1、溫福線樞紐段路塹高邊坡光面爆破及控制爆破方案1、工程概況溫福線樞紐段位于福建省福州市，屬于穿越山區方的高標準鐵路。其中中鐵十八局一公司施工標段含路塹高邊坡爆破開挖石方量大，要求邊坡采用弱擾動光爆（或預裂）爆破法施工，路塹石方邊坡坡內巖體以堅硬花崗巖為主，呈弱風化。爆破開挖區環境較差、居民多，根據現場環境條件和地質條件分析，認為高邊坡開挖工作工點非常適宜作深孔加預裂爆破，這種爆破技術既可加快施工進度，又可保證邊坡質量，爆破開挖后邊坡一次成形，最終形成的邊坡整齊、美觀，而且由于爆破對邊坡內部的巖體擾動減弱。我項目部承擔的鼓山一號、二號和三號隧道進口段爆破工點有爆破開挖面大、周邊居民密集、民用建筑多

2、和鼓山三號隧道進口巖石較破碎等特點，環境條件極其復雜，需要采取控制爆破技術開挖，爆破過程中應配合拉網防護、震動檢測，確保施工安全。2、邊坡光面爆破設計爆破設計應根據地形和現場勘察資料，進行爆破方案選擇和優化，按照擬定的方案，結合本工地地形條件、施工進度、爆破安全、施工質量和經濟效益等多方面因素進行綜合考慮，其設計原則如下：選擇孔深加預裂一次成型綜合爆破技術方案具有較成熟的經驗。邊坡坡面采用預裂（光面）爆破施工，主體石方采用孔深爆破施工。對于23層的較高邊坡，應臺階施工，邊坡坡度陡于1：0.5時，鉆孔方便，當坡度陡于1：0.75時，鉆孔較困難。3.1 深孔、光面、預裂參數設計3.1.1 各種爆破

3、參數設計見附表133.1.2 爆破參數分析（1）深孔爆破參數分析孔徑D 露天爆破深孔的孔徑主要取決于鉆機的類型。本工地采用D100三腳架潛孔鉆機，通常孔徑D100200mm，本次深孔爆破采用的孔徑D100mm和D115mm。臺階高度H 臺階高度是深孔爆破的重要參數，當主體石方以孔深爆破開挖時，要作好臺階的選擇工作。臺階高度是否合理直接影響鉆孔、爆破、挖裝、運填全系統的工作。應根據實際地形地質條件、開挖技術要求、鉆孔機械的鉆孔能力和挖裝能力綜合考慮，一般以510m最為經濟合理，考慮設計臺階平臺寬均為2.5m，頂部臺階高低不同，本設計最大臺階高度為H12m，具體根據不同地形在施工中進行調整。底板抵

4、抗線W1底板抵抗線是影響孔深爆破效果的重要參數，底板抵抗線過大造成根坎、大塊率高、后沖作用大；底板抵抗線過小則易造成飛石且增大鉆孔工作量。根據以往的爆破經驗，采用以下經驗公式：a、根據臺階高度確定 W1=(0.60.8) Hb、根據孔徑大小確定W1=（3540)D對垂直孔還要根據安全作業條件確定和校驗W1 W1=B+cot其中：B-孔口中心至臺階坡頂線的安全距離，一般為2.53.0m； -臺階坡面角，一般在5070之間。本工地根據鉆孔直徑大小取：當D100mm時，取W1=3.54.0（m）當D115mm時，取W1=4.04.5（m）孔距a和排距b孔距a一般按下式求得：a=m W1式中：對垂直孔

5、m=0.71.0 對傾斜孔m=1.01.4排距b是指多排孔爆破時，相鄰兩排深孔之間的中心距離，實質是第一排以后各排孔的底板抵抗線值。即bW1本工地為棄方，可不考慮破碎塊度的均勻性和級配要求，同時對最大粒徑可以適當放寬，故大塊可以控制在1.0m以內，其孔、排距確定如下：當D100mm時，取a=3.03.5（m），b3.03.5（m）當D115mm時，取a=3.54.0（m），b303.5（m）超鉆深度超孔深度是控制底板超欠挖，保證底板平整的主要手段，在多臺階施工中，應通過上層平臺、超鉆情況，合理確定底層平臺值。本工地根據臺階高度，取：當H10時，取h1.01.2m，當10H20時，取1.52.0

