巴中至万源高速公路工程 (合同编号:BTW-A-006)
隧道光面爆破施工方案
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巴通万高速公路第Ⅵ分部 二O一七年十月一日
目录
一、工程概况.......................................................................... - 1 - (一)设计简介 ................................................................... - 1 - (二)沿线地形、地貌、地震、水文、气候等自然地理特征 - 3 - 二、编制依据、编制原则及使用范围 ...................................... - 5 - (一)编制依据 ................................................................... - 5 - (二)编制目的 ................................................................... - 5 - (三)使用范围 ................................................................... - 5 - 三、施工布置.......................................................................... - 5 - (一)施工组织管理机构 ..................................................... - 5 - (二)施工布置 ................................................................... - 7 - 四、施工方法.......................................................................... - 9 - (一)隧道洞身开挖施工方法 .............................................. - 9 - (二)钻爆设计 ................................................................. - 11 - (三)光面爆破具体施工工艺 ............................................ - 18 - (四)爆破安全验算 ......................................................... - 21 - (五)爆破器材选择 .......................................................... - 22 - (六)爆破效果监测及爆破设计优化 .................................. - 22 - 五、爆破器材管理 ................................................................ - 24 - 六、爆破警戒范围、警戒标志及起爆信号 ............................. - 24 - 七、爆后检查及盲炮处理 ...................................................... - 25 - (一)爆后检查 ................................................................. - 25 - (二)盲炮处理 ................................................................. - 25 - 八、爆破施工安全技术措施 .................................................. - 26 - 九、爆炸事故应急救援方案 .................................................. - 27 - (一)事件报告程序 .......................................................... - 27 - (二)事件报告内容 .......................................................... - 28 -
(三)爆炸事故应急救援 ................................................... - 28 - (四)善后处置 ................................................................. - 29 -
隧道光面爆破施工方案
一、工程概况
(一)设计简介 1.工程概况
