新建合肥至福州鐵路（閩贛段）Ⅱ標段蘑菇山隧道洞身開挖爆破設計II標項目經理部二O一O年七月目錄1編制依據 12編制范圍 13工程概況 13.1整體工程概況 13.2隧道水文地質條件 23.3隧道開挖技術要求 23.4爆破施工要求 24洞身開挖爆破設計 34.1四步CD法爆破設計 34.1.1Ⅴ級圍巖1、3部爆破設計 34.1.2Ⅴ級圍巖2（4）部爆破設計 54.2三臺階法及三臺階臨時仰拱法爆破設計 64.2.1上臺階爆破設計 64.2.2中臺階及下臺階爆破設計 74.3臺階拱法爆破設計 84.3.1上臺階爆破設計 94.3.2下臺階爆破設計 104.4爆破安全技術 115光面爆破質量檢驗標準 116施工工藝的控制 127炸藥安全管理 157.1安全管理組織機構 157.2爆破器材安全管理措施 157.3爆破安全技術措施 198附圖 208.1四部CD法開挖炮眼設計圖 208.2三臺階法開挖炮眼設計圖 208.3臺階法開挖炮眼設計圖 201編制依據1)《工程控制爆破》2)《隧道現代爆破技術》3)《新編爆破工程實用技術大全》4)《爆破安全規程》（GB6722-86）5)《鐵路工程施工安全技術規范》（TB10401.1-2003）6)《鐵路隧道施工規范》（TB10204-2002）7)《鐵路隧道鉆爆法施工工序及作業指南》(TZ231-2007)8)《客運專線鐵路隧道工程施工質量驗收暫行標準》(鐵建設[2005]160號)9)《蘑菇山隧道設計圖》合福施咨（隧）1032編制范圍新建鐵路HFMG-2標蘑菇山隧道工程，隧道進口里程DK452+512.42，出口里程DK456+327.5，全長3815.08m。3工程概況3.1整體工程概況蘑菇山隧道是京福鐵路閩贛管段內的重點控制工程，該隧道進口里程為DK452+512.42，出口里程為DK456+327.5，進、出口洞門均為喇叭口倒切開孔式緩沖結構，進口洞門長10m、出口洞門長15m；暗洞由Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級圍巖組成，全長3815.08m，其中Ⅲ級圍巖1491m、Ⅳ級圍巖1179m、Ⅴ級圍巖1145.08m。蘑菇山隧道為直線隧道，DK452+512.42-DK456+150段處于3‰上坡，DK456+150-DK456+327.5段處于3‰的下坡。該隧道為雙線隧道，設計凈空為100m2，設計運營速度為350km/h3.2隧道水文地質條件蘑菇山隧道處于地區年平均氣溫為16.3～18.3℃，年降水量為1600～1850mm，年日照時數為1780～2100h，4～10月和11～次年3月平均氣溫分別為22.9～24.4℃和8.0～9.5℃蘑菇山隧道經過地區地層巖性較復雜、地質構造較復雜，洞身圍巖級別變化較大。分布的地層主要為第四系殘坡積層（Qel+dl）粉質黏土；J1I侏羅系下統梨山群，砂巖；Z1z震旦系下統志棠組凝灰質粉砂巖；Z1q震旦系下統漆組粗砂巖、玄武巖。影響本隧道水文的有地表水、地下水，地下水包括孔隙水及裂隙水、構造裂隙水。F1、F2、F3斷層最大涌水量為147m3/d、562m3/d、156m3/d。據水質分析記過及鐵建設[2005]157號文判定：地下水、地表水無化學侵蝕性。