6、m。堵塞長度L堵塞長度一般不小于地盤抵抗線的0.75倍，或取2040倍孔徑，不小于20的孔徑。本工地根據兩者相結合，堵塞長度大小取當D100mm時，取L2.53m當D115mm時，取L33.5m3.1.3 光面爆破和預裂爆破的參數分析（1）光面爆破和預裂爆破的設計原則采用D100型三腳架潛孔鉆機鉆孔，鉆孔直徑D100mm。根據巖石性質和地質條件，取孔距a（1.01.2）m。對于開挖深度較大的邊坡，應采用23個臺階，深孔加預裂（或光爆）施工時，最大鉆孔深度L18m。邊坡坡度可適當進行調整，為了有利于鉆孔，邊坡設計坡度范圍為1：0.31：0.75。邊坡平臺寬度過小處應進行調整，邊坡平臺寬度應大于2

7、.5m。（2）光面和預裂爆破參數分析鉆孔直徑D的選擇光面和預裂爆破的鉆孔孔徑的確定是一項十分重要的工作，選擇合理與否，直接關系著光面和預裂爆破效果、成本和質量。孔徑大小的決定孔距大小的依據，應綜合考慮巖石的性質、機械配備及工程要求等因素合理選擇，通常取D100mm。臺階高度H臺階高度應視實際邊坡情況、石方施工方法的不同進行選擇，以主體石方施工臺階為準。孔距a 的確定炮孔孔距是光面和預裂爆破的重要參數，是爆破成敗及邊坡質量好壞的關鍵。選擇合理的孔距，目的是在現有的巖石條件，裝藥方法起爆情況下，使邊坡大道穩定平整、光滑和美觀的效果，使預裂面最終形成有一定寬度的貫通裂縫。一般取a（712）D，本工程

8、取a（1.01.2）m。線裝藥密度的選擇線裝藥密度是光面和預裂爆破的最關鍵因素，合理的線裝藥密度不僅可以保證預裂縫的貫通，而且使邊坡達到穩定、平整、光滑美觀的要求。藥量太大會損壞邊坡壁面，孔壁破裂；太小光面巖層較大，預裂面無法貫通，造成光面和預裂爆破的失敗。i）光面爆破根據工程具體情況，結合以往的經驗，q光可按下式計算：q光 k光a光W光式中：q光-光面爆破線裝藥密度（Kg/m）； k光-光面爆破單位用藥量（g/m3）；取k光（7590）； a光-光面爆破孔距（m）； W光-光爆層厚（m）。本設計取q光（180250）（g/m）ii）預裂爆破q裂k裂a裂式中：k裂預裂爆破單位用藥量（g/m3）

9、； a裂預裂爆破孔距（m）；一般取q裂（350500）g/m本設計取q裂（450500）g/m不耦合系數E本工程中采用的藥卷d32mm乳化炸藥，鉆孔直徑D100mm。根據下列公式：ED/dE=3.123.2 孔深、光面和預裂爆破的藥量計算3.2.1 孔深爆破藥量計算單排孔或多排孔的第一排炮的藥量計算公式： QqaW1H多排孔第二排以后炮孔藥量計算公式： QkqabH式中：Q孔深爆破單位裝藥量（Kg）； q單位用藥量（Kg/ m3）； a孔深爆破孔距（m） b孔深爆破排距（m） W1孔深爆破底板抵抗線（m） H孔深爆破臺階高度（m） k受巖石夾制增大的系數，一般取k（1.11.2）。3.2.2