本分部共有两座隧道:华家岭隧道及草坝隧道,草坝隧道为分离式隧道,隧道平面进口右线位于R=1410米、Ls=160米的圆曲线上,进口里程桩号K182+079,出口明洞里程桩号K185+134~K185+139长度5米,隧道全长3020米,为特长隧道,进口设计标高729.32米,出口设计标高801.45米,纵坡采用+2.2%和+2.9%的单向坡;隧道平面进口左线位于R=1410米、Ls=160米的圆曲线上,进口里程桩号ZK182+079,出口明洞里程桩ZK185+160~ZK185+163长度3米,隧道全长3084米,进口设计标高728.44米,出口设计标高801.91米纵坡采用+2.2%和+2.9%的单向坡。
华家岭隧道为分离式隧道,隧道平面进口右线位于R=740米、Ls=150米的圆曲线上,进口里程桩号K172+514,出口里程桩号K174+913,隧道全长2399米,为长隧道,进口设计标高522.22米,出口设计标高578.41米,纵坡采用+2.35%的单向坡;隧道平面进口左线位于R=770米、Ls=205米的圆曲线上,进口里程桩号ZK172+519,出口里程桩号ZK174+949,隧道全长2430米,进口设计标高522.25米,出口设计标高579.15米纵坡采用+2.35%的单向坡,具体设计参数见下表:
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表1 隧道设计参数一览表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 设计参数 单位 华家岭隧道 左线 ZK172+519~2430 10.25×5.0 312.64 770/∞/5200/∞ 2.35/2430 削竹式 路堑式明洞15m 端墙式 路堑式明洞15m 170 2260 电力照明 机械通风 右线 K172+514~K174+913 2399 10.25×5.0 306.23 740/∞/4000/∞ 2.35/2399 削竹式 路堑式明洞13m 端墙式 路堑式明洞13m 149 2250 电力照明 机械通风 左线 ZK182+079~3084 10.25×5.0 250.75 1410/∞/1050 2.2/2091,2.9/993 端墙式 / 环框式 / 369 2715 电力照明 机械通风 草坝隧道 右线 K182+119~K185+139 3020 10.25×5.0 254.88 1410/∞/1000 2.2/2051,2.9/969 端墙式 / 环框式 / 320 2700 电力照明 机械通风 起止桩号 隧道长度 建筑限界 最大埋深 平面线型 (m) 宽×高(m) (m) 半径(m) 隧道纵坡 坡度%/坡长m 巴中端洞口 洞门型式 明洞长度 洞门型式 明洞长度 V级 IV级 照明方式 通风方式 万源端洞口 围岩级别长度
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2. 隧道设计技术标准
(1)公路等级:双向四车道高速公路。 (2)隧道设计速度:80km/h。 (3)洞内路面设计荷载:公路—I级。
(4)隧道防水等级:二次衬砌砼抗渗等级不小于P8。 (5)隧道路面横坡:单向坡。
(6)隧道内最大纵坡:+2.9%;最小纵坡:+2.2%。 (7)隧道建筑限界
表2 隧道建筑限界 项 目 主洞 主线停车带 车行横通道 人行横通道 净宽(m) 10.25 13.00 4.5 2.0 净高(m) 5.0 5.0 5.0 2.5 行车道(m) 3.75×2 3.75×2 / / 侧向宽度(m) 0.5/0.75 0.5/3.5(加宽带) / / 检修道(m) 0.75×2 0.75×2 / / (二)沿线地形、地貌、地震、水文、气候等自然地理特征 1.地形地貌
本标段位于四川盆地北东缘大巴山区,沿线地形起伏较大,区内海拔多在500~900m,相对高差50~740m,属低山、中山区地形。地形地貌收构造一岩性控制明显,起主体山脉走向与构造线延展方向基本一致,主沟槽一般与构造线方向近于垂直,多呈“V”字型。斜坡多呈阶状台地,表层上覆盖第四系全新统崩坡积层(汗角砾)粘土及砂、泥岩块石覆盖,厚度分部不均匀。山脊及沟两侧坡度较陡地带多见基岩出露。沟谷底部多上覆坡洪积漂卵石土层。
项目区内地貌类别主要有构造剥蚀地貌、山麓斜坡堆积地貌、河流侵蚀地貌三类。
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2.气候、水文特征
本标段地处亚热带温暖潮湿气候地区,气候温和、雨量充沛。一月平均气温1~7℃之间,七月平均气温23℃作业,具有冬暖、春早、夏热的特点。平坝无霜期长达10个月,山岭地区亦有8个月左右。冬季多雾。多年平均气温16℃左右,年平均湿度75%左右,多年平均蒸发量1000mm左右。降雨量有自东北向西南和自东向西减少的趋势。近大巴山区和海拔大于1000m的地带年降雨量都在1000mm以上,1000m以下的地区年降雨量一般在800~1000mm之间。雨季多在春、夏、秋末季节,常年多有伏旱。
3.水系
地表水水系属于汉江水系,主要河流为后河。区内河溪均为山溪性水流。水系都以横穿构造走向发育为主,呈树枝状分布,各河均源自北部山地区,是典型的山区季节性河流地下水十分发育,工作区,主要分布有第四系松散层孔隙水、基岩裂隙水。
