暗挖隧道爆破施工專項方案

暗挖隧道爆破施工專項方案爆破施工1爆破設(shè)計爆破安全控制標(biāo)準(zhǔn)本工程為地下工程，采用水壓爆破技術(shù)，爆破安全主要以爆破振速和噪聲來控制。最大單段允許裝藥量控制最大段允許用藥量以允許爆破震動速度來控制，由薩道夫斯基公式進(jìn)行計算：q=RmV/k雙式中：Q--最大一段允許用藥量kgV--振動帶安全控制標(biāo)準(zhǔn)，按照招標(biāo)文件和爆破安全規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)控制R--爆源中心到振速控制點距離mK--與爆破技術(shù)、地震波傳播途徑介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)的系數(shù)a--爆破振動衰減指數(shù)其中K、a需在施工過程中對小藥量爆破實測的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析重新標(biāo)定，標(biāo)定前爆破設(shè)計時K、a則按爆破安全規(guī)程根據(jù)巖層狀況選取。爆破器材炸藥采用乳化油炸藥，每卷200g，雷管采用非電毫秒雷管。裝藥結(jié)構(gòu)采用耦合裝藥結(jié)構(gòu)。起爆方式采用非電起爆方式，同段別高段位分段微差控制爆破技術(shù)。在靠近圍護結(jié)構(gòu)10m爆破采用一個段別高段位分段微差爆破技術(shù)，在鋼支柱兩側(cè)5M范圍采用兩個段別高段位分段微差爆破技術(shù)。爆破參數(shù)確定本工程在參數(shù)選取過程中綜合運用工程類比、計算兩種方法，結(jié)合成功爆破經(jīng)驗，爆破參數(shù)還將在以后施工中根據(jù)現(xiàn)場試驗調(diào)整。臺階高度根據(jù)本工程基坑結(jié)構(gòu)，考慮爆破施工特點，臺階高度確定為2.2M。鉆孔孔徑dW(15.6-16.7)H,即d=40mm?！畲蟮挚咕€Wmax最大抵抗線Wmax與鉆孔直徑d和梯段高度的關(guān)系：WmaxW(0.032-0.034)d且WmaxW(0.5-0.58)H可以計算得：WmaxW1.28T.45※實際抵抗線WW=Wmax-0.05H=1.15-1.325按照工程施工經(jīng)驗：W=0.5H=1.25考慮爆破方向控制，抵抗線適當(dāng)取小，在本設(shè)計中取W=1.0m?！诳组g距a炮孔在平面上按照梅花形布置，炮孔間距和抵抗線之間關(guān)系：a=mW=1.2W=1.2m(梅花形布置時，m=1.2)※炮孔超深h1h1與臺階高度關(guān)系為：h1=(0.2-0.3)W。取h1=0.2m※炮孔長度L：炮孔傾角750，所以L=1.03H+h1e2.8m?！氯L度h0堵塞質(zhì)量和堵塞長度對控制傳爆方向和飛石至關(guān)重要，有效控制飛石標(biāo)準(zhǔn)是飛石離開孔口向四周飛濺的距離不超過3?5m，適當(dāng)加上防護措施，可以做到無飛石。堵塞長度和抵抗線關(guān)系為：h0NW取h0=1.2m?！诳籽b總藥量Qt、底部裝藥量Qb、柱狀裝藥量QpQt=qHaW式中q為炸藥單耗，是計算裝藥量的關(guān)鍵參數(shù)，通常取q=0.2-0.4kg/m3，根據(jù)經(jīng)驗，取q=0.25kg/m3。Qt=0.75kg結(jié)合藥卷規(guī)格，取Qt=0.8kgQb=2/3Qt=0.6kg,QP=0.2kg靠近鋼支柱單耗取q=0.2kg/m3。所以Qt=0.6kg，Qb=2/3Qt=0.4kg，QP=0.2kg，底部裝藥與柱狀裝藥之間長度50cm用堵塞物充填。圖1.-1爆孔結(jié)構(gòu)剖面圖2爆破安全檢算飛石檢算爆破飛石距離與爆破的種類、藥包參數(shù)、堵塞長度、部位及質(zhì)量等因素有關(guān)，目前從理論上準(zhǔn)確計算爆破飛石距離很難，通常用下式計算：Rmax=20Kn2W。