隧道开挖爆破施工专项方案.doc

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1、隧道开挖爆破施工作业专项方案编制者： 复核者： 审核者： 目 录一、编制说明2二、编制依据2三、编制原则2四、工程概况2五、隧道开挖爆破方案31、施工总体方案32、洞口工程开挖方案33、双侧壁导坑法开挖44、三台阶临时仰拱法85、三台阶七步法9 6、台阶法法107、全断面开挖118、光面爆破方案12六、火工品的使用与管理安全措施17一、编制说明施工设计方案依据，京福铁路招标文件、合同文本等的有关要求及规定，并结合我部工程具体情况编制而成。施工设计能确保工程按期、保质完成施工任务，工程质量确保优良。二、编制依据1、中华人民共和国安全生产法、建设工程安全管理条例及京福闽赣铁路客运专线有限公司有关的

2、施工安全管理和规章制度规定。2、铁路路基施工规范3、铁路工程施工安全技术规程（J260 2003）4、客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准；5、客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准；三、编制原则总的原则是施工组织设计符合现场实际施工需要，确保工程安全、优质、按时完成。1、服从业主方的原则；2、确保工期的原则；3、质量第一的原则；4、安全第一、预防为主的原则；5、科学管理的原则；6、文明施工的原则；四、工程概况京福铁路闽赣段标，二分部起始里程：DK540+424DK552+754.66其中2.5座隧道，一座特大桥崇阳溪特大桥，两座大桥，两座中桥，一个车站及300的路基。杨梅隧道7508m

3、、黄甲地中桥110m、黄墩隧道604m、黄墩大桥208.1m、前山隧道6817m、村尾斜井、前山中桥60.5m、武夷山北站1800m、北门大桥长306.6m、300m长的路基、以及崇阳溪特大桥531.8m。其中杨梅岩隧道（全长7508m,本分部负责施工出口处的2500m）与前山隧道6817m均为本分部的重点控制工程，开工日期：2010年4月18日；竣工日期：2013年7月31日，总工期：40个月。本施工段隧道工程概况相关数据详见下表：序号隧道名称进口里程出口里程隧道长(m)坡度()/洞内坡长(m)1杨梅岩隧道DK535+416DK542+924施工出口处的2500m-9/1084，-20/64

4、242黄墩隧道DK543+025DK543+629604m-20/6043前山隧道DK543+808DK550+6256817m-20/3592，13/3150，1/75五、隧道工程开挖爆破方案（一）、施工总体方案本线隧道全面按新奥法原理组织施工，施工根据围岩级别情况采用不同方法施工。级围岩采用全断法施工；采用台阶法施工，；级围岩采用三台阶七步法或三台阶临时仰拱法施工；级围岩采用三台阶七步法、三台阶临时仰拱法或双侧壁导坑法施工。根据监控量测结果，适时施作二次衬砌。（二）、洞口工程开挖方案本施工段隧道进出口绝大部分为级围岩浅埋段，设计采用双侧壁导坑法，超前长管棚超前支护，20a工字钢钢架加强，以

5、确保安全进洞。1、洞口土石方开挖前，先清除边仰坡上的浮土、危石，做好边仰坡的截水沟及排水沟，将地表水、边仰坡积水引离洞口，以防地表水冲刷而造成边仰坡失稳。洞口开挖由外向里，从上至下分层分段开挖。2、根据地形条件，土方和强风化岩采用挖掘机挖装，人工配合清理边仰坡开挖面，局部陡坡地段采用人工开挖。3、出碴采用侧卸式装载机，1012t自卸汽车运碴。洞口开挖弃碴运至指定弃碴场堆放。4、明洞开挖前，首先施工洞口边仰坡外的截水沟及排水沟，以避免对边坡的冲刷流失，导致边坡落石、失稳坍塌。明洞开挖土方采用人工配合反铲、风镐、风钻由上而下进行。边坡开挖坡度按设计施工图坡度，当开挖到暗洞超前支护相应标高时，立即进

6、行超前支护施工。5、明洞开挖，采用人工配合挖掘机开挖；遇个别较大孤石或少量硬质岩，采用风钻钻眼，微药量解体，风镐修凿轮廓或非电控制预裂爆破，以免扰动边坡，影响边坡稳定。装载机或挖掘机装碴，自卸直接汽车运输到规定地点卸碴。（三）、双侧壁导坑法开挖双侧壁导坑法适用于级围岩开挖，此法施工是先开挖隧道两侧的导坑，并进行初期支护，再分部开挖剩余部分的施工工艺。该方法主要应用于级围岩浅埋、偏压及洞口地段。1、工艺流程如下架立周边钢架，必要时设底部横撑施作锚喷支护依次开挖部喷砼封闭掌子面，施作锚喷支护，闭合成环开挖部，接长临时钢架，拆除下部横撑拆除临时钢架（56m），浇筑仰拱浇筑填充混凝土浇筑二次衬砌施作防

