1、高 井 电 厂 热 力 管 网 隧 道爆破开挖工程施工方案一、 工程概况1. 地质条件 热力管网隧道穿过的岩层为中等风化的砂页岩和玄武岩，岩质密实、强度大，围岩分类为和V类。隧道全长约960m。该段隧道所处区域地下水埋深4.010.40m，爆破开挖区域位于距地表20m的以下，爆破开挖区域上方为京门公路，且有通讯电缆和光缆通过，爆破条件较为苛刻。该段隧道爆破开挖单循环进尺必须控制在1.01.2m以保证隧道围岩稳定和周围建(构)物的安全。2. 施工机具 爆破开挖施工主要选用施工机械有：7655风钻30把、凿岩台车2台、9/12m3空压机8台、风镐16台、WY16型小挖掘机器1台、0.7m3小型矿斗2、车24台。3. 爆破器材 由于爆破区域位于地下水埋深以下，所以选用抗水爆破器材。爆破用炸药选用岩石乳化炸药，雷管选用120段非电毫秒雷管。周边孔光面爆破配用导爆索。4. 爆破施工总体安排 由于开挖隧道较长(全长约960m)，采用双工作面从隧道两端掘进显然不利于撑子面获得良好的通风效果，根据高井电厂热力管网工程总体设计布置，沿该段隧道至少有9个竖井可以利用。因此，隧道爆破施工应首先进行竖井开挖和隧道两端的掘进爆破，然后再利用开挖好的竖井增加隧道爆破开挖撑子面。二、 爆破施工工艺 中等风化、微风化基岩均采用双台阶光面微差控制爆破技术开挖。爆破开挖工艺流程图如下：三、爆破设计原则 为确保良好的爆破效3、果、爆破施工质量与施工安全，爆破开挖遵循如下原则：、 竖井全断面开挖；隧道开挖采用上下断面微台阶开挖，上半断面超前下半断面35m； 、 掏槽采用楔形掏槽。实践表明，楔形掏槽是一种爆破震动较小的掏槽方式。、 掘进眼的钻孔深度不大于1.4m，循环进尺1.01.2m左右。、 为降低爆破振动和获得良好爆破掘进效果，采用毫秒微差爆破，单段爆破药量根据爆破震动计算控制。、 周边眼采用光面爆破，爆破后炮孔痕迹的保存率不小于80%。、 竖井开挖爆破完成后，管网隧道多个断面同时爆破施工。四、爆破设计方案1 管网隧道的爆破设计方案管网隧道为半圆形隧道，采用上、下半断面微台阶爆破开挖方式，上半断面超前下半断面35m4、。上半圆直径以上部分为上半断面，以下部分为下半断面。上下断面划分如图2所示。上下断面同时爆破，爆破后找顶清理危石，找顶后将作业面交给下道工序。上半断面的爆破顺序依次为：掏槽眼爆破掘进眼爆破周边眼爆破。下半断面的爆破从上至下逐层微差爆破，周边眼最后起爆。爆破采用非电起爆网络系统，爆破单响药量可依据最大允许爆破震动速度和掏槽眼、掘进眼及周边眼起爆顺序关系进行调整，如果某一排(比如掘井眼)总装药量大于允许最大单响药量时，可将该排药量调整为两次起爆或多次起爆，但必须保证有利于爆破自由面的形成和良好的爆破效果。对于隧道上部的通讯电缆和光缆在没有特殊保护要求的情况下可参照有关爆破安全规程进行爆破震动速度控5、制，切实保证通讯电缆和光缆的安全。1.1 掏槽爆破设计采用垂直楔形掏槽，由于爆破进尺较小，采用双层掏槽，掏槽范围为1.5m1.5m。掏槽眼布置及装药起爆参数如图3与表1所示。 掏槽眼爆破参数表 表1钻孔序号 孔 数单孔装药量起爆雷管段别16500g1241000g41.2 上半断面爆破设计掏槽眼外逐层布置掘进炮眼，开挖轮廓边界布置光面爆破孔。掘进眼孔深1.4m，抵抗线0.81.0m，孔间距1.01.2m，梅花形布孔，堵塞长度0.30.5m。