式中：K是與地形、藥包埋置深度、風(fēng)向、風(fēng)速等有關(guān)的系數(shù)，這里取K=1.5；n是爆破指數(shù)，取n=0.5。得：Rmax=7.5m.隧道爆破開挖埋深最為39—49m之間，所以爆破開挖不會出現(xiàn)飛石出地面，尤其采取了低單耗設(shè)計，并加強防護，對中立柱不會有損壞影響。爆破沖擊波檢算根據(jù)《爆破安全規(guī)程》規(guī)定。爆破空氣沖擊波的安全距離可按下式計算：R=KQ1/2，m式中：R一爆破空氣沖擊波安全距離，m；Q一裝藥量，kg；（瞬發(fā)爆破為總裝藥量，延期爆破為單段最大裝藥量；）K一與裝藥途徑和爆破程度有關(guān)的系數(shù)；對建筑物K=1?2；對人員K=10。計算結(jié)果是安全的。3爆破震動監(jiān)測我國《爆破安全規(guī)程》規(guī)定，衡量爆破震動對建筑物安全的影響，是采取震動速度作為控制標(biāo)準(zhǔn)。因此在監(jiān)測中我們監(jiān)測的指標(biāo)主要是爆破震動速度值。通過監(jiān)測，掌握爆破對已施工支護結(jié)構(gòu)及周邊建筑物的影響程度，用以修改鉆爆設(shè)計，確保周邊結(jié)構(gòu)物、管線等安全。對爆破距離在100m以內(nèi)結(jié)構(gòu)物、管線、路面及已施工結(jié)構(gòu)均進(jìn)行布點監(jiān)測。采用DSVM-2A型振動測試儀及與之配套的分析軟件，可以實現(xiàn)波形恢復(fù)，顯示最大速度值、最大加速度值、及最大位移值，概率密度分析，頻譜分析等。根據(jù)監(jiān)測分析結(jié)果來實現(xiàn)爆破振動控制及控制爆破信息化施工。4水壓爆破4.1水壓爆破基本原理“隧道掘進(jìn)節(jié)能環(huán)保水壓爆破技術(shù)”發(fā)明人、我國著名爆破專家何廣沂教授給該項技術(shù)的定義是這樣的：往炮眼中一定位置注入一定量的水，最后用專用設(shè)備加工成的炮泥對炮眼進(jìn)行回填堵塞。隧道掘進(jìn)水壓爆破和常規(guī)爆破（炮眼無回填堵塞）有六點相同和兩點不同之處。六點相同：在炮眼分布、掏槽形式、炮眼數(shù)量、炮眼深度、起爆順序和起爆時間間隔等六方面，水壓爆破與常規(guī)爆破一模一樣，即水壓爆破與常規(guī)爆破相比不增加任何工作量。兩點不同：水壓爆破與常規(guī)爆破相比，僅是水壓爆破炮眼中增添了水袋和炮泥。爆破時圍巖的破碎主要依靠炮眼中炸藥爆炸在圍巖中產(chǎn)生的應(yīng)力波以及爆破氣體膨脹共同作用而完成，而隧道掘進(jìn)常規(guī)爆破炮眼無回填堵塞，炸藥爆炸能量因壓縮炮眼中的空氣受到一定損失，造成應(yīng)力波強度下降，不利于圍巖破碎，而爆炸生成的膨脹氣體由于炮眼中無阻擋，對圍巖沒形成二次破碎而沖向炮眼口變成沖擊波損失掉，此外炮眼無回填堵塞爆破還會產(chǎn)生大量粉塵，嚴(yán)重污染作業(yè)環(huán)境。這是當(dāng)前國內(nèi)外隧道爆破存在多年已久的未能充分利用炸藥能量和爆破嚴(yán)重污染環(huán)境等兩大難題。我國著名爆破專家何廣沂教授研發(fā)的隧道掘進(jìn)水壓爆破技術(shù)，很好的破解了這兩大難題。隧道掘進(jìn)水壓爆破，由于炮眼中有水，在水中傳播的沖擊波對水不可壓縮，爆破能量幾乎無損地傳遞到炮眼圍巖中，這種無能量損失的應(yīng)力波十分有利于巖石破碎，此外還產(chǎn)生“水楔”效應(yīng)和水霧作用，前者有利于圍巖破碎和防止巖爆，后者有利于降塵、吸附有害有毒氣體和防止瓦斯爆炸。由于炮眼中上部有水袋和炮泥回填堵塞，有力抑制膨脹氣體沖出炮眼口，使膨脹氣體起到二次破碎圍巖的目的。要特別指出的是，炮眼底部的水，對沖擊波的反射作用加強了應(yīng)力波強度和作用時間，更有利于圍巖破碎。一言蔽之，由于炮眼中有水，并用炮泥回填堵塞，不但能充分利用炸藥能量，而且又能大大降低粉塵對作業(yè)環(huán)境的污染，保護了施工人員身體健康。