1、中义隧道2号横洞爆破设计方案中义隧道2号横洞爆破设计方案1.编制依据1.1新建丽江至香格里拉铁路站前工程LXZQ-2标中义隧道2号横洞设计图纸。1.2公安部颁布的现行GA991-2012爆破作业项目管理要求、GB6772爆破安全规程和现有的行业标准、地方标准及企业施工工艺标准。1.3类似工程施工积累的施工经验。1.4工程建设法律、法规和有关规定文件。2.编制原则2.1确保隧道开挖施工安全，满足隧道施工质量及环保要求。做到精细化作业，达到以质量保安全，以安全促进度的目的。2.2根据设计图纸和设计建议方案为原则组织施工，并结合工区的实际情况编制本爆破方案。2.3严格执行滇西指建设相关管理文件的要求
2、，积极组织策划，以标准化建设为目标进行爆破作业。3.工程概况3.1设计概况中义隧道位于新尚站虎跳峡站区间，进口里程DK36+549，出口里程DK51+294，全长14745m。丽香铁路2标三工区施工段包括中义隧道2号横洞、中义隧道出口和中义隧道平导，正洞起讫里程：DK39+050DK51+294，共12.244km，2号横洞460m，平导及横通道6627.5m。中义隧道2号横洞为无轨运输双车道隧道，净空为7.5m（宽）6.2m（高）。级围岩共260m，级围岩共100米，级围岩共100米。3.2地形地貌中义隧道位于位于云南省丽江市玉龙纳西族自治县龙蟠乡境内，金沙江右岸，属高原剥蚀地貌区与金沙江峡
3、谷过度地带，测区山体近南北走向，地势左低右高，属傍山隧道，位于一单面坡，倾向丽江盆地金沙江，地面高程2050m3650m，隧道最大埋深1240m，最小埋深37m，出口紧邻金沙江，地形陡峭。3.3工程地质特征3.3.1地层岩性中义隧道隧区分布第四系全新统坡洪积（Q4de+pl）黏土、淤泥质土、坡残积（Q4dl+el）黏土、上更新统冰碛（Q3gl）碎石土， 基岩为三叠系中统北衙组（T2b）灰岩夹泥质灰岩，第四系全新统泥石流堆积（Q4sef）碎石土、崩积（Q4col）碎石土、滑坡堆积（Q4del）碎石土和粉质黏土、坡残积（Q4dl+el）粉质黏土、碎石土，第四系上更新统（Q3gl）粉质黏土、细角砾土
4、及碎块石土，断层角砾（Fbr），三叠系下统腊美组（T1l）砂岩夹页岩（90m），三叠系下统（T）片理化玄武岩夹砂质板岩（590m），二叠系虎跳涧区（P）玄武岩（7520m），下统（P1）大理岩（3530m）,石炭系（C）大理岩（2260m），断层角砾（683m）。3.3.2地质构造中义隧道隧区内主要发育南北向断裂及多条断层及褶皱，局部发育支断层，近S-N向或NNE向构造发育。各断层特征分述如下：（1）玉龙雪山西麓断裂：为区域性正断层，走向NWNE，倾向SWNW，倾角60，下盘为玄武岩（P或T），上盘为大理岩（P1），破碎带节理、劈理密集，宽度150300m。该断层与线路两次相交，分别相交于DK
5、44+700及DK49+400附近，断层附近大理岩（P1）岩溶较发育。断层带为富水岩体，隧道开挖易遇涌水。（2）龙蟠-乔后断层：为一区域性逆断层，测区内走向呈近S-N向，倾向E（倾向线路），倾角57，上盘为P玄武岩，下盘为T1板岩、千枚岩及P玄武岩夹凝灰岩及灰岩透镜体。断层破碎带宽150230m，主要为断层角砾，质为板岩、玄武岩、凝灰岩，胶结差。隧道在此附近受其影响，片理及节理发育，完整性较差，围岩级别较低。（3）西龙正断层：测区内长约1.4km，总体走向为N40W，倾向NE，倾角约45，上盘为P玄武岩夹凝灰岩，下盘为T1l砂岩夹页岩。断层破碎带宽70200m，主要物质为断层角砾，胶结较差，成