僅氯離子含量判定，地下水地表水無氯鹽侵蝕性，碳化環境作用等級為T1。3.3隧道開挖技術要求隧道洞身按新奧法原理設計、施工。要求在開挖的過程中最大限度的減少對圍巖的擾動，開挖斷面尺寸符合設計要求，少超挖、無欠挖，表面平順，無明顯凹凸現象，并在洞身開挖的過程中保證洞內其他項目施工的安全。3.4爆破施工要求1）為提高爆破效果，正式爆破前首先進行試爆，確定最佳裝藥量。2)盡量利用施工間隙時間爆破，以減少施工干擾。3）選擇合理的孔網參數及施工處理技術，以取得良好的爆破效果。4洞身開挖爆破設計蘑菇山隧道洞身開挖采用梯段爆破技術，實施松動控制爆破和周邊光面爆破。鉆孔設備為手風鉆，爆破器材采用上饒市公安局指定器材。4.1四步CD法爆破設計根據設計要求，Ⅴ級圍巖采用四步CD法。開挖采用手風鉆鉆孔，炮孔直徑D＝42mm，鉆孔深度1.2m，預計每循環計劃進尺0.6m，炸藥選用φ32mm的乳化炸藥。根據四步CD法施工特點，把整個隧道斷面分成4部分分時段進行爆破開挖。4.1.1Ⅴ級圍巖1、3部爆破設計1）周邊光爆孔孔網確定：根據a/w=0.7～1.0原則確定，一般a=45～60cm，取50cm；w=50～80cm，取60cm。（1）周邊眼線裝藥密度確定：q線取0.25則：周邊眼裝藥量為：0.25×1.2＝0.3kg（2）周邊眼堵塞長度為0.50m，采用粘土和細砂的混合物堵塞。（3）周邊孔孔口距輪廓線200mm，孔要向外側傾斜5°，并使孔底落在輪廓線外100mm處。（4）周邊光爆孔裝藥結構采用不耦合間隔裝藥法，不耦合系數為1.31，施工中選用直徑φ32mm的乳化炸藥。2）掘進孔孔網參數確定：

（1）掘進孔孔網根據單孔裝藥量負擔面積確定：①取炸藥單耗q＝1.2kg／m3②a×w=S=Q單/（q×L）式中：Q單單孔裝藥量；q單耗；L孔深；a孔距；w抵抗線；S炮孔負擔面積。③單孔裝藥量每個炮孔的裝藥量由下式給出Q單=eLG/h式中：Q單單孔裝藥量，kge裝藥系數，掘進孔一般為0.5～0.75，本隧道裝藥系數掘進孔取0.75。G每個藥卷質量，本隧道使用乳化炸藥，每個藥卷質量0.15kgh每個藥卷長度，本隧道使用2號乳化炸藥，每個藥卷長度0.2cm。由上式可以得到掘進孔藥量：Q單＝1.2×0.75/0.2×0.15＝0.68㎏則：a×w＝0.75×1.2×0.15/0.2/1.2/1.2＝0.47取w為80cm，則可以得出a＝0.59cm，取a為60cm。掘進孔采用垂直鉆孔。（2）掏槽孔采用平行直孔掏槽。掏槽孔藥量：1.5×0.8/0.2×0.15＝0.9㎏（掏槽孔深度比掘進孔深30cm，裝藥系數取0.8）（3）堵塞長度掏槽孔堵塞長度為0.20m，掘進孔堵塞長度為0.20m；采用粘土和細砂的混合物堵塞（4）裝藥結構：施工中選用直徑φ32mm的乳化炸藥，采用連續裝藥結構。3）采用梯段爆破的起爆方法，爆破順序為掏槽孔→掘進孔→周邊孔。4）1、3部圍巖鉆爆詳見附圖。4.1.2Ⅴ級圍巖2（4）部爆破設計2（4）部在1（3）部施工完畢后施工，2（4）部爆破時具有臨空面按明洞開挖爆破設計。1)掘進孔爆破參數（1）取最小抵抗線w＝0.80m（2）取a＝w＝0.80m（3）堵塞長度ll＝（0.5～0.75）W1，取l=0.75×0.8=0.