何廣沂教授等人所進(jìn)行的模擬應(yīng)變測試結(jié)果表明：在同樣裝藥量的前提下，同是炮眼底部，水壓爆破要比常規(guī)爆破切向拉應(yīng)變增大13%以上，這就是有利于提高炮眼利用率及提高進(jìn)尺的原因所在；同是炮眼中部和上部，水壓爆破比常規(guī)爆破切向拉應(yīng)變增大7?33%，這就是水壓爆破比常規(guī)爆破提高巖石破碎度、降低大塊率的原因所在。模擬實驗應(yīng)變測試的結(jié)果足以證明水壓爆破技術(shù)原理的科學(xué)性、正確性。前面已述及隧道掘進(jìn)水壓爆破與隧道掘進(jìn)常規(guī)爆破相比有兩點不同之處，這兩點不同帶來什么效果呢？可用四個字概括，那就是水壓爆破和常規(guī)爆破相比，具有極其顯著的“節(jié)能環(huán)保”作用與效果。具體講，水壓爆破具有“三提高一保護”的作用與效果：第一個“提高”即提高炸藥有效能量利用率，節(jié)省炸藥；第二個“提高”即提高施工效率，加快施工進(jìn)度；第三個“提高”即提高經(jīng)濟效益，降低成本；一“保護”即降低粉塵濃度，改善作業(yè)環(huán)境，保護施工人員身體健康。除此之外，針對城市暗挖隧道埋深淺、周邊管線及建筑物繁多等特征，水壓爆破對有效控制爆破振動，有效控制爆破粉塵濃度，有效控制掌子面前的溫度和有效控制爆破巖石塊度等方面起到了常規(guī)爆破無可替代的作用與效果。4.2水壓爆破設(shè)計1、水袋制作水壓爆破與常規(guī)爆破相比，僅是水壓爆破炮眼中增添了水袋和炮泥。水袋和炮泥采用封口機和炮泥機工廠化制作。水壓爆破所使用的塑料袋，長200mm，直徑35mm，厚0.1mm，有一定的強度，水袋填塞炮眼過程中要防止炮棍沖擊和小碎石摩擦，以避免水袋漏水，如圖1.-2所示。封口機，重為75Kg，長0.42米，寬0.35米，高1米，工作電壓220V，功率0.68KW，有車輪可以自由移動，操作極其簡便，每小時可加工水袋700個。封口機如圖1.-3所示。圖1.-2成品水袋圖圖1.-3封口機加工合格的水袋堅實、不滲漏、無氣體，只有這樣，水在爆破中才能起到應(yīng)有的作用。2、炮泥制作炮泥成分為土、砂和水，土以不含小碎石塊的粘土為佳，砂以河砂為佳。土、砂、水的比例為0.75:1:0.15,按照比例攪合均勻后，放入炮泥機即可，加工成的炮泥應(yīng)軟硬適中。炮泥過軟，在裝填過程中容易擠出炮眼口；炮泥過硬，在裝填過程中不易搗固碎，造成炮眼堵塞不嚴(yán)實。炮泥如圖1.-4所示。炮泥機重190公斤，長1.47米，寬0.44米，高0.54米，工作電壓380V，功率4KW，每小時可加工長200毫米，直徑35毫米的炮泥900根。炮泥機如圖1.-5所示。圖1.-4炮泥圖1.-5炮泥機3、水壓爆破設(shè)計當(dāng)掘進(jìn)深度為1.5m時，光爆眼以內(nèi)所有的炮眼（包括輔助眼、掏槽眼和底板眼等），先在炮眼最底部裝一袋水袋，緊接著裝藥卷，藥卷的卷數(shù)比常規(guī)爆破少一卷，隨之裝兩袋水袋（掏槽炮眼裝三袋），最后用炮泥邊回填邊搗固直至炮眼口。光爆眼也稱周邊眼，其裝填步驟也是首先往炮眼最底部裝一袋水袋，緊接著按常規(guī)爆破裝藥卷，離炮眼口最近的半卷藥定格在距炮眼口80厘米位置，隨之裝兩袋水袋，最后用炮泥回填堵塞到炮眼口。水壓爆破炮眼布置與常規(guī)爆破炮眼布置相同。其裝藥結(jié)構(gòu)如圖1.-6所示:巳3河蹣時糊1。禁射眺，柔用缺都.|==：=必滋綏殊==土=斗混混忒通不浸洞|L1關(guān)虹X]k的l.SnMH俄的】畏孫跑,來膈料乳LSnWt（^）獎街韋景&京甩同篇榮札圖1.-6水壓爆破炮眼裝藥結(jié)構(gòu)圖炮眼參數(shù)見表1.-1：表1.-1炮眼參數(shù)表斯面口部垃y眼名稱起爆順序」段別眼深m<Utt*單孔。藥量4監(jiān)呻類型3化不條*單孔條數(shù)(條卜單段藥(Kgb'上/臺4區(qū)揮槽眼1Z112.0*'A0粉0.2/4^4"掏槽眼22PA130一2』5=6。=拘槽眼3-3-A17十A。