6、分与母岩相同，为玄武岩、凝灰岩及砂、页岩。与线路交于DK37+340附近，交角49。隧道在此处附近受其影响，围岩级别较低，富水。（4）万隆断层：走向近S-N，倾向E-NEE，倾角6575，上盘为P、T1l、T2b1，下盘为T1、T，为逆断层，断层破碎带宽约30m，由断层角砾组成，断层角砾成分为玄武岩、砂岩、板岩、灰岩等，胶结松散，胶结物为铁泥质和碎石土。于线路左侧1200m外近平行通过。隧道正洞受其影响较小。（5）冲江河逆断层：逆断层，为一区域性活动大断裂，位于龙蟠-乔后断裂西侧，呈弧形，沿金沙江、冲江河分布，长度大于50km，走向N20WN20E，倾向西，倾角70。在松坪子虎跳峡镇一带冲江河
7、河谷可以观察到，断层西盘上升向北东推压，二迭系玄武岩盖于三迭系千板岩之上；东盘向南下降移动，断面向西倾，为顺时针方向扭动的压扭性断层。（6）虎跳峡码头断层：走向为NNE向，断层形迹近于直线，陡倾角，斜跨金沙江，断层E盘为深灰色致密块状玄武岩（P），W盘为片理化玄武岩（T），破碎带宽度515m，为基本未胶结的玄武岩及变质玄武岩块石，断层谷、断层崖明显，对下游坝址附近桥位有影响。众多断层的发育，控制着隧道区的岩体完整程度和地下水分布与富集规律。3.4水文地质特征中义隧道由于地形横坡较大，大气降水迅速向丽江盆地排泄，大多沟槽内均为季节性水流，受大气降水及玉龙雪山雪水补给，地下水主要有岩溶水、基岩裂隙
8、水、土层孔隙水、断层水。根据设计提供资料中义隧道正常涌水量为72619m/d，雨季最大涌水量为108928m/d。3.5不良地质中义隧道不良地质主要有岩溶、泥石流、岩堆及断层破碎带、高地应力。（1）岩溶中义隧道在DK47+700DK49+400段穿越（P1）大理岩，据外业调查段区内未见洼地、溶洞、落水洞等，岩溶形态不发育，推测隧道穿越区为弱发育。隧道行进于岩溶垂直渗流带中，但断层附近的大理岩受断层富水和构造裂隙发育的影响，岩溶较发育。隧道开挖到断层附近时不排除遇大型岩溶的可能性，线路DK50+850右侧1.8km，发育一岩溶泉，泉水清澈，无味，为热水塘一带村民用水，流量40L/S，可能对隧道工
9、区造成影响，施工期间加强对泉流量的监测。（2）泥石流发育于中义隧道2号横洞附近DK41+190DK41+230，厚210m，主要由冰碛层受雪山融水或雨水冲刷再移动形成。属稀性沟谷型泥石流，主要物质为碎石土。褐黄、灰白色，潮湿，松散，碎石含量5070%，局部为块石，石质为灰岩及玄武岩，余为角砾及少量黏性土充填，具备泥石流发育条件，施工中应做好监控管理 。（3）岩堆主要分布在中义隧道2号横洞洞口，厚度为515m，主要物质为冰积层的碎石土，灰白、青灰等，潮湿，松散，碎石含量5070%，局部为块石，石质为灰岩及玄武岩，余为角砾及少量黏性土充填。（4）断层破碎带隧道内断层发育，与隧道正洞、平导或横洞都有
10、相交，详见表3-1断层破碎带统计表。表3-1 隧道重大断层破碎带统计表序号起始里程终止里程长度（m）地层所属断层及简述备注1DK37+160DK37+460300T1l与P西龙正断层2DK44+600DK44+860260P与P1玉龙雪山西麓断裂伴岩溶发育3DK49+260DK49+560300P1与P玉龙雪山西麓断裂伴岩溶发育（5）高地应力经综合分析，中义隧道2号横洞至出口DK42+170DK50+570段有可能发生轻微中等岩爆的可能。4.施工准备4.1基础准备情况在进洞施工前15天，即组织设备、人员、材料进场（部分材料需提前30天进场），做到提早筹划、提前准备；进洞要严格按照进洞施工方案进