松散层孔隙水:主要赋存于卵石土、含碎石粉质粘土、块石土等松散堆积层中,具有埋藏浅。分布范围小、含水性受季节变化影响等特点,且局部粘性土层中有上层滞水现象,该层透水性及富水性一般。
基岩裂隙水:主要赋存于碎屑岩类岩石(泥岩、粉砂岩、砂岩等)强风化裂隙带河构造裂隙带内,受大气降水及上部潜水步给,尤其赋存于路线区各组岩层的砂岩含水层中。其富水性及透水性均较好。
根据水质分析资料,路段起点至草坝段出露的基岩主要为白垩系地层,环境水对砼具微腐蚀性。
4.沿线水、电及交通条件
本项目路线基本沿河流布设,工程用水可就近河流取水。沿线河水清澈,水质较好,可以满足工程用水要求。
沿线电网及村镇较密集,工程用电较为方便。
本项目沿线经过对原乡村公路扩建及新建施工便道,项目区多次与地方道路相交,施工交通条件相当便利。
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二、编制依据、编制原则及使用范围
(一)编制依据
1.《公路隧道工程施工技术规范》 JTG F60-2009。 2.《公路隧道施工技术细则》 JTG/T F60-2009。 3.《公路工程技术标准》 JTG B01-2014。 4.《爆破安全规程》GB6722-2014。
5.《民用爆炸物品安全管理条例》国务院第653号令。 6.《四川省民用爆炸物品安全管理办法》。 7.《爆破作业项目管理要求》GA991-2012。
8.四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院设计图纸、设计文件和设计资料。
(二)编制目的
光面爆破是隧道“新奥法”施工的关键技术,爆破效果直接关系到工程质量的好坏、施工进度的快慢和施工费用的高低。在隧道开挖中,必须组织工程技术人员现场观察工程地质条件、围岩性质,讨论、初定各项爆破参数。为获得最佳的光面爆破效果,通过合理的炮眼布置,调整炮眼孔距、角度、装药方式,进行不同开挖进尺的试验性爆破,不断调整、优化爆破参数;对周边眼的爆破进行现场试验,根据现场围岩不同确定周边眼最佳抵抗线。通过多次的试验爆破和参数的调整,最后确定科学合理的光面爆破设计方案,以达到工程质量和成本控制标准。
(三)使用范围
巴中至万源高速公路Ⅵ分部管段(K172+514~K186+640)华家岭隧道及草坝隧道洞身爆破工程施工。
三、施工布置
(一)施工组织管理机构
根据本标段工程特点及施工总体部署,成立中国葛洲坝集团三峡建设工程有限公司巴通万高速公路第Ⅵ分部项目部,项目经理部由上至下分为管理层和作业层,管理层进行项目施工的综合管理,作业层进行专业化作
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业,同时接受业主单位、监理单位的领导和监督。
1.项目部组织机构
图1 项目部组织机构图
2.施工队伍组织机构
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图2 施工队伍组织机构
(二)施工布置 1.施工便道
采用新建施工便道和改扩建现有道路的方式修建贯通便道进入施工场地,对于没有既有道路直接达到的工点,采用新建便道与既有道路衔接,详见施工总平面布置图。施工便道结合地形、地物和现有生活、生产设施,充分利用现有道路,尽量避免对当地居民生活造成困扰。施工便道路基宽度不小于6m,路面宽度不小于4.5m,曲线或地形复杂地段适当加宽。视地形条件和视距要求,每200m 设置一个长20m、宽 2.5m 的错车道,坡度不宜过陡,确保施工车辆安全通行。施工便道土质路基地段基层为25cm厚的砼路面。在软土或水田地带,基底抛填片石或用三七灰土换填处理并做必要的防护。施工便道设置必要的排水沟,在紧邻占地内侧设置宽0.7m,深0.5m的排水沟,确保便道路面排水畅通;在汇水面积较大的低凹处设置圆管涵,便道经过水沟地段,埋置圆管涵或设置过水路面,做到排水畅通。便道填筑采用级配碎石、砂砾等材料铺筑,表面碾压平整,确保施工车辆正常通行。便道路面高于自然地面0.4m,顶面设置3%的单向横坡,以便于排水。便道路面结构如下:
图3 施工便道大样图
便道修建完成后应做好平常的养护工作,在气候干燥季节和施工期间,配备洒水车,经常洒水,避免灰尘及便道损坏和对农田的污染,雨天及时排水,做到晴天不扬尘、雨天不泥泞。便道施工路口设置明显的(禁
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止通行、绕行、限速、警告)等标志,在施工繁忙和晚间施工期间,配备专门的交通疏导人员,以确保车辆及行人安全、畅通。途经村镇、街道、学校等人口密集区,设置禁令标志。互通区须跨越匝道的施工便道路口也设置明显的警示标志,并派专人进行路口的防护指挥。
2.施工用电
计划与地方电力主管部门协商并签订供电合同后,按指定位置搭接变压器,拌合站及预制梁场备大型发电机一台,其余施工点备用小型发电机发电。
表3 隧道施工用电规划 序号 1 工点名称 华家岭隧道进口 华家岭隧道出口 2 一碗水大桥 烫头溪大桥 3 6 7 草坝隧道进口 草坝隧道 K185+258 曹家沟大桥 2×800 K181+900 2×800 K174+950 2×800 变压器位置 K172+514 功率(KW) 2×800 3.施工用水