采用粘土和細砂的混合物堵塞（4）炮孔裝藥量Q單位體積耗藥量q：考慮Ⅴ級圍巖，石質較軟取0.40kg／m3。Q＝q×a×W×H＝0.40×0.8×0.8×1.2＝0.31（5）掘進孔采用垂直鉆孔（6）裝藥結構：施工中選用直徑φ32mm的乳化炸藥，采用連續裝藥結構。2）采用梯段爆破的起爆方法，爆破順序為主爆孔→周邊孔。3)爆破設計詳見附圖4.2三臺階法及三臺階臨時仰拱法爆破設計根據設計要求，本隧道Ⅲ、Ⅳ級圍巖采用三臺階法，Ⅴ級圍巖深埋段采用三臺階臨時仰拱法，三臺階法和三臺階臨時仰拱發擬采用相同爆破設計。開挖采用手風鉆鉆孔，炮孔直徑D＝42mm，鉆孔深度2.5m，預計每循環計劃進尺2.25m，炸藥選用φ32mm的乳化炸藥。根據三臺階法的施工方法，把整個隧道斷面分成3部分分時段進行爆破開挖。4.2.1上臺階爆破設計計算過程同Ⅴ級圍巖:1）周邊光爆孔a取50cm，w取60cm；周邊眼線裝藥密度q線取0.25kg/m，周邊眼裝藥量為0.63kg；周邊眼堵塞長度為1.00m，采用粘土和細砂的混合物堵塞；周邊孔孔口距輪廓線200mm，孔要向外側傾斜5°，并使孔底落在輪廓線外100mm處；周邊光爆孔裝藥結構采用不耦合間隔裝藥法，不耦合系數為1.31，施工中選用直徑φ32mm2)掏槽孔、掘進孔爆破參數（1）堵塞長度掏槽孔分別為0.30m、0.40m、0.54m,掘進孔0.625（2）裝藥量掏槽孔分別為0.90kg、1.20kg、1.62kg,掘進孔1.41kg。（3）最小抵抗線,孔距為:掘進孔80cm,60cm。（4）掏槽孔采用斜掏，斜掏角度73度；掘進孔采用垂直鉆孔。（5）裝藥結構：施工中選用直徑φ32mm的乳化炸藥，采用連續裝藥結構。3）采用梯段爆破的起爆方法，爆破順序具體見附圖2。4）上臺階爆破設計詳見附圖2。4.2.2中臺階及下臺階爆破設計計算過程同Ⅴ級圍巖:1）周邊光爆孔a取50cm，w取60cm；周邊眼線裝藥密度q線取0.25kg/m，周邊眼裝藥量為0.63kg；周邊眼堵塞長度為1.00m，采用粘土和細砂的混合物堵塞；周邊孔孔口距輪廓線200mm，孔要向外側傾斜5°，并使孔底落在輪廓線外100mm處；周邊光爆孔裝藥結構采用不耦合間隔裝藥法，不耦合系數為1.31，施工中選用直徑φ32mm2）掘進孔爆破參數（1）堵塞長度為:掘進孔0.60m,采用粘土和細砂的混合物堵塞。（2）裝藥量為:掘進孔0.72kg。（3）最小抵抗線,孔距為:掘進孔80cm,80cm。（4）掏槽孔采用斜掏，斜掏角度73度；掘進孔采用垂直鉆孔。（5）裝藥結構：施工中選用直徑φ32mm的乳化炸藥，采用連續裝藥結構。3）采用梯段爆破的起爆方法，爆破順序具體見附圖。4）中臺階及下臺階爆破設計詳見附圖。4.3臺階拱法爆破設計根據設計要求，本隧道Ⅲ級圍巖采用臺階法。開挖采用手風鉆鉆孔，炮孔直徑D＝42mm，鉆孔深度2.5m，預計每循環計劃進尺2.25m，炸藥選用32mm乳化炸藥。根據臺階法的施工方法，把整個隧道斷面分成2部分分時段進行爆破開挖。4.3.1上臺階爆破設計計算過程同Ⅴ級圍巖:1）周邊光爆孔a取50cm，w取60cm；周邊眼線裝藥密度q線取0.25kg/m，周邊眼裝藥量為0.63kg；周邊眼堵塞長度為1.00m，采用粘土和細砂的混合物堵塞；周邊孔孔口距輪廓線200mm，孔要向外側傾斜5°，并使孔底落在輪廓線外100mm處；周邊光爆孔裝藥結構采用不耦合間隔裝藥法，不耦合系數為1.31，施工中選用直徑φ32mm2)掏槽孔、掘進孔爆破參數（1）堵塞長度掏槽孔分別為0.30m、0.40m、0.54m,掘進孔0.625m，采用粘土和細砂的混合物堵塞。