1、1 爆破设计依据1.铁路隧道工程施工技术指南 （TZ204-2008)；2.铁路隧道工程施工质量验收标准 （TZ10417-2003、J287-2004)；3.铁路隧道工程施工安全技术规程 （TB10304-2009、J947-2009） ；4. 铁建设【2010】120 号文件；5.*铁路有关设计图纸；6.国家及行业有关工程建设的法律、法规、标准、条例等。2 爆破设计原则1.采用光面爆破。根据地质条件，开挖断面、开挖进尺，爆破器材等条件编制爆破设计。钻爆参数是一动态的参数，应根据围岩变化及时调整，进行动态管理。2.隧道通过两种类别不同的围岩，要求钻爆技术人员能根据围岩的变化情况，及时调整好控
2、爆参数，将爆破对隧道周壁的破坏减小到最低。3.加强开挖工序管理，对全隧道实现光面爆破开挖，减少超欠挖量，减轻围岩松驰圈影响范围，确保隧道开挖成形质量。3 工程及地质概况3.1 工程概况*隧道工程进口位于秦岭中低山区，隧道穿越资峪河与武关河*-*岭，进口位于资峪河右岸，出口位于南河右岸，隧道里程范围 DyK*Dy*,全长*m，为一单线隧道。隧道最小埋深约 11m，最大埋深 360m。进口距既有铁路 40m，出口距既有铁路41m。3.2 工程地质沿线地层分布主要受构造控制，丹江河谷区主要地层为第四系松散层及第三系砾岩、泥岩；低山丘陵河谷区主要地层为第三系砾岩，白垩系砾岩、砂岩，泥盆系大理岩、片岩，
3、中元古界石英片岩、片麻岩。3.2 水文地质沿线各类地下水较发育，但水量分布不均。主要有第四系孔隙水、基岩裂隙水、岩溶裂隙水及构造裂隙水。4 正洞级围岩三台阶法钻爆设计4.1 钻爆设计1.掏槽形式：根据围岩地质情况及开挖断面尺寸，采用复式楔形掏槽。2.爆破器材：选用 2#岩石炸药和乳化炸药（有水区段） ，规格为 32 及 25 药卷，雷管采用 115 段塑料导爆管非电毫秒雷管，电容式非电毫秒雷管激发器起爆。3.炮眼直径：选用 42mm 钻孔直径。4.炮眼深度：根据有关设计资料及相关标准，上台阶进尺不超过 2 榀钢架间距，除掏槽眼外，其余眼均采用 2m 深钻孔，掏槽眼为 2.2m；5.炮眼数目:单
4、位面积钻眼数为 1.54.5 个/。具体根据下式计算：N=K*S /(n*r） ，式中 N炮眼数目，个；K单位炸药消耗量，Kg/m 3，完整泥岩、砂岩为 0.650.9，采用上台阶 0.75，中、下台阶下断面 0.7；L炮眼深度，m，掏槽眼采用 2.5m，周边眼和辅助眼采用 2.2m；n炮眼装药系数，一般为 0.50.7，一律采用 0.6；r炸药的线装药密度，kg/m，一般为 0.20.6，32 乳化炸药采用上导 0.3，中、下导 0.6；S开挖断面积，本隧上台阶为 13.5，中台阶 17.4，下台阶 23.6；依据上式，可计算出结果如下：上台阶： N=56 个中台阶： N=33 个下台阶：
5、N=46 个本数据仅为理论计算数据实际布置时可适当调整。6.上断面炮眼布置：布置掏槽眼：采用复式楔形掏槽，设置 3+2 对掏槽眼；掏槽眼间距 160cm；布置周边眼：周边眼参数经验计算式如下：间距：E=（812）d（d 为炮眼直径） ，本隧采用 45cm抵抗线：W=（1.01.5）E，60cm装药集中度：q=0.040.19Kg/m，底板眼：底板眼均匀布置间距采用 90cm；内圈眼：通常内圈眼比掘进眼密一些，比周边眼稀一些，内圈眼间距为周边眼间距的 1.5-2 倍左右，故此内圈眼间距采用 70cm；布置掘进眼：均匀布置采用 100cm；以上具体详见图 4-1中台阶炮眼布置布置周边眼：周边眼间距
6、： 45cm布置内圈眼：均匀布置采用 70cm；掘进眼：交错均匀布置采用 100cm；布置底板眼：均匀布置采用 100cm；具体详见图 4-2。下台阶炮眼布置布置周边眼：周边眼间距： 45cm掘进眼：均匀布置采用 90cm；具体详见图 4-3。一次爆破总装药量的计算：依据下式：Q=K*S*L（Kg）式中 K单位炸药消耗量，Kg/m 3，根据经验数据本隧采用上台阶 0.6，中、下台阶0.55；S开挖断面积，本隧上台阶为 13.5，中台阶 17.4，下台阶 23.6；L炮眼深度，m，级掏槽眼采用 2.2m，周边眼和辅助眼采用 2m；Q一次爆破总装药量，Kg；根据上式可计算出上台阶总装药量为 16.
