无关人员在场，严禁摩擦、撞击、抛掷爆破器材。

用人工搬运爆破器材时，必须遵守下列规定：

①在夜间或隧道内，应随身携带完好的矿用蓄电池灯、安全灯和绝缘灯。 ②炸药与雷管应分别放在两个专用背包（木箱）内，禁止装在衣装里。 ③领到爆破器材后，应直接送至爆破地点，禁止乱丢乱放。 ④不得提前班次领取爆破器材，不得携带爆破器材在人群中。 ⑤一人一次运送的爆破器材数量，应不超过：

同时搬运炸药和起爆器材10kg; 拆箱搬运炸药20kg: 背运原包装炸药一箱； 挑运原包装炸药一箱。

⑥装运和搬运爆破器材期间，严禁烟火和携带发火物。 ⑻ 爆破现场的安全组织与管理

爆破作业现场必须统一指挥，明确分工，有组织的进行，做到统一部署，行动一致。 禁止抽烟，禁止将火柴、打火机与其它易燃品带入工地。

起爆前,人员应撤离爆破区，施工机具应妥善安臵，经现场施工技术人员对装药结构和起爆网络检查合格后，在确认爆破区安全的情况下，由安全长下达起爆命令。

⑼装药作业的安全要求

装药作业必须是具有爆破操作合格证的爆破工担任。装药区内，严禁抽烟点火，非装药人员在装药开始前，必须撤离装药地点,装药时必须检查并记录装药个数、位臵，以便起爆后核对有无哑炮,并进行处理。

装填炸药应根据设计要求的炸药品种、数量、位臵进行。装药要分次装入，用竹、木棍轻轻压实，严禁用铁棒等金属器具或用力压入炮孔中。炮孔内不得掉入石屑。

炮孔的堵塞，应保证其质量和长度，并保护好起爆网络，堵塞材料宜选用与炮孔壁摩擦力大,能结成一个整体，充填时易于密实,不漏气的材料。

⑽哑炮的处理方法和安全要求

如炮孔外的电线、导爆索经检查性能尚好，可以重新接线起爆。

当孔深在50厘米以内时，可用表面爆破法炸毁，当炮孔较深且用药量不太多时,可以先把上部填塞物用木制或竹制工具小心掏出,再用压力不大的水浸泡并冲洗出，并将拒爆药包的雷管销毁，或将上部炸药掏出部分后，再重新装入起爆药包起爆。

可在原炮眼四周60厘米处打与之平行的新炮眼，重新装药起爆销毁原哑炮，但钻孔时，要避免钻头触及原孔雷管与炸药，且需注意岩层节理情况,在打眼地点不得有连通哑炮之裂纹。

处理哑炮时，禁止拉住电雷管的脚线，把雷管从药包内拉出，禁止把药包或带雷管的药包从炮眼内掏出，禁止把残眼底部加深扩大，再装药爆破。

处理哑炮时，必须设立警戒区，禁止无关人员在附近做其它工作。