（2）裝藥量掏槽孔分別為0.90kg、1.20kg、1.62kg,掘進孔1.41kg。（3）最小抵抗線,孔距為:掘進孔80cm,60cm。（4）掏槽孔采用斜掏，斜掏角度73度；掘進孔采用垂直鉆孔。（5）裝藥結構：施工中選用32mm乳化炸藥，采用連續裝藥結構。3）采用梯段爆破的起爆方法，爆破順序具體見附圖3。4）上臺階爆破設計詳見附圖3。4.3.2下臺階爆破設計計算過程同Ⅴ級圍巖:1）周邊光爆孔a取50cm，w取60cm；周邊眼線裝藥密度q線取0.25kg/m，周邊眼裝藥量為0.63kg；周邊眼堵塞長度為1.00m，采用粘土和細砂的混合物堵塞；周邊孔孔口距輪廓線200mm，孔要向外側傾斜5°，并使孔底落在輪廓線外100mm處；周邊光爆孔裝藥結構采用不耦合間隔裝藥法，不耦合系數為1.31，施工中選用直徑2）掘進孔爆破參數（1）堵塞長度為:掘進孔0.60m,采用粘土和細砂的混合物堵塞。（2）裝藥量為:掘進孔0.72kg。（3）最小抵抗線,孔距為:掘進孔80cm,80cm。（4）掏槽孔采用斜掏，斜掏角度73度；掘進孔采用垂直鉆孔。（5）裝藥結構：施工中選用直徑φ32mm的乳化炸藥，采用連續裝藥結構。3）采用梯段爆破的起爆方法，爆破順序具體見附圖。4）中臺階及下臺階爆破設計詳見附圖。4.4爆破安全技術爆破產生的爆破振動及空氣沖擊波對洞內環境會產生危害。故采取有效措施控制爆破的震動效應是施工重點解決的問題。根據這一實際情況，我們采用控制松動爆破技術和光爆技術來減少爆破震動效應。洞內設備、新澆大體積混凝土的爆破振動判據，采用保護對象所在地質點峰值振動速度，根據有關資料取10cm/s。1)爆破振動安全允許距離有下列經驗公式R=(K/V)(1/а)×Q(1/3)式中:R———爆破振動安全允許距離，單位為m；Q———炸藥量，延時爆破為最大一段藥量，單位為kg；V———保護對象所在地質點振動安全允許速度，單位為cm/s；K、а———與爆破點至計算保護對象間的地形、地質條件有關的系數和衰減指數，本工程K 取350，а取1.8。可得：Ⅲ級圍巖時爆破振動安全允許距離R=20.12m。Ⅳ級圍巖時爆破振動安全允許距離R=28.54m。Ⅴ級圍巖時爆破振動安全允許距離R=30.81m。2)爆破沖擊破安全允許距離空氣沖擊波超壓的對人員安全允許標準為0.02×105Pa。5光面爆破質量檢驗標準1）爆破后圍巖穩定，無大的剝落或坍塌。2）爆破后圍巖的擾動深度小于1m。3）距掌子面1倍洞徑的洞內拱頂質點垂直向振動速度小于5cm/s。4）炮眼痕跡保存率等于或大于50％。5）炮眼利用率達到100％。6）石渣塊度，大塊的最大尺寸不超過35cm。7）兩次爆破的銜接臺階尺寸應符合規定。6施工工藝的控制爆破施工一般順序為：施工測量→標定炮孔位置→鉆孔→炮孔檢查→爆破器材準備→裝藥→聯結爆破網絡→布設安全崗哨→炮孔堵塞→起爆信號→起爆→消除瞎炮、處理危石→解除警戒→爆破效果分析及資料記錄。