7、2Kg，中台阶为 19.2Kg，下台阶为 26 以上仅为理论计算值，实际布置时可根据炮眼装药量适当调整。装药结构设计：周边眼采用小直径光爆炸药间隔装药结构，掏槽眼采用集中装药结构，其余炮眼均采用连续装药结构，详见图 4-4。起爆顺序设计：由于上下断面爆破形式的不同，起爆顺序也有所不同。上台阶：掏槽眼扩槽眼掘进眼底板眼内圈眼周边眼。中台阶：掘进眼内圈眼周边眼底板眼。下台阶：掘进眼底板眼。爆破质量检查：爆破结束后及时检查爆破质量，效果不理想时要及时调整参数。4.2 安全校核4.2.1 爆破飞石控制对于控制飞石，除了合理地选择爆破作业指数及炸药单耗，科学的计算最小抵抗线，合理的确定堵塞长度、严格控制
8、堵塞质量，防止飞石造成人身伤害。飞石产生的最远距离由下式估算：L=20*n2*w*KtKt，与地形、地质、气候等条件有关、一般取 1.5；W，最小抵抗线的最大值，取 w1.2m；n，爆破作用指数，取 1；L36m。为了保证绝对的安全，爆破飞石控制在 60m 范围内。4.2.2 爆破震速在爆破工程中，一般多以振速来衡量爆破振动强度，并作为划分破坏程度的指标，我国也用质点垂直振动速度值作为判断、评价爆破点周围建筑物安全程度的标准，其公式如下: 3(/)kvKQR建筑物质点垂直振动速度， ；/ms炸药重量，kg，分段爆破按最大一段药量计算；自爆源到被保护建筑物或构筑物的距离，m；R与岩石性质、地势高
9、低、爆破方法和爆破条件有关的系数。一般 10002000kK爆破地震波随距离衰减的系数，一般为 1.52.0，较远距离为 1.5，近距离为2.0；根据铁道部文件铁建设【2010】120 号文件二次衬砌距长子面的距离：级围岩不得大于 90m，、级围岩不得大于 70m；考虑到掌子面爆破对二次衬砌的影响，当围岩等级为时，取 R=90m， =1200，Q=18.7KgkK由公式计算：=1.04mm/s，由表 4-1 知，安装有电子仪器设备的建筑物爆破振动速3(/)kvKQR度临界值为50mm/s，故安全。表 4-1 建筑物、构筑物爆破振动速度允许界限建筑物和构筑物类别 振速临界值（ ）/ms安装有电子
10、仪器设备的建筑物 50质量差的古、旧房屋 5070质量较好的砖石建筑物 100120坚固的混泥土建筑物、构筑物 200土质边坡 50表 4-2 级围岩三台阶爆破炮眼药量分配表炮 眼 角 度 炮 眼 装 药 量序号炮 眼 分类炮 眼个 数面 积（ m2）炮 眼深 度cm 水 平 垂 直 每 孔卷 数 Kg/孔 装 药 量（ Kg）备 注周边眼 19 200 90 90 2 0.3 5.7内圈眼 10 200 90 90 4 0.6 6掘进眼 6 200 外 斜 5% 5 0.75 4.5掏槽眼 6 210 内 斜 5% 6 0.9 5.4上导底板眼 913.5200 90 90 6 0.9 8.