光面爆破孔孔间距0.50.6m，抵抗线0.70.8m，堵塞长度0.4m，间隔装药，掘进眼爆破后起爆。光爆孔沿开挖轮廓线布置，外插量控制在35%。上半断面的炮6、孔布置、光爆孔装药结构、光面爆破参数分别如图5、图4、表2所示。1.3 下半断面爆破设计 下半断面炮孔抵抗线0.81.2m，孔间距1.11.4m，堵塞长度不小于0.4m。自上而下爆破单耗逐渐增加，最上一层的爆破单耗取0.50kg/m3左右，向下一层单耗增加20%，最大不大于0.8kg/m3。布孔时对应抵抗线与孔间距自上而下递减。下半断面的炮孔布置如图5所示。1.4 施工安排热力管网隧道掘进施工一个循环，爆破所需时间约为7.5 8小时。由于爆破开挖与隧道支护交替进行，作业顺序安排如下图 6和图7 所示。钻眼：上断面：150分钟、下断面：120分钟；装药：上断面：45分钟、下断面：45分钟；排烟、7、除险：上断面：45分钟、下断面：45分钟；初喷砼：上断面：60分钟、下断面：60分钟；格栅拱架：上断面90分钟、下断面：90分钟；锚杆挂网：上断面：120分钟；超前支护：180分钟；复喷砼：上断面：180分钟、下断面180分钟；弃碴：上断面：180分钟、下断面：210分钟。2. 竖井爆破设计 竖井爆破设计以断面为6.58.5m2例，其它断面依此类推。竖井围岩掘进时的凿岩爆破工作，主要包括凿岩、爆破和爆破图表编制等三项工作。 凿岩拟采用湿式凿岩，钻孔直径为42。 爆破工作均在距地表较近地区进行且建筑物距爆源最近距离约为20m,故宜采用浅眼微差控制爆破技术。 根据地质条件（为中硬以上微风化或中风化8、玄武岩和砂岩）和施工条件（爆破掘进深度小于20m，采用7655手持式风钻掘进），本方案选择全断面光面爆破开挖技术进行施工。3.1 爆破图表的编制 3.1.1. 爆破器材选择 竖井掘进时，要求使用威力高，防水性好的炸药，宜采用乳化油炸药；无水地段则可使用2# 岩石硝铵炸药。 雷管宜采用塑料导爆破管非电ms雷管。 . 炸药单耗 竖井掘进断面为6.58.5m2，岩石为微风化及中风化砂岩和玄武岩，岩石坚固系数可取1214。根据竖井掘进炸药及雷管削耗定额，炸药单耗可取1.78kg/m3，周边孔采用光面爆破方式，炸药单耗取0.30kg/m。 . 炮眼深度（L）的确定 根据施工及周围环境条件，炮孔深度控制在9、1.50m左右。 . 炮孔数目（N）的确定 根据单位炸药削耗量进行估算，可采用公式 由竖井掘进断面S=55.25m2，单位炸药削耗量q=1.78kg/m3,炮孔利用率为0.85，炮孔装药系数a=0.72，药包重量G=0.15kg，则可估算炮孔数目： N=154(个) . 炮孔布置 竖井掘进时，炮孔的种类及作用、炮孔的布置原则和要求与水平巷（隧道）基本相同，尤其矩形竖井的炮孔布置，与水平巷（隧道）完全相同。 a. 掏槽方式。竖井掘进断面为矩形且面积较大，根据施工条件，采用楔形掏槽较为理想,且该方式降震效果最好。由于炮孔深度L0.3m 复 2 16 0.60.7 9395 1.76 42 19.210、 0.3m 式 3 17 1.05 90 1.5 42 21 0.3m 网 4 32 0.8 90 1.5 42 32 0.3m 络 5 73 0.50.6 9395 1.5 42 29.2 0.3m合 计 122+25* 82.2+30*注：表中*所注为掏槽眼孔数及炸药用量。