11、行施工，加强支护措施和监控量测工作。积极落实各项管理制度，严格按照爆破设计进行钻爆施工，在制度得以完全落实的前提下加速开展工作，并对参加本工区施工管段的施工人员进行工区动员，明确分工，责任到人，各尽其责，使各项准备工作高效、有序地进行。4.2技术培训作业工人进场前对管理人员进行隧道爆破开挖安全和技术培训；作业工人进场后立即对其进行安全和技术培训，并对爆破工人单独建立档案进行考核，考核合格以后方能上岗。4.3技术准备技术准备工作分为内业技术准备和外业技术准备。内业技术准备主要包括：认真阅读、审核施工图纸和施工规范；编写各种针对性的质量、安全保证措施；结合工程施工特点，编写质量管理办法和实施细则，
12、备齐施工规范、验收标准、施工手册等必要的参考资料；做好施工人员岗前技术培训。外业技术准备主要包括：现场详细调查与地质勘探；现场桩橛交接埋设与复测；解决火工品的供应问题。技术准备工作做到“准备项目齐全，执行标准正确，内容完善齐备，超前计划布局，及时指导交底，重在检查落实”。4.4人员、设备、材料准备人员：以技术管理人员为主，开展前期各项施工准备工作。开挖及爆破作业人员和现场管理人员至少要在进洞施工前15天以内到达工地。设备：本工区所需的各种机械设施进场后，即进行安装调试，并向监理单位进行进场设备报验工作，同时确保施工过程中运转良好。材料：进行详细的炸材供应调查，保证施工所需炸材供应。5.开挖爆破
13、设计5.1开挖方法中义隧道2号横洞采用钻爆法施工，利用多功能台架、人工手持YT-28气腿型风钻钻孔。各围岩级别开挖方法如下：5.1.1级围岩开挖级围岩采用全断面法开挖，循环进尺3.03.5米，断面一次光面爆破成型,进度指标为200米/月。爆破完毕后，进行初喷混凝土。出碴采用1台50装载机，1台140挖掘机配合，4台自卸汽车运至洞外弃碴场。出碴完后，进行锚杆、挂钢筋网、复喷混凝土支护。具体施工方法见“图5-1 隧道级围岩段全断面开挖施工工艺框图”。工艺流程图如下：图5-1 隧道级围岩段全断面开挖施工工艺框图5.1.2级、级围岩洞身段开挖级、级围岩洞身段采用台阶法开挖，上台阶长度45米,一次光面爆
14、破成型,循环进尺0.62.4米（按拱架设计间距来控制，级围岩每次开挖1榀拱架的位置，级围岩每次开挖12榀拱架的位置），下台阶采用左右分幅开挖，每次开挖12榀拱架的位置，左右错开距离控制在34米，采用周边眼控制、松动爆破的方式进行施工。出碴采用1台50装载机，1台140挖掘机配合，4台自卸汽车运至洞外弃碴场。出碴完后，进行锚杆、挂钢筋网、立钢架及喷射混凝土支护。仰拱与下台阶洞身一起开挖、一次成型；下台阶开挖后应及时施作边墙初期支护和仰拱填充。开挖时周边采用光面爆破减少对围岩的震动以控制成形。上台阶风钻钻孔，挖掘机扒碴到下台阶，下台阶利用风钻钻孔。下台阶出碴利用装载机装碴，自卸汽车运碴至指定的弃碴
15、场地。具体施工方法见“图5-2 上下台阶开挖施工示意图”施工流程如下所示：图5-2 上下台阶开挖施工工艺框图5.1.3洞口级围岩进洞开挖洞口级围岩进洞开挖采用上下台阶预留核心土法。开挖上台阶，挖机配合人工开挖，采用预留核心土环形开挖，开挖进尺严格控制在0.6m-0.8m，开挖出来后及时施作洞身结构的初期支护。上台阶施工至适当距离（4-5m）后，开挖下台阶，并及时接长钢架，施作洞身结构的初期支护和封底，下台阶采用左右分幅开挖，左右错开距离控制在34米，。当上台阶掌子面及核心土部分围岩变成强-中风化型围岩后，则取消预留核心土，改为上下台阶开挖，其开挖支护步骤和施工顺序同上下台阶预留核心土法。图5-