10、光面爆破藥量計算 Q光=q裂l+Q加式中：Q光光面爆破單孔裝藥量（Kg）； q裂光面爆破線裝藥密度（Kg/m）； l光面爆破孔深（m）； Q加光面爆破底部增加藥量，取Q加（23）q裂。3.2.3 預裂爆破單孔裝藥量計算 Q光=q裂l+Q加式中：Q光預裂爆破單孔裝藥量（Kg）； q裂預裂爆破線裝藥密度（Kg/m）； l孔深（m）；Q加預裂爆破炮孔底部增加藥量，取Q加（58）q裂。3.2.4預裂（光面）爆破炮孔堵塞長度實踐證明，孔口的堵塞長度對水平預裂的效果有一定的影響，堵塞長度過短，則爆破是空氣逸出，不易形成預裂縫或預裂縫寬度不夠；堵塞長度過長，則在孔口附近部位易殘留水平炮孔。根據爆破的經驗公式

11、計算：（11.2）a式中：L1孔口堵塞長度； a炮孔孔距；4、孔深、光面和預裂爆破施工工藝4.1 施工準備（1）鉆機平臺修建鉆機平臺是鉆機作業的場地，在鉆機位移和架設過程中，保證鉆機精度和作業安全是相當重要的工作，鉆機平臺技術要求是相對平整，保證鉆機自由移動，其寬度：三腳架鉆機不小于2.0m，自行式鉆機不小于6.0m。（2）邊坡測量放線路塹邊坡測量放線工作，不允許出現任何錯誤，否則準會造成巨大損失。邊坡定位線加寬會增大石方開挖量，偏窄會造成路基面寬度達不到設計標準，因此必須保證邊坡的準確性，邊坡測量一般分量測進行，第一次為了修建平臺，第二次為了鉆孔定位。（3）便道修建施工便道是石方施工的運輸道

12、路，應根據實際情況進行修建。其原則是便于和開挖臺階相聯接，工程量少，寬度能保證挖、運機械的運行任務。4.2 鉆孔（1）布孔深孔、光面和預裂綜合爆破的布孔方式單壁路塹旁山開挖段，采用縱向臺階布孔，鉆孔排向均平行于邊坡。對于雙壁石方路塹，兩端采用橫向臺階布孔。（2）鉆孔邊坡光爆（或預裂）孔可采用三腳架潛孔鉆機進行鉆鑿，鉆孔必須按設計位置、方向和角度進行作業，以保證爆破效果和安全。鉆孔完成后，應吹盡孔內殘渣，并作好炮孔保護工作，防止雨水流入孔內。其他鉆孔可采取自行式鉆機鉆鑿。（3）鉆孔排水當孔內有水時應作好排水工作，排水是保證爆破效果的一項重要措施，排水可用50膠管進行孔內吹水。4.3 裝藥結構主炮

13、孔采用集中裝藥結構和不耦合裝藥。邊坡預裂孔采用不耦合裝藥，藥卷綁扎在導火索上。間裝藥結構圖。預裂（光爆）孔不同孔深的裝藥結構表，見附表2、3。4.4 堵塞堵塞材料，使用粘土和砂加粘土，嚴禁用石塊堵塞。為保證堵塞質量，每填入0.3m時用木棍或竹竿搗實一次，做到逐層搗實。堵塞長度必須滿足L230D。5.5 起爆網路 主炮孔為導爆管毫秒雷管，邊坡孔為導爆索接力傳遞，采用復式交叉網絡，導爆索下到孔底，主炮孔下部雷管反向安置在底部，避免瞎炮和殘留藥。起爆網路聯接示意見下圖。圖：炮孔裝藥結構與起炮網路示意圖5、控制爆破藥方案局部挖深5.0m以內的工點，采用淺孔爆破實施開挖；挖深5m以上路塹主體石方，采用孔

14、內非電毫秒微差深孔松動爆破，分次施爆，以減小震動，控制飛石。臨空面均設置在背向或側向鐵路、民房的方向，同時加用柔性炮被覆蓋，弱化爆破飛石的影響。5.1 爆破參數及單孔裝藥結構布置炸藥：初步選取乳化炸藥和銨油站藥，根據鉆孔情況及孔內含水量大小進行調整，如孔內無水或較少水，在裝藥前吹孔后可使用銨油炸藥或下部2m采用乳化炸藥，上部采用銨油炸藥，線密度4.5Kg/m。雷管：爆破孔內雷管乃采用非毫秒雷管，為了保證安全，孔內各段非電毫秒雷管限制在15段以內，逐排微差起爆的網絡，微差時間取t50100ms。這樣既可以減小一次起爆藥量達到降震的目的，同時，每一排先爆孔又能為后排空提供較理想的臨空面，避免群炮作