图8中红色罗马数字表示起爆顺序，如果风井断面尺寸有所变化，可直接参照图8竖井基础爆破开挖参数设计图作相应调整。C. 预期爆破效果 序号 指标名称 单位 数量 1 炮孔利用率 0.85 2 每循环进尺 m 1.3 3 每循环实体岩石量 m3 71.83 4 每立方m原岩炸药消耗量 kg/m3 1.56 5 每m进尺炸药消耗11、量 kg/m 86.3 6 每立方m原岩雷管消耗量 个/m3 1.87 7 每m进尺雷管消耗量 个/m 108D、施工进度安排 竖井为全断面开挖，爆破循环作业时间为12个小时。其循环作业顺序图与隧道爆破开挖作业顺序图类似。 五. 爆破施工质量与安全技术措施 1 爆破施工质量措施 设专职爆破工程师负责爆破技术与爆破施工质量安全； 爆破工程师和爆破工必须持证上岗； 周边孔必须由具有两年隧道爆破钻孔经验的风钻工钻凿，确保周边孔钻孔质量，控制超挖量和取得良好的光面爆破效果； 每一循环钻孔前必须在开挖掌子面标出开挖断面中线、水平和开挖设计轮廓，并依据钻爆设计标出钻孔位置，经爆破工程师检查后方可开始钻眼；12、钻孔位置的设计位置的偏差不得大于5cm； 依据掌子面围岩的变化情况和爆破效果及时修改钻爆设计； 周边孔必须沿开挖轮廓线钻凿，外插量不得大于孔深的5%； 装药及起爆网路的连接必须在爆破工程师的现场指导与监督之下进行。 每次爆破后爆破工程师都应到掌子面查看爆破效果，及时解决爆破质量问题，掌握围岩状况，为下一循环爆破施工提供依据。 2 爆破安全措施 2.1隧道爆破地震效应的安全措施： 城市隧道爆破开挖，直接影响爆破区域地面临近建构筑物和地表以下各种管线设施的安全。本段爆破区域所邻近的地面建筑物，离竖井爆破开挖的最近水平距离为20m。依照爆破安全规程的规定，按爆破引起的地面质点振动速度作为安全判据，计13、算公式采用： V=K(Q1/3/R)式中，K为地质系数，对该地区可取K=180；为衰减系数，取=1.8。地面建筑物按两类考虑，框架结构建筑物，安全振速V=2.5cm/s；砖混结构建筑物，安全振速V=1.0cm/s。据此计算的距建筑物不同距离上允许一个段别起爆的最大药量如下表： 一次起爆药量控制表 表3距离R(m)20304050607080装药量(kg)V=1.01.44.611.021.437.058.787.7V=2.56.321.450.698.9170271405根据上述振动安全检算，除严格控制单段起爆药量外，在爆破开挖方案中进一步采取如下技术措施，控制爆破振动：a.控制一次循环进尺，14、减小一次爆破总药量；b. 断面高度大于4m的隧道采用上下半断面微台阶爆破方案，分散爆破集中度，减弱爆破约束，降低爆破振动；c. 采用引起爆破振动较小的掏槽方式，选用楔形掏槽。 2.2 爆破飞石控制a. 严格炮孔按设计要求堵塞，确保堵塞质量；b. 竖井爆破时，竖井口进行封闭，防止飞石逸出；c. 隧道爆破时，人员撤离至地面，施工机械撤离至爆破作业面100m以外的地方。 2.3 其它安全措施a. 爆破作业严格贯彻执行爆破安全规程及有关规定；b. 爆破工程师与爆破工均持证上岗； c. 爆破器材的储存、运输和使用严格遵守国家和深圳市的有关安全规定要求；d. 依照有关临时爆破器材库的要求，设立炸药库和雷管库，严格库房防火、防盗、防雷击安全技术措施与安全管理。严格爆破器材进出库管理；e. 爆破后及时检查作业面，发现瞎炮及时处理。