16、3 上下台阶开挖布置示意图5.2钻爆施工5.2.1钻爆施工工艺流程见“图5-4 钻爆作业施工工艺框图”。5.2.2爆破器材工地所用的爆破器材如下表所示，存放于工区的工地火工品库内。火工品一览表：表5-1 火工品一览表序号火工品名称规格产地备注1乳化炸药32mm200mm150g由物资部招标确定药卷统一采用32mm，L=20cm药卷2非电毫秒雷管115段由物资部招标确定3导爆索外径6.2mm由物资部招标确定4电雷管8#由物资部招标确定5.2.2钻爆参数的选择根据隧道岩质情况，按表表5-2 光面爆破参数表进行选择。施工过程中通过爆破效果检查，结合地质变化情况适当调整，以求达到安全、经济和最佳爆破效
17、果。图5-4 钻爆作业施工工艺框图表5-2 光面爆破参数表岩石种类周边眼间距E(cm)周边眼最小抵抗线W（cm）相对距E/W周边眼装药参数（kg/m）级围岩405055700.81.00.20.25级围岩405050700.50.80.070.12级围岩3035500.60.70.0250.055.2.3爆破方案（1）爆破施工根据地质条件：洞口级围岩段为预留核心土法开挖，开挖方法为挖机配合人工施工，采用弱爆破开挖；在级围岩地段地质条件差时，取消光面爆破，采用松动爆破，围岩较好时采用上下台阶法开挖；级围岩段采用全断面开挖，采用光面爆破。全断面开挖采取“复合式契形掏槽”方式进行掏槽作业。（2）钻爆
18、布眼钻眼前，测量人员用红油漆准确绘出开挖断面的中线和轮廓线，按爆破设计标出炮眼位置，其误差不超过5cm。（3）定位开眼采用人工手持风钻利用自制开挖台架钻孔。台架就位后，人工按炮眼布置图正确钻孔。对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其他眼要高，开眼误差分别控制在3cm和5cm以内。（4）钻眼钻工要熟悉炮眼布置图，要能熟练地操纵凿岩机械，特别是钻周边眼，一定要由有丰富经验的老钻工操作，方向由测工确定并在台架上确定参照物供操作人员使用，确保周边眼有准确的外插角（按爆破设计或修正设计），尽可能使两茬炮交界处台阶不大于15cm。同时，根据眼口位置岩石的凹凸程度调整炮眼深度，保证炮眼底在同一平面上。（5）清
19、孔装药前，用由小直径高压风管输入高压风将炮眼石屑刮出吹净。（6）装药装药分片分组，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。其中周边眼采用竹片间隔装药，其余炮眼均采用连续装药结构。周边眼装药结构如下图所示：图5-5 周边眼装药结构示意图（图中尺寸为cm）（7）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。隧道爆破炮孔起爆顺序均为:掏槽眼辅助眼底板眼周边眼，周边眼采用导爆索起爆。崩落孔由里向外逐层起爆。采用多段微差毫秒雷管起爆由里向外起爆，其中周边孔比辅助孔要跳2段，间隔时间为50110毫秒，且用同一段雷管和导爆索连接同时
20、起爆。联结时注意：导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管连接次数相同；引爆雷管用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端10cm以上，网路联好后，专人负责检查。起爆网络的联结采用：电雷管导爆管雷管非电毫秒雷管的起爆网络。各炮孔采用非电毫秒雷管微差起爆技术，不但控制单段雷管的起爆药量，又能有效地控制每段雷管间的起爆时间，使爆破震动波不叠加。这样既能保证岩石达到理想爆破效果，又能消除爆破震动的有害效应。为了保证后起爆的网络不被先起爆的炸断，拟采用孔内微差的起爆网络。具体起爆网络如下图所示：图5-6 爆破起爆网络连接示意图（8）瞎炮的处理每次起爆后要有专人查看爆破效果，如发现瞎炮，首先查明原因。如果是孔外的导爆管损