11、1用 量 ：29.7kg周边眼 10 200 90 90 2 0.3 3内圈眼 6 200 90 90 4 0.6 3.6掘进眼 11 200 外 斜 5% 5 0.75 8.25中导底板眼 917.4200 内 斜 5% 6 0.9 8.1用 量 ：22.95kg周边眼 14 200 90 90 2 0.3 4.2内圈眼 8 200 90 90 4 0.6 4.8掘进眼 18 200 外 斜 5% 5 0.75 13.5下导底板眼 823.6200 内 斜 5% 7 1.0548.4用 量 ：30.9kg合 计 134 83.55 不含仰拱注 ： 掏 槽 眼 堵 塞 0.6m， 其 它 眼
12、堵 塞 0.3m， 炮 孔 直 径 42mm。32中中 中中中 25中中 中中 中中中中图 44 装药结构示意图4.3 根据以上计算方法可以推算、级围岩爆破参数表 4-3 级围岩全断面爆破炮眼药量分配表炮 眼 角 度 炮 眼 装 药 量序号炮 眼 分类炮 眼个 数面 积（ m2）炮 眼深 度cm 水 平 垂 直 每 孔卷 数 Kg/孔 装 药 量（ Kg）备 注1 周边眼 43 290 90 90 3 0.45 19.352 内圈眼 22 290 90 90 7 1.05 23.13 掘进眼 20 290 外 斜 5% 8 1.2 244 掏槽眼 10 310 内 斜 52 9 1.35 13
13、.56 底板眼 1046.84290 90 90 8 1.2 12用 量 ：91.95kg合 计 105 91.95注 ： 掏 槽 眼 堵 塞 0.6m， 其 它 眼 堵 塞 0.3m， 炮 孔 直 径 42mm。表 4-4 级围岩全断面爆破炮眼药量分配表炮 眼 角 度 炮 眼 装 药 量序号炮 眼 分类炮 眼个 数面 积（ m2）炮 眼深 度cm 水 平 垂 直 每 孔卷 数 Kg/孔 装 药 量（ Kg）备 注1 周边眼 45 280 90 90 3 0.45 20.252 内圈眼 24 280 90 90 6 0.9 21.63 掘进眼 24 280 外 斜 5% 7 1.05 25.2
14、4 掏槽眼 10 300 内 斜 54 8 1.2 126 底板眼 849.73280 90 90 7 1.05 8.4用 量 ：87.45kg合 计 111 87.45 不含仰拱注 ： 掏 槽 眼 堵 塞 0.6m， 其 它 眼 堵 塞 0.3m， 炮 孔 直 径 42mm。45 70706060 6016070 100图 46 上台阶光面爆破炮眼布置 图（单位 cm）图 45 上台阶光面爆破炮眼布置 图（单位 cm）60 6060160459010045701004.4 光面爆破施工工艺施工顺序：测量放样找准中线腰线标出孔位钻正顶孔预量钻杆长度做好标记，保证孔深符合设计深度装药联线起爆。钻
15、爆采用轮胎式自制简易凿岩台车和风动凿岩机钻孔。凿岩台车钻孔作业：固定人员司钻，固定部位孔眼，上部 4 人三台风枪进行拱部周边眼及辅助眼钻孔，严格控制外插角和周边眼间距；左侧 4 台风枪负责左边墙周边眼和掏槽眼；右侧 4 台风枪负责右边墙周边眼和底眼。在拱部周边眼钻孔完毕后，利用装药平台进行装药联线作业。整个钻孔过程中，可分为准备、定位、开口、拔杆、移位五步。准备：开工前准备工作做到“四查” 。即：查钻机、风枪的运转及钻机油管各部件；查风水电及管路连接部位是否牢固；查钻头钻杆等配件是否备全；查易耗材料、器材是否有充分的备用量。定位：在掌子面画出各炮孔位置及中线和高程十字线，确定钻孔范围，并明确钻
16、孔先后次序。开口：凿岩台车开口时缓慢推进，并特别注意钻杆方向与隧道中线的夹角是否符合设计外插角。拔杆：在整体性好的石质可中速较慢拔出；如遇破碎岩石卡钎时，应慢慢来回推进，使之拔出；如拔杆困难，再靠近该钻位重新钻眼，使之拔出。移位钻孔：钻好一个炮孔进行下一炮孔钻进时，要做到“准、直、平、齐” 。准：按周边孔参数要求，孔位要选准；直：直墙侧墙孔孔口要开在同一垂线上，孔底要落在同一垂面；平：各炮眼相互平行（孔口和孔底距相等） ；齐：孔底要落在同一平面上，爆出的断面要整齐，便于下一循环作业。4.5 光爆钻孔注意事项:1.严密组织光爆钻孔时，应统一指挥协调行动，认真实行定人、定位、定机、定质、定量的“五