15、用引起上沖。群炮梯段劃分：根據邊坡挖深的情況，擬分上下多個梯段開槽，每個爆破梯段12m左右，先根據爆破梯段內地形條件，分多個臨空進行上梯段拉槽爆破，先進行上梯段施工爆破，上梯段爆破施工完成后，分兩個工作面進行下層爆破梯段爆破施工。炮孔布置：炮孔采用76mm直徑，采用潛孔鉆垂直成孔，布孔孔距2.5m，排距2.0m，采用矩形方格布孔，鉆孔深度0.50.8m。爆破防護：在主爆孔孔底均加設直徑60mm長30mm的柔性墊層，墊層材料采用竹筒或PVC管材制作，這樣可以避免炸轟波直接沖擊巖體，降低峰值壓力，從而達到降震的目的。當孔深小于8.0m時，每段每排起爆3個孔；當孔深大于10m時，每段每排起爆2個孔。

16、故最大單響起爆藥量為50Kg以內，加之上述的減震措施，所以更容易做到安全減震。6、爆破工藝流程及要點6.1 工藝流程圖 工藝流程圖6.2操作要點6.2.1場地平整。深孔預裂爆破施工前，應將鉆孔地點的覆蓋層或以爆酥松層碴清出巖石面，如有突出的巖塊，應小炮炸除，然后用推土機或人工將地面整平，是鉆孔作業線上形成一條比較平坦的操作場地，以保證鉆機能安全自如的移動及按設計鉆孔方向鉆孔。6.2.2布孔測量。根據設計要求放出預裂輪廓線，按照爆破設計的孔距放出孔位，并予以編號，逐孔寫明孔深、傾斜角度、孔徑大小。6.2.3鉆孔。鉆孔施工是孔深預裂爆破的關鍵工序，它的好壞決定預裂壁面的優劣。所以開鉆前應認真全面技

17、術交底，鉆孔時必須仔細地按著孔位進行鉆孔，嚴防多鉆、漏鉆及錯鉆，對孔徑的質量要求是：在正常條件下，眼孔的開口的平面位置不得超過孔徑的2/3，且不得大于10m。每米孔深的鉆進偏差不得超過2cm，眼孔深度誤差不得超過15cm。鉆進過程中，應經常測量鉆孔的傾斜度。對鉆孔過程中變化等情況，由專人做好記錄，成孔后用草團堵住孔口，防治地面巖粉和石塊落入或隨雨水流入孔內堵塞孔眼。6.2.4“藥串”加工。深孔預裂爆破藥包采用“藥串”式結構，一般在爆破現場進行加工。加工方法是：將直徑32mm乳化炸藥藥卷切成質量符合設計要求的藥塊（一般為75g、100g、125g和150g四中規格），然后用有伸縮性且具有柔性的耐

18、磨的塑料袋進行放水處理，在按照設計的線裝藥密度，用塑料綁扎帶均勻的綁扎在導爆索上，由導爆索引爆所有的藥包。6.2.5裝藥。用于深孔爆破的主炮孔采用集中連續不耦合裝藥，將藥卷捆綁到劈好的竹片上，固定藥卷，然后先在主炮孔底部放入60mm長30mm的柔性墊層后，再將捆綁的藥卷順次裝入炮孔，竹片不夠長時，隨裝隨接，以保證藥卷能裝到底部。加工好用于光面爆破的“藥串”用同種方法固定，然后直接順次裝入炮孔，直達炮孔底部，確保預裂縫的設計深度。光面爆破7、爆破安全7.1 爆破安全設計7.1.1 爆破安全震動檢算（1）按照爆破安全規程，爆破地震控制以地面質點震動速度為安全依據：V=K(3Q/R)a式中：V面質點