21、坏引起的瞎炮则切去损坏部分重新连接导爆管即可，但此时的接头尽量靠近炮眼；如果是剩余部分炸药未响，则要立即取出，重新连接雷管进行起爆。5.2.4级围岩全断面开挖爆破设计1、计算炮眼数目：式中：N计算炮眼数目，不包括未装药的空眼数。 q单位炸药消耗量（Kg/m3） s开挖断面面积（m2） 炮眼装填系数每米药卷长度的炸药重量（Kg/m）由工程类比可取q=0.60，全断面开挖断面面积为S=44.4m2。、的值由实际得其值如下表：药卷直径炮眼装填系数炸药每米长度的重量（kg）320.450.75由此可得： N=0.6044.4/（0.450.75）=792、爆破参数的确定（1）、周边眼间距周边眼间距适当
22、缩小，可以控制爆破轮廓，避免超欠挖，又不致过大地增加钻眼工作量，孔间距的大小与岩石性质、炸药种类、炮眼直径有关，一般为E=(818)d，E为孔距，d为炮眼直径。全断面E的值选用E=40cm。（2）、光面爆破层光面爆破层就是周边眼与最外层辅助眼之间的一围岩层，光面爆破层厚度就是周边眼的最小抵抗线W，为55cm。（3）、周边眼密集系数周边眼的间距E与光面爆破层厚度W有密切关系，通常以周边眼密集系数K表示为K=E/W。本例为K=40/55=0.73。（4）、空隙比Di炮眼直径与药卷直径之比称为空隙比Di，由于炮眼的直径选用42mm，药卷直径选用32mm/2，因此Di=炮眼直径/药卷直径=42/32/
23、2=0.67。（5）、炮眼深度L 预计每循环进尺3m，由工程类比可取炮眼平均深度L为3.4m，其中掏槽眼深度为3.7m。总的爆破参数见下表：表5-3 选定爆破参数表炸药品种药包直径（mm）药卷规格（Kg/m）炮眼平均深度（m）周边眼间距（cm）光面爆破层W（cm）周边眼密集系数K=E/W空隙比Di=D/d乳化炸药320.753.440550.730.67（6）、爆眼布置具体炮眼布置见下图所示。图5-7 全断面法开挖炮眼布置图（图中尺寸为cm）表5-4 全断面法开挖炮眼装药参数表5.2.5级、级围岩洞身段上、下台阶法爆破设计本隧道洞口段级围岩属于强风化玄武岩，且覆盖层厚较小，开挖时采用局部爆破，
24、挖机配合人工进行掘进，开挖方法采用预留核心土法开挖，而洞身段级、级围岩采用台阶法开挖，具体爆破设计如下：1、计算炮眼数目：式中：N计算炮眼数目，不包括未装药的空眼数。 q单位炸药消耗量（Kg/m3） s开挖断面面积（m2） 炮眼装填系数每米药卷长度的炸药重量（Kg/m）由工程类比可取q=0. 55，开挖断面的上部面积为S上=29.32m2，、的值由实际得其值如下表：药卷直径炮眼装填系数炸药每米长度的重量320.400.75由此可得： N上=0.5529.32/（0.400.75）=542、爆破参数的确定（1）、周边眼间距周边眼间距适当缩小，可以控制爆破轮廓，避免超欠挖，又不致过大地增加钻眼工作