17、定”岗位责任制。分区按顺序钻孔，避免相互干扰、碰撞、拥挤和窝工。刷帮压顶钻孔时，最好固定钻孔班，以便熟练技术，掌握规律，提高钻孔的速度和准确性。2.保证钻孔质量的措施找准中线腰线，标出孔位；首先钻正顶孔；预量钻杆长度做好标记，保证孔深符合设计深度。3.作业中的“七快、四勤、四不钻” 。钻孔作业要做到“七快” ，即：拉风水管快，安钻快、开钻快、换钻杆快、移动钻杆快、交换位置快、排除故障快；“四勤” ，即：保养钻机勤、维修风水电路勤、检查钻孔质量勤、检查险情勤；“四不钻” ，即：不钻残孔、不钻石缝、不钻软夹层、不钻破碎层，这样可以有效提高钻孔速度和质量。5 爆破安全管理规定5.1 一般规定1.从事
18、爆破作业的人员（指从事爆破设计、管理、操作、运输、押运的人员）必须由经过专门培训、考试合格、取得公安部门颁发的相关有效证件的人员担任，严禁无证上岗。2.爆破器材的申购、运输、贮存保管和使用，严格按照中华人民共和国民用爆炸物品管理条例执行。3.承担爆破作业任务的爆破队必须建立爆破器材领发制度、清退制度、工作人员岗位责任制、培训制度以及爆破技术措施的审批制度。5.2 爆破器材的管理1.爆破器材的申购、领用工程管理部根据施工进度计划，编制每月的爆破器材需用量计划，交给安质部办理申购手续。爆破队负责到业主指定的火工材料仓库领取所需爆破器材，领用时必须坚持用多少领多少的原则。2.爆破器材的装卸装卸：由爆
19、破队负责实施安全要求：装卸作业只准在白天进行，炎热季节安排在清晨。搬运时，禁止冲击、拉拖、翻滚和投掷装有爆破材料的容器；堆放时不准在上面踩、踏；雷管与炸药不准在同一车厢或同一地点装卸；人力装卸和搬运爆破器材，限定每人一次负重 25-30Kg，搬运者前后不得少于3m。在雷雨期间禁止装卸和运输爆破器材。3.爆破器材的运输运输：炸药厂炸药车负责运输。安全要求运输爆破器材时必须有押运人员押送，并按指定的路线行驶，严禁吸烟和携带发火物品；运送爆破器材禁止使用翻斗车、自卸汽车、拖车、机动三轮车、人力三轮车、摩托车和自行车；运送炸药雷管时，装车高度要低于车厢 10cm，车厢底部应铺设软垫，同一车上也不得混装
20、两类不同性质的爆破器材；装有爆破器材的车辆严禁在运输途中加油或修理，非押运人员严禁搭乘装有爆破器材的车辆。4.爆破器材的贮存、清退贮存：施工现场不允许设库房储存爆破器材；清退：对过期失效、变质或每次爆破作业后剩余的爆破器材均由爆破队负责到业主火工材料仓库办理清退手续。6 安全保证措施6.1 优化爆破设计1.采用控制爆破技术。根据隧道地质情况采用不同参数的光面控制爆破技术。2.采用非电毫秒延期雷管起爆。3.正确选用周边眼装药结构。为保证爆破施工质量，周边眼采用小直径药卷炸药，间隔装药，并做好炮泥的堵塞质量。4.按设计装药，并按顺序起爆。4.不断总结、修正爆破参数使之达到最佳效果。6.2 保证钻眼
21、质量1.炮孔间距按钻爆设计进行施工。周边眼间距的误差不大于 5cm，辅助眼间距的误差不大于 10cm，周边眼的外插角不大于 3 度。2.除掏槽眼、周边眼、底板眼外的其它眼孔方向应与隧道方向平行，要求孔底在同一平面上。3.钻孔结束后要清孔，炮眼装药完毕用炮泥堵塞，确保单孔装药质量。4.定人定位，明确分工，明确责任，不得混岗乱位。6.3 现场安全措施1.在编制实施性施工组织设计时,制定爆破设计及安全技术措施。各项爆破技术参数应取较高的安全系数。2.对易燃易爆物品(如临时储油罐和炸药库、雷管库)应远离居住区和主要作业现场存放，并符合有关安全规程；场区内和库房内必须备有消防器材，库房的报警、避雷等设施必须满足公安机关的有关要求。3.爆炸物品管理，应做到随用随取，对每次爆破所用器材数量进行登记，剩余爆炸物品及时归还炸药库，并且做好记录。4.对爆破器材的运输,储藏和使用应当严格按国家的有关爆破物品使用管理规定执行。5.实施爆破作业时,由持证的专职爆破工进行操作,爆破区要有醒目的安全标志，并设专人警戒。