1）布孔①復測斷面，保證開挖界限。②由技術人員按照設計的爆破參數現場布孔，對孔號、孔位、深度、鉆孔方向等做好技術交底工作。③布孔前應先清除爆破體表面積土和破碎層，根據施工測量確定的開挖線，從斷面光爆孔開始標定，然后進行其他孔位的布置，布孔完成后，應認真進行校核，實際的最小抵抗線應與設計的最小抵抗線基本相符。2)鉆孔①采用手風鉆鉆孔，鉆桿直徑42mm。

②在鉆孔過程中，嚴格控制鉆孔的方向、角度和深度，特別是光爆孔的傾斜度應嚴格符合設計要求。孔眼鉆進時應留意地質的變化情況，并做好記錄，遇到夾層或與石質有明顯差異時，應及時同技術人員進行研究處理，調整孔位及孔網參數。③鉆孔作業人員要掌握操作要領，熟悉設備性能，正確操作，并且熟悉巖性，摸清不同巖性的操作規律，在地質明顯變化的地層要有記錄，以便調整裝藥量。3）清孔①清孔采用空壓機噴射法，利用氣流吹出孔內渣體。②清孔時，孔內渣體要完全清除，以確保孔徑和孔深滿足施工要求。

③吹凈后，應檢查炮孔有無堵孔、卡孔現象，以及炮孔的間距、眼深、傾斜度是否與設計相符。

④先行鉆好的炮孔，用編織袋將孔口塞緊，防止雜物堵塞炮孔。4）裝藥①裝藥前，要仔細檢查炮孔情況，清除孔內積水、雜物。②裝藥過程中應嚴格控制藥量，把炸藥按每孔的設計藥量分好，邊裝藥邊測量。③起爆藥包采用乳化藥卷，并將其放入孔底，雷管聚能穴向上，實施反向起爆，裝藥時慢慢往孔裝，利用木制炮棍每隔20cm輕輕擊實，以保證裝藥密度。裝藥時，要防止損壞導爆管而造成瞎炮。5）堵塞

堵塞物用粘土和細砂拌和，其粒度不大于30mm，含水量15％～20％（一般以手握緊能使之成型，松手后不散開，且手上不沾水跡為準）。藥卷安放后應即進行堵塞，首先塞入紙團或塑料泡沫，以控制堵塞段長度，然后用木炮棍分層壓緊搗實，每層以10cm左右為宜，堵塞中應注意保護好導爆索。6）網絡聯接①為了減少爆破的地震效應，達到良好的破碎效果，采用非電毫秒雷管實施微差擠壓爆破技術，并配合孔內孔外雙延期。②網絡聯接時，非電毫秒雷管的聚能穴要逆向綁扎，防止聚能流沖斷導爆管造成拒爆現象，導爆管與雷管綁扎時要將導爆管均勻緊密的敷設在雷管周圍，并長出雷管10cm，雷管和導爆管用膠布緊密綁扎好；導爆管與雷管綁扎時聚能穴要朝傳爆方向，導爆管相互搭接時，主管與支管在傳爆方向之間的夾角小于90°，搭接長度不小于15cm。7）爆破作業的組織與起爆（1）爆破指揮人員要在確認周圍的安全警戒工作完成后，方可發出起爆命令；（2）爆破指揮人員必須嚴格執行預報、警戒和解除三種統一信號，并由爆破指揮人員統一發出，防護、警戒人員應按規定信號執行任務，不得擅離職守；（3）要指定專人負責裝藥、起爆工作或檢查起爆網路、敷設起爆主線等；（4）起爆后20分鐘后方可進入炮區，由爆破作業人員檢查并確認無險情后，方可發出解除警戒的信號，撤除防護人員；如發生瞎炮要設立防護標志，禁止在瞎炮附近，做到未處理不得拆除防護標志。8）瞎炮的處理（1）由原裝藥人員當班處理，如不可能時，裝藥人員應在現場將裝藥情況、炮眼方向、裝藥數量交待給處理人員；（2）只有對瞎炮孔內的爆破線路、導火索、導爆管、導爆索等檢查完好，方可重新起爆；（3）重新起爆前應檢查瞎炮的抵抗線情況，并布置警戒；（4）嚴禁用拉動導火索或雷管腳線的方法取出雷管；（5）硝銨類炸藥可用水沖灌炮眼，使炸藥失效；（6）禁止在瞎炮的殘孔內重新打眼爆破；（7）瞎炮處理后，應認真檢查、清理殘余未爆的爆破器材，確認安全后方可撤除警戒標志。