本合同段范围内水资源丰富,经检测合格,符合用水要求后,方可就近抽取河水使用。
4.炸药库布置
本合同工程的炸药、雷管需设置2个炸药仓库,采用民爆公司供应炸药、雷管,占地面积:620㎡,可容纳雷管5000发,炸药5吨。在项目分别在K179+300右侧250m处、K185+500左侧600m处,位于平坦、宽敞、交通方便处,方便施工管理。炸药库布置要求:
①炸药库外设置9m×3m的看守房,能瞭望全库和周围情况。 ②雷管库及炸药库均为长4.5m,宽3.3m。
③炸药库、雷管库分开设置,并在炸药库与雷管库之间设置防护土堤
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(长11m,宽8m,高3.5m)作为防护屏障。
④进库设置值班室2m×3m,对进出口物资及车辆登记。
⑤库内道路宽3m,采用C20混凝土硬化20cm,道路两侧设置排水沟40cm×40cm,土堤与道路交界处设置40cm×40cm的排水暗沟。
⑥在库内道路靠近围墙处设置3m×3m×2m的消防水池,在每个库房设置2个5KG的干粉灭火器。
⑦整个炸药库采用砖砌围墙封闭,人员车辆进出设置长3m高2m的大门。
图4 炸药库平面布置图
四、施工方法
(一)隧道洞身开挖施工方法
本分部华家岭隧道及草坝特长隧道围岩等级均为IV级和V级,因此只考虑IV级和V级相应开挖方法和爆破方案。
1.Ⅴ级围岩地段
采用预留核心土法进行开挖,施工支护喷混凝土、钢筋网、钢拱架、锚杆组成支护体系,并辅以超前小导管及大管棚注浆预支护措施进行辅助施工。
开挖过程中尽量减少对围岩的扰动,按“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、快封闭、勤量测”的施工原则进行开挖和支护,应尽早施作二次
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衬砌。
图5 隧道留核心土法开挖示意图
施工顺序:1.上台阶环形开挖 →II.上台阶初期支护→3.上台阶核心土开挖→4.左下台阶开挖→V.左下台阶初期支护 →6.右下台阶开→VII.右下台阶初期支护→ 8.仰拱开挖→IX仰拱初期支护(如有) →X.仰拱二次衬砌→XI拱墙二次衬砌
2.Ⅳ级围岩地段
根据隧道围岩条件及结构形式,在洞身Ⅳ级围岩段采用台阶法开挖(必要时可采用预留核心土法),光面爆破施工。根据地质超前预报和开挖揭露的围岩情况,当发现隧道围岩较破碎及地质条件变差时,应视具体情况增设超前支护和钢拱架等支护措施。
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图6 隧道台阶法开挖示意图
施工顺序:1.上台阶开挖→ II.上台阶初期支护→3.下台阶开挖→IV.下台阶初期支护→5.仰拱开挖→VI.仰拱二次衬砌(如有)→VII拱墙二次衬砌
(二)钻爆设计
隧道爆破开挖遵循:短进尺、弱爆破、强支护、早衬砌的原则,加强施工临时监控量测,确保施工安全。爆破参数的确定采用理论计算方法、工程级比法与现场试爆相结合,在保证爆破振动速度符合安全规定的前提下,提高隧道开挖成型质量和施工进度。
1.爆破孔径确定
根据炸药型号,选择孔径为φ42mm。 2.孔深设计
根据隧道围岩等级,选择V级围岩上台阶每循环进尺0.6m,下台阶每循环进尺1.2m。掏槽眼采用复式楔形掏槽,掏槽眼要比其他炮眼超深20cm,即上台阶孔深为0.8m,周边眼及辅助眼孔深均为0.6m,下台阶掏槽眼孔深为1.4m,周边眼及辅助眼孔深均为1.2m。
IV级围岩上下台阶每循环进尺2.0m,掏槽眼采用复式楔形掏槽,掏槽眼要比其他炮眼超深20cm,即掏槽眼孔深为2.2m,周边眼及辅助眼孔深均为2m。
3.主爆孔孔距
根据现场实际地质情况及爆破试验,本项目IV级围岩循环进尺为2m,爆破孔间距取a=0.8m,,爆破孔排距取b=0.8m。V级围岩循环进尺为0.6m,最小抵抗线取w=0.6h=0.36m,爆破孔间距取a=0.8m,爆破孔排距取b=0.8m。V级围岩周边眼间距取0.4m,IV级围岩周边眼间距取0.5m。
4.底板眼孔距
根据隧道爆破开挖施工经验,隧道爆破底板眼间距一般布置为主爆孔间距的0.8倍。
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图7 IV级围岩断面钻孔布置图
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图8 V级围岩断面钻孔布置图
5.装药结构及装药量
周边眼采用用小直径药卷,间隔装药,以确保隧道周边成型良好,减少对围岩的扰动。辅助眼及掏槽眼装药均采用连续装药结构。
(1)周边眼装药量确定
周边眼装药计算公式:Q=1/4×π×d2×β×L×P 式中:Q为单孔装药量(g) d为乳化炸药直径,2.5cm
Β光面爆破填充系数,本项目取值0.2 L炮眼深度
P为2#岩石乳化炸药密度取1.2g/cm3
根据以上公式,分别计算IV级围岩、V级围岩周边孔装药量: IV级围岩:单孔装药量Q=235.5,本项目取值240g。
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V级围岩:单孔装药量Q=70.56,本项目取值71g。