19、振速（cm/s） Q一次起爆的最大炸藥量（Kg） K地質條件有關系數 a地震波衰減系數； R建筑物距爆破中心距離（m）。本工程取值：K150；a1.5（2）國家安全標準一般建筑物和構筑物的爆破地震安全性應滿足安全震動速度的要求，主要類型的建（構）物地面質點安全震動速度及主振頻率規定如下：表51 爆破震動安全允許標準表序號保護對象類別安全允許振動速度cm/m10Hz（1050）Hz（50100）Hz1土窯洞、土坯房、毛石房屋0.51.00.71.211.1.52一般磚房、非抗震的大型砌塊建筑物2.02.52.32.82.73.03鋼筋混凝土框架房屋3.04.03.54.54.25.04一般古建筑

20、物與古跡0.10.30.20.40.30.55水工隧道7156交通隧道10207礦山巷道15308水電站及發電廠控制室設備0.59新澆大體積混凝土齡期：初凝3天齡期：37天齡期：728天2.03.03.07.07.012注1.表列頻率為主振頻率，系指最大振幅所對應波的坡內率。注2.頻率范圍可根據類似工程或現場實測波形選取，選取頻率時也可參考下列數據；硐室爆破20Hz；深孔爆破1060Hz；淺孔爆破40100Hz。A.選取建筑物安全允許偏振速度，應綜合考慮建筑物的重要性、建筑質量、新舊程度、自振頻率、地基條件等因素。B.省級以上（含省級）重點保護古建筑與古跡的安全允許振速，應經專家論證選取，并報

21、相應的部門批準。C.選取隧道、巷道安全允許振速時，應綜合考慮構筑物的重要性、圍巖狀況、斷面大小、埋深、源爆方向、地震震動頻率等因素。D.非擋水新澆大體積混凝土的安全允許振速，可按本表給出的上限值選取。7.1.2 飛石安全距離檢算本工程爆破采用松動爆破，驗算公式：Rf20n2W式中取kf1.5；n0.7；W15m得到最小安全距離R147m。爆破時警戒距離為300m。7.2安全與防護7.2.1組織機構組織機構成立爆破指揮部，對施工及爆破作業統一管理和領導，并有專人負責技術和安全。 指揮部負責爆破安全的全面管理與指揮工作，協調各施工隊伍的關系。成員包括：指揮長，爆破技術組長，施工組長，安全保衛組長。

22、7.2.2 安全措施（1）爆破設計必須用公安部發放的爆破安全技術作業證人員進行，所有參加爆破作業人員必須經過專門培訓，持有公安部門發放的爆破員作業證，方可持證上崗。（2）起爆信號分三次，由總指揮下達。第一次信號，預警信號：在裝藥、堵塞工作完成后，起爆前30分鐘發出，該信號發出后，警戒范圍內開始清場工作。第二次信號，起爆信號：起爆信號在確認人員、設備等安全撤離危險區，所有警戒人員到位，具備安全起爆條件時發出。起爆信號發出后，準許負責起爆的人員起爆。第三次信號，解除信號：安全時間（15分鐘）過后，檢查人員進入警戒范圍檢查、確認安全后，方可發出解除警戒信號，在此之前，崗哨不得離崗，不準非檢查人員進入

23、警戒范圍。（3）各類信號均應使爆破危險區及附近人員能清除的聽到。（4）其他未盡事宜均按國標“爆破安全規程”辦理。8、超聲波損傷測試試驗目的：通過爆破前后超聲波對比判斷巖體受爆破影響的損傷程度試驗內容：爆前試驗爆破前分別在邊坡光爆孔內各檢測3個剖面測點參數；光面爆破后試驗光面爆破后在垂直坡面方向鉆孔，孔深58m、孔徑89mm、孔數4個，采用超聲波測試4個剖面測點參數。普通爆破后試驗普通爆破后在爆區邊緣預留的炮孔內進行超聲波檢測，檢測3個剖面測點參數；試驗參數分析：對比爆破前后波速變化情況、分析爆破前后波形變異情況、對比發射和接收波的波幅變化。根據以上綜合分析判斷坡內巖體受爆破影響的損傷程度。需要