25、量，孔间距的大小与岩石性质、炸药种类、炮眼直径有关，一般为E=(818)d，E为孔距，d为炮眼直径。本断面E的值选用E=40cm。（2）、光面爆破层光面爆破层就是周边眼与最外层辅助眼之间的一围岩层，光面爆破层厚度就是周边眼的最小抵抗线W，为65cm。（3）、周边眼密集系数周边眼的间距E与光面爆破层厚度W有密切关系，通常以周边眼密集系数K表示为K=E/W。本例为K=40/65=0.62。 （4）、空隙比Di炮眼直径与药卷直径之比称为空隙比Di，由于炮眼的直径选用42mm，药卷直径选用32mm/2，因此Di=炮眼直径/药卷直径=42/32/2=0.67。（5）、炮眼深度L 预计每循环进尺2m，由工
26、程类比可取炮眼平均深度L为2.4m，其中掏槽眼深度为3m。总的爆破参数见下表表5-5 选定爆破参数表炸药品种药包直径（mm）药卷规格（Kg/m）炮眼平均深度（m）周边眼间距（cm）光面爆破层W（cm）周边眼密集系数K=E/W空隙比Di=D/d乳化炸药320.752.440650.620.67（6）、炮眼布置图5-8 台阶法开挖炮眼布置图（图中尺寸为cm）表5-6 上台阶炮眼装药参数表表5-7 下台阶炮眼装药参数表5.2.6级围岩洞口段上下台阶预留核心土爆破设计 本隧道洞口段级围岩属于强风化玄武岩，采用预留核心土法开挖，而洞身段级、级围岩采用台阶法开挖，开挖一定距离以后，若上台阶掌子面及核心土部
27、分变为强-中风化花岗岩，即可去除核心土部分，实行上下台阶法开挖，具体爆破设计如下：1、计算炮眼数目：式中：N计算炮眼数目，不包括未装药的空眼数。 q单位炸药消耗量（Kg/m3） s开挖断面面积（m2） 炮眼装填系数每米药卷长度的炸药重量（Kg/m）由工程类比可取q=0.65，开挖断面的上部面积为S上=29.32m2，、的值由实际得其值如下表：药卷直径炮眼装填系数炸药每米长度的重量320.500.75由此可得： N上=0.6529.32/（0.500.75）=50.82、爆破参数的确定（1）、周边眼间距周边眼间距适当缩小，可以控制爆破轮廓，避免超欠挖，又不致过大地增加钻眼工作量，孔间距的大小与岩
28、石性质、炸药种类、炮眼直径有关，一般为E=(818)d，E为孔距，d为炮眼直径。本断面E的值选用E=40cm。（2）、光面爆破层光面爆破层就是周边眼与最外层辅助眼之间的一围岩层，光面爆破层厚度就是周边眼的最小抵抗线W为65cm。（3）、周边眼密集系数周边眼的间距E与光面爆破层厚度W有密切关系，通常以周边眼密集系数K表示为K=E/W。本例为K=40/65=0.62。 （4）、空隙比Di炮眼直径与药卷直径之比称为空隙比Di，由于炮眼的直径选用42mm，药卷直径选用32mm/2，因此Di=炮眼直径/药卷直径=42/32/2=0.67。（5）、炮眼深度L 预计每循环进尺0.6m，由工程类比可取炮眼平均
29、深度L为0.8m，其中掏槽眼深度为1.2m。总的爆破参数见下表表5-9 选定爆破参数表炸药品种药包直径（mm）药卷规格（Kg/m）炮眼平均深度（m）周边眼间距（cm）光面爆破层W（cm）周边眼密集系数K=E/W空隙比Di=D/d乳化炸药320.750.840650.770.67（6）、炮眼布置图5-9 上、下台阶开挖炮眼布置图（图中尺寸为cm）表5-10 上台阶炮眼装药参数表表5-11 下台阶炮眼装药参数表6.资源配置6.1劳动力计划表6-1 施工现场开挖劳动力计划表序 号工 种数 量备 注1开挖工282号横洞2技术员23爆破员24安全员45库管员26电工26.2机具设备计划表6-2 主要机具设备计划表序号设备名称规格型号单位数量备注1多功能台架台12装载机ZLC50台13挖掘机140台14自御汽车北奔辆45轴流通风机d=1800mm台16电动空压机27m3电动台47发电机300KVA