图9 周边孔装药结构示意图
(2)主爆孔装药量确定
Φ32mm药卷单位质量为1kg/m,掘进眼的装药系数根据经验值取0.6~0.8,现取0.75,即IV级围岩、V级围岩掘进眼单孔装药量:
IV级围岩:单孔装药量Q=1×0.75×2=1500kg,本项目取值1500g。 V级围岩:单孔装药量Q=1×0.75×0.6=450g,本项目取值450g。
图10 主爆孔装药结构示意图
(3)掏槽眼装药量确定
Φ32mm药卷单位质量为1kg/m,掘进眼的装药系数根据经验值取0.7~0.9,现取0.8,即IV级围岩、V级围岩掘进眼单孔装药量:
IV级围岩:单孔装药量Q=1×0.8×2.2=1.76kg。 V级围岩:单孔装药量Q=1×0.8×0.8=0.64kg。
图11 掏槽孔装药结构示意图
本项目IV级围岩、V级围岩爆破参数统计见下表:
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表4 IV级围岩爆破参数统计表 孔数部位 段位 类别 (个) (mm) (mm) (mm) 量(KG) (KG) (KG) 1 3 5 7 上台阶 9 掏槽眼 掘进眼 掘进眼 掘进眼 掘进眼 4 8 4 12 15 18 21 37 20 14 12 6 15 32 42 42 42 42 42 42 42 42 42 42 42 42 42 42 2.2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 32 32 32 32 32 32 32 25 32 32 32 32 32 25 1.76 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 0.24 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 0.24 7.04 12 6 18 22.5 27 31.5 241.1 15 周边眼 17 底板眼 1 3 下台阶 5 7 9 掘进眼 掘进眼 掘进眼 掘进眼 周边眼 8.88 30 21 18 9 22.5 7.68 孔径孔深药卷直径单孔装药总药量合计11 掘进眼 13 掘进眼
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表5 V级围岩爆破参数统计表 孔数部位 段位 类别 (个) (mm) (mm) (mm) 量(KG) (KG) (KG) 1 掏槽眼 3 掘进眼 拱部环形 5 掘进眼 7 掘进眼 9 周边眼 11 底板眼 核心土 1 掘进眼 11 12 10 22 39 26 5 42 42 42 42 42 42 42 0.8 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 32 32 32 32 25 25 25 0.64 0.45 0.45 0.45 0.071 0.45 0.45 7.04 5.4 4.5 9.9 2.769 11.7 2.25 84.6 孔径孔深药卷直径单孔装药总药量合计
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3 掘进眼 5 掘进眼 7 掘进眼 9 底板眼 1 掘进眼 3 掘进眼 左下台5 掘进眼 阶 7 掘进眼 9 周边眼 1 掘进眼 3 掘进眼 右下台5 掘进眼 阶 7 掘进眼 9 周边眼 6 6 9 11 7 8 6 8 19 8 7 4 6 14 42 42 42 42 42 42 42 42 42 42 42 42 42 42 0.6 0.6 0.6 0.6 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 25 32 32 32 32 32 32 32 25 32 32 32 32 25 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.071 0.45 0.45 0.45 0.45 0.071 2.7 2.7 4.05 4.95 3.15 3.6 2.7 3.6 1.349 3.6 3.15 1.8 2.7 0.994 6.炮孔布局与起爆联网
(1)根据隧道断面结构类型,确定炮孔布置原则:先布置掏槽眼和周边眼,再布置底板眼和周边掘进眼。
(2)起爆顺序:首先起爆掏槽眼,创造临空面,接着起爆主爆掘进眼,由内向外一次起爆,层层剥离,最后起爆周边眼和底板眼。
(3)起爆网络:所有爆孔按照要求装好炸药和非电毫秒雷管,确保段位正确,做好炮孔的堵塞,按区域将雷管线顺埋,集中一起用传爆雷管
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连接,最后所有传爆雷管用电雷管连接。
图12 并联起爆网络连接示意图
(三)光面爆破具体施工工艺 1.工艺流程图如下图所示:
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图13 光面爆破施工工艺流程
2.放样布眼
钻眼前,测量人员准确定出隧道中心线和拱顶面高程;用红油漆画出开挖轮廓线,并标出炮眼位置,其误差不得超过5cm;每次测量放线的同时,要对上次爆破断面进行检查,及时调整爆破参数,以达到最佳爆破效