妣0.2*^3z4"輔助眼4-7^10□2*^2P3.2*1輔助眼3*A9PLAW□2P2224-1掘內(nèi)圈眼A9vi.A04^02^25Z內(nèi)圈眼2^6+E129^D4z0.2^2^11.6v周邊「周邊眼7-p13+10.3^02^L5q5.7V周邊眼印15,119^□2^15TV底板113+104p02^底板2u0P15.15丁11/06^0為3丁6E2爆破測試2.1爆破振動測試的目的在工程爆破施工中，由于爆破規(guī)模、方法和環(huán)境不同，爆破所引起的振動、空氣沖擊波，飛石、噪音和有毒氣體對周圍的建筑物、重要設(shè)施設(shè)備和人員會產(chǎn)生不同程度和范圍的影響。其中爆破振動所產(chǎn)生的危害比較突出。因此，通過對爆破振動進(jìn)行測試，一是可以了解和掌握爆破地震波的特征、傳播規(guī)律以及對建筑物的影響、破壞機理等；二是根據(jù)測試結(jié)果可及時調(diào)整爆破參數(shù)和施工方法，制定防震措施，指導(dǎo)爆破安全作業(yè)，避免或減少爆破振動的危害作用。本工程在爆破施工正式開始前，首先應(yīng)進(jìn)行試爆，試爆過程中進(jìn)行爆破振動監(jiān)測，以確定爆破振動對周邊建筑物的影響，從而調(diào)整爆破參數(shù)，確保周邊建筑物及管線的安全。2.2測試所采用的儀器設(shè)備爆破振動監(jiān)測所采用的儀器為中國科學(xué)院成都分院的TC-4850爆破測振儀。2.3爆破振動監(jiān)測的方法測點布設(shè)爆破振動選在基坑周邊最近的房屋處，共設(shè)立六個測點，一個測點布置于風(fēng)井基坑邊上的擋土墻附近，一個布置于距離基坑邊約10m的位置處，另外四個點布置在中心線兩側(cè)向外各10m和20m處。選點遵循選取距離爆破最近的、最薄弱

的、重視程度最高的建構(gòu)筑物布點，并且應(yīng)等距離布點、遵循在同一直線上布點、同一監(jiān)測線上布點距離遵循對數(shù)原則等原則進(jìn)行布點。如圖2-1：爆破振動監(jiān)測布點平面示意圖腿跚嵯輔蟲石de唬礎(chǔ)電爆破振動監(jiān)測布點平面示意圖腿跚嵯輔蟲石de唬礎(chǔ)電>-北王[JE監(jiān)測按照方案設(shè)計的爆破參數(shù)進(jìn)行試爆，試爆中應(yīng)用爆破振動監(jiān)測儀監(jiān)測爆破時測點處的振動速率值。監(jiān)測數(shù)據(jù)分析根據(jù)爆破振動速度值，根據(jù)頻率與輻值域分析，根據(jù)安全允許標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步確定和調(diào)整爆破參數(shù)，以確保爆破時爆破對周邊建筑物及管線的安全。3施工通訊開挖施工中通訊采用對講機配合個人手機的通訊方式，共配置對講機8臺，分別為辦公室、值班室、門衛(wèi)室、龍門吊、司索、爆破起爆員、爆破警戒員、安全員各持有一臺對講機，配合各人手機組成通訊系統(tǒng)。4洞內(nèi)、外運輸4.1出渣洞內(nèi)出渣開始階段至洞內(nèi)10m在爆破完成后使用挖機直接在井口裝入渣斗，然后由井架將渣吊入渣池，在渣池由挖機裝車運出施工場地棄到棄渣場；在10m至20m范圍內(nèi)使用裝載機將石渣裝入渣斗，然后由井架將渣吊入渣池，在渣池由挖機裝車運出施工場地棄到棄渣場；在20m至完成使用挖機裝入放在載重車上的渣斗內(nèi)，然后使用載重車將渣斗運輸?shù)骄谖恢?，然后由井架將渣吊入渣池，在渣池由挖機裝車運出施工場地棄到棄渣場。4.2混凝土運輸該暗挖段初期支護所使用的噴射混凝土，由莞惠城際6標(biāo)攪拌站提供，砼運輸車輛運送至現(xiàn)場，在井口設(shè)置下料口，下料口下方安裝一臺混凝土輸送泵，由混凝土輸送泵通過混凝土輸送管輸送至濕噴機位置，然后開始混凝土噴射施工。5隧道施工通風(fēng)、供風(fēng)、供水、排水、供電及照明臨時設(shè)施5.1洞內(nèi)通風(fēng)在吊出井主體外側(cè)右線位