24、準備的爆破器材和工具32小卷乳化炸藥、銨油炸藥，導爆索雷管15個段竹片10000米鉆機3臺，鐵鍬、膠布、剪刀、炮棍、高能起爆器等。孔深爆破參數表序號類型孔徑D（mm）抵抗線W孔深L（m）孔距a（m）排距b（m）裝藥結構單耗K（Kg/m3）1主炮孔892.4按梯段2.82.6單/雙0.40.52主炮孔1003.0按梯段3.53.0單/雙0.40.53緩沖孔1002按梯段2單/雙0.30.44光爆孔1002按梯段1.0線性0.3/m5預裂孔1002按梯段1.1線性0.40.5/m預裂孔不同孔深裝藥結構表（1.2m孔距）孔深（）導爆索長（）底部裝藥第二加強段正常裝藥段上部裝藥段堵塞長度L1(m)線密

25、度（m）藥量Q（Kg）長度L1(m)線密度q（kg/m）藥量Q（kg）長度L1（m）線密度q（kg/m）藥量Q（kg）長度L1(m)線密度q（kg/m）藥量Q（kg）91011.51.51.62.42.00.61.22.00.40.830.10.31.5101112.51.51.62.42.00.61.23.00.41.230.10.31.5111213.51.51.62.42.00.61.23.00.41.230.10.31.5121314.51.52.03.03.00.61.84.00.41.630.10.31.5131415.51.52.03.03.00.61.84.00.41.640.

26、10.41.5141516.51.52.03.03.00.61.84.00.41.650.10.51.5151617.51.52.43.64.00.62.45.00.42.050.10.51.5161718.51.52.43.64.00.62.45.00.42.060.10.61.5171819.51.52.43.64.00.62.45.00.42.060.10.61.5181920.51.52.43.64.00.62.46.00.42.460.10.61.5192021.51.52.43.65.00.63.06.00.42.460.10.61.5202122.51.52.43.65.00.6

27、3.06.00.42.470.10.71.5光爆孔不同孔深裝藥結構表孔深（）導爆索長（）底部裝藥正常裝藥段上部裝藥段堵塞長度L1(m)線密度（m）藥量Q（Kg）長度L1（m）線密度q（kg/m）藥量Q（kg）長度L1(m)線密度q（kg/m）藥量Q（kg）91011.51.01.21.22.00.30.630.10.31.5101112.51.01.21.23.00.30.930.10.31.5111213.51.01.21.23.00.30.930.10.31.5121314.51.01.21.24.00.31.230.10.31.5131415.51.01.21.24.00.31.240.

28、10.41.5141516.51.01.21.24.00.31.250.10.51.5151617.51.01.21.25.00.31.550.10.51.5161718.51.01.21.25.00.31.560.10.61.5171819.51.01.21.25.00.31.560.10.61.5181920.51.01.21.26.00.31.860.10.61.5192021.51.01.21.26.00.31.860.10.61.5202122.51.01.21.26.00.31.870.10.71.5第一層臺階預裂孔不同孔深裝藥結構表（炮孔間距1.0m）孔深（）導爆索長（）底部結構

29、正常裝藥段上部裝藥段I上部裝藥段II堵塞總藥量（）長度L1(m)線密度（m）藥量Q（Kg）長度L1(m)線密度q（kg/m）藥量Q（kg）長度L1（m）線密度q（kg/m）藥量Q（kg）長度L1(m)線密度q（kg/m）藥量Q（kg）456.51.00.60.62.00.20.40.50.10.11.01.1567.51.00.80.82.00.20.210.20.21.51.4678.51.00.80.81.00.30.320.20.41.00.10.11.51.6789.51.01.01.03.00.20.620.10.21.51.88910.51.01.01.01.00.40.430.2

30、0.620.10.21.52.291011.51.01.01.01.00.40.440.20.820.10.21.52.4101112.51.01.01.02.00.40.840.20.820.10.21.52.8111213.51.01.21.22.00.40.840.20.830.10.31.53.1121314.51.01.21.23.00.41.240.20.830.10.31.53.5131415.51.01.21.23.00.41.250.21.030.10.31.53.7141516.51.01.21.24.00.41.640.20.840.10.51.54.0151617.51.01.21.24.00.41.650.21.040.10.51.54.2161718.51.01.21.25.00.42.050.21.040.10