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果。
3.钻眼要求
掏槽眼:深度、角度按设计施工,眼口间距误差和眼底间误差不得大于5cm。
周边眼:开眼位臵在设计断面轮廓线上允许沿轮廓线调整其误差不得大于5cm;炮眼方向可以3%~5%的斜率外插,眼底不得超出开挖断面轮廓线10cm,最大不得超过15cm。内圈眼至周边眼的排距误差不得大于5cm;内圈眼与周边眼采用相同的斜率。当开挖面凹凸较大时,应按实际情况调整炮眼深度(相应调整装药量),力求所有炮眼(除掏槽眼外)眼底在同一平面上,钻眼完毕,按炮眼布置图进行检查并做好记录,有不符合要求的炮眼重钻,经检查合格后方可装药爆破。
4.炮眼布置要求
①先布置掏槽眼,其方向在岩层层理明显时应尽量垂直于层理,掏槽眼应比其他眼加深20cm左右。
②周边眼严格按设计开挖轮廓线布置,在硬岩层中,周边眼的眼口在断面设计轮廓线上,眼底超出轮廓线小于10cm;在软岩中,周边眼的眼口在断面设计轮廓线内小于8cm;眼底落在轮廓线上。
5.孔口堵塞长度L
一般堵塞长度浅眼不超过20cm,深眼不超过30cm,为了确认合理的堵塞长度应该遵守
①堵塞物应能保证高压气体在炮孔内有充足的作用时间; ②堵塞长度应与堵塞物密度和岩石特性有关;
③开挖隧道中用的炮泥一般先在洞外做好,常做成药卷一样的形状,外表包上纸皮或塑料皮便于运送和填塞入孔中。
6.清孔装药
装药前用小直径高压风管将炮眼内石屑吹净,装药需分片,分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行,雷管要“对号入座”不得混装,所有炮孔均用炮泥堵塞,堵塞长度周边眼不小于20cm,其他眼不小于30cm,
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周边眼采用小药卷配导爆索,以增加不耦合系数和爆破时的缓冲作用,炮孔装药均采用反向装药结构。
7.连接起爆网络
在爆破中,采用的是电雷管起爆,在采用电雷管起爆时,电雷管本身存在着时差,特别是采用高段次延期时,时差就更大。
8.瞎炮处里
①处理盲炮前应由爆破领导人定出警戒范围,并在该区域边界设臵警戒,处理盲炮时无关人员进人警戒区。
②应派有经验的爆破员处理盲炮。 ③严禁强行拉出或掏出炮孔中的起爆药包。
④盲炮处理后,应再次检查爆堆,将残余的爆破器材收集起来统一销毁,再不能确认爆堆无残留的爆破器材之前,应采取防御措施。
⑤盲炮处理后应由处里者填写登记卡片或提交报告,说明瞎炮的原因、处理方法等。
(四)爆破安全验算 1.飞石的飞散距离
由于产生飞石的原因较多,且又是一个十分复杂的过程,特别是当最小抵抗线较小时,高压爆生气体将沿介质中的裂隙高速喷出,使夹杂在其中的碎块加速抛射。
计算飞石距离 R=20Kn²W(m)
式中:K———安全系数,与地形、风向等因素有关,一般取1.0-1.5;
n———爆破作用指数; W———最小抵抗线(m)。 2.爆破振动的安全验算 爆破振动按下式计算: V= K×(Q1/3/R)α
式中:V—爆破震动速度,cm/s;此次隧洞爆破,相邻隧道围岩最大
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允许振动速度[V]<10cm/s。
Q—同段最大药量,kg; R—至保护物的距离,m;
K、α—爆破振动衰减系数,取保守值K =200、α=2.0;
Ⅳ级围岩隧道开挖最大单响药量为15.6kg,Ⅴ、Ⅵ级围岩隧道开挖最大单响药量为13.5kg,取后掘进洞二次衬砌与后掘进洞下台阶掌子面的距离为12m,或相邻隧道间距也是12m,最小保护点距离按12m计算,则该处最大质点振动速度的计算值为6.5cm/s,小于围岩安全允许振速10cm/s。
(五)爆破器材选择 (1)炸药
采用乳化炸药,周边炮眼采用φ25mm的小药卷,其他炮眼采用φ32mm标准药卷。
(2)雷管
孔外采用电雷管起爆,连接件及孔内均采用非电毫秒微差雷管(1、3、5、7、9、11、13、15、17段)导爆管起爆炸药。
(3)起爆器材及导爆索
电雷管采用专用安全防爆器起爆,周边炮眼装药并采用导爆索传爆。毫秒雷管与电雷管采用串并联方式进行连接。
(4)装药结构
隧道爆破严重采用的炸药采用正向或反向起爆,掏槽眼的首段采用正向起爆,其他眼采用反向起爆,这样可以得到较好的岩碴块度。
(六)爆破效果监测及爆破设计优化 (1)爆破效果检查
每次爆破后,工班班长和安检员对爆破效果进行评定,其超欠挖量、炮眼痕迹保存率、炮眼利用率是否满足隧道光面爆破质量评定标准,岩石块度大小是否适宜装运。通过不断调整爆破参数来提高爆破质量。
爆破效果检查项目主要有:
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① 断面周边超欠挖检查,钻杆外插角是控制超欠挖的关键,两次爆破形成的台阶尺寸因钻孔机械的不同而相差甚大,应尽量减小台阶尺寸并不宜大于15cm,根据本分部隧道有Ⅳ、Ⅴ级围岩,其隧道允许超挖值见下表:
表6 隧道允许超欠挖值 项次 1 2 3 4 5 项目 平均超挖量(cm) 最大超挖量(cm) 炮眼眼迹保存率(%) 局部欠挖量(cm) 炮眼利用率(%) 中硬岩 15 25 ≥60 5 90 软岩 10 15 5 95 ②开挖轮廓圆顺度,开挖面平整检查,Ⅲ级硬岩无剥落,Ⅳ级中硬岩 基本无剥落,Ⅴ级软弱围岩无大的剥落或坍塌; ③爆破进尺是否达到爆破设计要求,开挖面平整; ④爆出石碴块是否适合装碴要求;
⑤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;
(2)爆破严密监测:光爆钻孔时,有现场的工班班长统一指挥协调行动,实行定人、定位、定质、定量的“四定”岗位责任制。分部按顺序钻孔,避免相互干扰、碰撞、拥挤和窝工。刷帮压顶钻孔时,固定钻孔班组和人员,以便熟练技术、掌握规律、提高钻孔的速度和准确性。
(3)爆破设计优化:每次爆破后有安检员和现场负责人检查爆破效果,施工负责人和技术员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
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周边眼。光面爆破效果的炮痕外观质量:拱顶正中中线应直顺、不得间断、错位,纵向炮痕间距应一致,与设计间距应相符。
五、爆破器材管理
1.爆取当天施工的爆破器材,由涉爆现场的爆破员领取并签字,安全员履行监督职能。管理上坚持“谁作业、谁负责”的原则。涉爆从业人员随时接受项目部、公安机关的检查。每天消耗的民爆物品用量编码,如实做好《爆破施工日志》登记,现场安全员必须监督回收到项目部设立的炸药库。
2.爆破员领取的炸药、雷管至作业现场后应分开存放在具备安全条件的地点,且间距不能低于25m,远离火种并排专人管护,临时储存点不能堆放任何杂物,临时储存点周围50cm范围内严禁烟火。
3.雷管应放在耐压、抗冲撞、防振动、防静电、防辐射等杂散电流的绝缘雷管箱内,箱体应加锁,双人双锁。严禁将雷管装在衣袋内,严禁在爆破作业现场乱存乱放爆破器材。
4.爆破现场雷管、炸药、起爆器应分开存放,并保持足够的安全距离,每次起爆前,都应将爆破器材置于警戒线外的安全地点。
5.涉爆现场堆放的爆破器材应设危险警戒标志,在爆破器材堆上应加盖篷布或搭设简易帐篷。
六、爆破警戒范围、警戒标志及起爆信号
(1)警戒范围:以隧道单向300m外设警戒人员、警戒标识。 (2)警戒标志:各路口设爆破警示牌,警戒人员持喇叭或口哨配合警戒。
(3)爆破信号:
第一次信号:预警信号,所有人员撤到危险区以外的安全地点,哨声连续长声。
第二次信号:起爆信号,确认所有人员与设备全部撤除,安全防护措施已落实起爆,哨声连续短声。
第三次解警信号:安全员、爆破员要在起爆15分钟后才进入爆破现
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场查看有无瞎炮、危石等安全隐患。确认爆破区无瞎炮、危石等安全隐患后解出警戒信号。
(4)必须严格执行“一炮三检”制度,实行“三人连锁爆破”和“三保险”制度
“一炮三检”制度:即装药前、爆破前、爆破后必须检查爆破地点附近20米范围内风流中的瓦斯浓度,若瓦斯浓度超过1%时,严禁装药爆破。
“三人连锁爆破”制度:即爆破前,爆破工将警戒牌交给班组长,由班组长亲自派人警戒,并将爆破命令牌交给瓦斯检查员,由瓦斯检查员检查瓦斯、煤尘浓度合格后,将爆破牌交给爆破工,爆破工吹哨后爆破,爆破后三牌各归原主。
“三保险”制度:即站岗、设置警标、吹哨。
七、爆后检查及盲炮处理
(一)爆后检查
爆破后15分钟,(隧道爆破必须在通风排除炮烟后)由爆破员到爆破现场进行检查,有无盲炮及危险状况,在确定完全爆破及现场安全后,下达解除警戒命令。
(二)盲炮处理
如发现有盲炮,应由原装炮人员当班处理,特殊情况下如不可能时,装炮人员在现场将装炮情况、炮眼方向、装药数量交待给处理人员。
浅孔爆破时的盲炮处理方法:
1、经检查起爆网路完好,并确认最炮孔小抵抗线未发生改变的可重新起爆;
2、不能重新起爆的可打平行孔装药进行引爆,平行孔距盲炮距离不应小于0.3米;
3、也可用竹、木或其他不产生火花的材料制成的工具,轻轻地将炮孔内的填塞物掏出,用药包诱爆;不能引爆的非抗水药包可灌水使其失去爆炸性能,但必须注意回收雷管及炸药。
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八、爆破施工安全技术措施
(1)爆破前必须发出音响和视觉信号,待所有人员及设备撤至安全区域方能点炮。
(2)放炮后,在确认无盲炮时,应不小于15分钟,不能确认无盲炮时,必须不小于30分钟,爆破作业人员方可进入爆破作业点。
(3)放炮后进入工作面时要首先检查顶、帮及支护是否安全,有无盲炮等情况,如有不安全情况,应及时处理后方可继续工作。
(4)加工起爆药包和光爆药卷应在安全地点进行,无关人员一律不得在场,加工数量不应超过当班爆破作业需用量。
(5)加工药包、装药联线现场严禁烟火。
(6)装药前应对炮眼进行清理和验收,装药时严禁使用铁质工具,装药完毕要用炮泥堵塞,操作要温和,不可用力过猛。
(7)发现盲炮或怀疑有盲炮,应立即处理。处理盲炮应由当班爆破员进行,无关人员不准在场。当班来不及处理,应详细交班。盲炮未处理好之前,禁止在工作面进行其它作业。
(8)禁止用铁制掏勺掏出炮泥,掏炮泥时不得用力拉动起爆药包引线,严禁从炮眼中强力拔出雷管
(9)警戒说明及警戒位置图示:
a.警戒人员应戴好安全帽,手持小红旗。并应事先观察好可掩蔽的地方,以防及个别碎块飞出警戒位置;
b. 在发出警报后,所有人员应撤离至安全地带,在安全范围外绝不允许任何人员进入,在警戒人员各自负责的范围确属安全时报告指挥员;
c.警戒人员应确实认真负责。当开始联线时,应放出警戒信号,应派一人技术人员前去检查,确认安全无毒烟,通风设备正常、安全后方可进行下次作业;
d.出好安民告示,规定放炮时间;各路口均应设置爆破警示牌,无关人员禁止进入;
e.警报信号清晰。当指挥员接到各警戒人员的安全报告后,发出起爆
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命令,命令应清晰;
f.每次爆破后,先由一人前去检查,现场确实全部起爆后发出解除警报命令;
g.在爆破区范围内,应做好防护杂散电流对起爆网络的影响及危害。
九、爆炸事故应急救援方案
(一)事件报告程序
图14 施工应急响应程序
(1)凡发生突发事件的,现场施工负责人应立即采取措施保护好现场、防止事件扩大,并立即组织施工人员处理,不能处理或需要其它班组
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或部门配合的,立即通知项目部负责人;
(2)重大突发性事件可以直接向应急领导小组组长报告。 (3)项目部负责人接到突发交通事件报告后,应立即根据情况决定是否启动应急救援预案,负责指挥抢险或救援工作,并在规定时间内报告项目部值班领导。
①一般事件按照规定在权限内处理的事件,由项目部负责人负责抢险 的指挥工作,组织实施抢险方案;
②超过职责规定处理权限和需要其它单位救援或涉及其它单位的事 件,除立即采取措施防止其扩大外,应立即报告项目部领导,请求协调处理,通报有关单位和人员;
(4)应急救援领导小组组织事件的调查、分析、处理,按照规定时间落实结案工作。
(5)应急救援领导小组接到突发事件报告后,根据情况决定是否启动突发性事件应急救援预案。
(6)应急救援领导小组安排有关部门负责通知各主管部门和相关单位组织抢险或救援,并按照事件处理权限处理。
(7)凡涉及两个及以上单位参加救援或涉及两个及以上单位事件的组织和指挥,同时通报总承包项目部领导。
(8)发生重大伤亡交通事件时,除按照以上规定报告外,还应报告所在地公安部门。
(二)事件报告内容
(1)事件发生的时间、地点、工程项目、单位名称;
(2)事件发生的简要经过、伤亡人数和直接经济损失的初步估计; (3)事件发生原因的初步判断和可能出现的后果; (4)事件发生后采取的措施及事件控制情况; (5)事件报告单位、报告人、职务、联系方式。 (三)爆炸事故应急救援
事故发生后,应立即采取通风措施,炮烟排除后,为避免二次伤害,
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组织专业爆破工入桩孔检查,并将受伤工人立即救出。
①工人救出后,首先应将受害者轻抬至安全平坦地点,去除身上的用具和口袋中的硬物,先检查受害者的伤势情况,受伤部位,如是飞滚石砸伤要确定伤者有无断骨,对断骨情况在头颈或腰部等重要部位者,先进行止血及看护,以免造成伤害的扩大,立即拨打紧急医疗救助电话-120,交由医护人员进行救治;对只是四肢等非重要部位的伤害可现场打绑腿进行必要的固定后立即送附近医院。对爆破炸伤人员应进行必要的止血和用绷带简单包扎以免造成失血过多及伤害扩大,立即送上120 急救车或送附近医院。
②发现受伤者呼吸和心脏刚停止时.应立即按心脏复苏法支持生命的三项基本原则措施,即通畅气道、口对口(鼻)人工呼吸、胸外挤压正确进行抢救。同时现场人员拨打120 急救电话,及时送往最近医院救治。 ③在抢救过程中抢救人员要听从指挥,服从安排,不得鲁莽从事,团结协作,争分夺秒,全力抢救。经理部医务人员要立即对受伤人员作出诊断伤势情况作出简单处理,并通知当地医院说明伤员的伤势情况,受伤部位、性质,以利医院作好准备。立即送往附近医院进行抢救。
(四)善后处置
1、做好详细的资料统计按照国家及公司相关规定将伤亡、受困、损失情况及时报告上级及地方主管部门,同时组织单位积极采取措施做好遇难人员亲属、受伤人员及家属以及受影响人员的接待、安抚、医疗、补偿和安置工作。
2、做好污染物收集、清理与处理事项,尽快回复生产秩序。消除事故后果和影响,减少事件造成的损失,防止事件再次发生,确保安定,在短期内将事件现场恢复到一个基本稳定状态。
3、安全生产事故发生后,报告保险机构,及时开展应急救援人员保险受理和受灾人员保险理赔工作。
4、根据《事故处理管理规定》在规定时间内将事故调查结果和事故原因分析情况形成事故调查报告,报公司质安部,并按照属地化管理原则,
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同时报告地方安全管理部门备案。
5、应急工作结束后,要认真核对参加应急的人数、清点各种应急机械设备、监测仪器、个体防护设备、医疗卫生设备和药品、生活保障物资等,事故应急救援领导小组整理应急记录、图纸等资料,核算应急发生的费用,并及时组织参加应急的部门与人员进行总结分析,编制应急总结报告。
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