7炸藥安全管理7.1安全管理組織機構爆破員爆破員保管員安全員當地公安局隧道工程主管安全的副經理工程部隧道工程專職安全員巡守員二分部項目經理部7.2爆破器材安全管理措施1）爆炸物品是國家嚴格管制的生產物資，其運輸、儲存、使用等環節都有嚴格的安全管理規定，所有爆炸物品的管理、使用人員要嚴格遵守。2）開工前組織所有涉爆人員進行爆破員及爆破器材管理人員培訓，做到一人不漏，使每個人掌握爆破工程施工的基本安全知識，經考核后方可上崗工作。涉爆人員安全教育包括《爆破安全規程》、《鐵路工程爆破技術安全》、《爆破員及爆破器材管理人員培訓教材》。3）開工前項目經理部組織相關部室審查爆破工程施工組織設計中包括的爆破工程安全作業制度，各種安全標志的設置及維護措施等。4）施工中定期進行爆破施工安全檢查，所有涉爆人員每日進行自檢、互檢、交接班檢查。爆破施工專職安全員日常巡回安全檢查。5）落實各涉爆人員的職則，并形成制度條例上墻，設立獎罰制度，對嚴重違規人員要嚴懲，必要時勒令下崗。6）為了確保爆破器材安全，每個爆破器材庫房都增設防盜措施，首先，每個庫房都設立防盜門，鑰匙分別為兩名保管員保管。其次在每個庫房內及整個庫區架設監控系統，并有專人值勤。7）為了能及時消滅可能發生的火災，整個庫區設有足夠的消防設施。8）爆破器材的管理（1）裝卸①從事爆破器材的裝卸運輸人員，都經過有關爆破材料性能的基礎教育和熟悉其安全技術知識。搬運裝卸作業在白天進行，炎熱的季節在清晨或傍晚，夜間不能裝卸雷管。如要在夜間裝卸爆破器材時，裝卸場所應有充足的照明，使用的照明為防爆電燈或防爆安全燈。②在裝卸爆破器材時，運輸車輛離庫房的停車距離不小于10m。搬運時謹慎小心，輕搬輕放，禁止沖擊、撞碰、拉拖、翻滾和投擲。裝有爆破材料的容器，堆放時不能在上面踩踏。③人力裝卸和搬運爆破器材，每人一次以約重25～30kg為限，搬運者相距不得少于3m。④運輸炸藥雷管時，裝車高度要低于車箱10cm，車箱底部應鋪軟墊，雷管箱不許倒放或立放，層間也必須墊軟墊，同一車上也不得裝運兩類不同性質的爆破器材.雷管與炸藥不允許在同一車箱或同一地點裝卸。⑤裝有爆破器材的汽車不能在中途加油或修理。⑥裝卸過程中司機不能離開駕駛室。在雷電時間，停止裝卸和運輸爆破器材。⑦裝車后在車輛上加蓋帆布.并用繩子綁牢，檢查無誤方開車。⑧用吊車裝卸爆破器材時，一次起吊的重量不超過設備能力的50％。（2）運輸①裝卸和運輸爆破器材時，嚴禁吸煙和攜帶發火物品。②運輸爆破器材必須遵守下列規定：③有押運人員，外部運輸有警衛人員護送；按指定路線行駛；④車不能在人多的地方、交叉路口或橋上（下）停留；⑤車有帆布覆蓋，并設有明顯危險警戒標志；⑥非押運人員不能乘坐；⑦不能用翻斗車、自卸汽車、拖車、機動三輪車、人力三輪車、摩托車和自行車等運輸爆破器材；使用汽車運輸爆破器材必須遵守下列規定：a汽車裝設專門的緩沖器。b汽車的排氣管引至前面散熱器的下面，并使排氣孔斜向下或對地面。c在汽車駕駛室外面兩邊靠近車箱的地方，配掛兩只泡沫滅火器和其它必要的滅火工具。d在任何時候，任何情況下，注意防止急剎車或意外事故的發生。e汽車行駛在視線良好的情況下，時速不超過20km。（工區