7、水层监控量测开挖部，进尺同钢架间距清理掌子面，测量放线开挖部，进尺同钢架间距开挖部，进尺同钢架间距喷砼封闭岩面喷砼封闭岩面施作洞身锚杆施作洞身锚杆架立钢架、临时钢架及横撑架立钢架、临时钢架及横撑锚喷支护，闭合成环施作超前支护、注浆监控量测监控量测锚喷支护，闭合成环开挖部，进尺同钢架间距超前地质预报2、双侧壁导坑法施工工序（1）、利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁50小导管及导坑侧壁22水平锚杆超前支护。机械开挖部，人工配合整修。必要时喷5cm厚混凝土封闭掌子面。施作部导坑周边的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚混凝土，架立型钢钢架和I18临时钢架，并设锁脚锚杆（管），安设I18横撑。安装径向锚

8、杆后复喷混凝土至设计厚度。（2）、在滞后于部一段距离后，机械开挖部，人工配合整修。必要时喷5cm厚混凝土封闭掌子面。导坑周边部分初喷4cm厚混凝土。接长型钢钢架和I18临时钢架，安装锁脚锚杆（管），根据实际地质情况，必要时安设I18横撑。钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。（3）、在滞后于部一段距离后，机械开挖部，人工配合整修，并施作导坑周边的初期支护，步骤及工序同。（4）、在滞后于部一段距离后，机械开挖部，人工配合整修，并施作导坑周边的初期支护，步骤及工序同。（5）、利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁50小导管超前支护。机械开挖部，人工配合整修。喷5cm厚混凝土封闭掌子面。导坑周边初喷4cm

9、厚混凝土，架立拱部型钢钢架，安装径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。（6）、在滞后于部一段距离后，机械开挖部，人工配合整修。喷5cm厚混凝土封闭掌子面。（7）、在滞后于部一段距离后，机械开挖部，人工配合整修。喷5cm厚混凝土封闭掌子面。（8）、在滞后于部一段距离后，机械开挖部，人工配合整修。隧底周边部分初喷4cm厚混凝土。接长18临时钢架，复喷混凝土至设计厚度。拆除下部横撑，安设型钢钢架仰拱单元，使之封闭成环。（9）、根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，拆除I18临时钢架及上部临时横撑。利用仰拱栈桥灌筑部边墙基础与仰拱混凝土。（10）、灌筑仰拱填充部至设计高度。（11）、利用衬砌模板台车一次性

10、灌注部衬砌（拱墙衬砌一次施作）。（四）、三台阶临时仰拱法三台阶临时仰拱法适用于、围岩，先开挖上台阶,之后立即进行初期支护并喷射底部8cm厚混凝土临时仰拱，待开挖深度35m，再开挖中台阶，之后立即进行初期支护并喷射底部8cm厚混凝土临时仰拱，待中部开挖深度35m，同时开挖下台阶并进的施工方法。主要应用于级围岩地段的施工。1、施工工艺流程见图如下： 超前地质预报测量放线上台阶开挖、出碴围岩监控量测上台阶初期支护上台阶底部临时仰拱围岩稳定性评判、修正施工方案，确定二次衬砌施作时间中台阶开挖、出碴 围岩监控量测中台阶初期支护中台阶底部临时仰拱下台阶开挖、出碴围岩监控量测下部初期支护仰拱仰拱填充施工围岩

11、监控量测下一工序三台阶临时仰拱法施工工艺流程2、注意事项：（1）、施工坚持弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测的原则；（2）、小炮开挖，控制装药量；（3）、台阶开挖宽度及台阶高度可根据机具人员情况进行适当调整；（4）、钢架之间纵向连接钢筋应及时施作并连接牢固；（5）、施工中，及时进行量测反馈结果，分析洞身稳定，为支护参数的调整提供依据，必要时仰拱可加设钢架封闭。（6）、当地层较好时可取消临时仰拱。（五）、三台阶七步法三台阶七步法本工法适用于V级围岩深埋和级围岩的深埋、浅埋地段。1、施工工序如下：（1）、利用上一循环钢架作为隧道超前支护；弱爆破分部开挖部,同时每循环进尺一次，掌子面喷5cm厚混

12、凝土；分部施作部导坑周边的初期支护，即初喷4cm混凝土，架立钢架；施作锁脚钢管；钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。（2）、在滞后部一段距离后，弱爆破开挖部、部；接着封闭挖出掌子面（喷5cm厚混凝土）；导坑周边的初期支护，即初喷4cm混凝土，架立钢架；钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。（3）、在滞后部、部一段距离后，弱爆破左右交错开挖部、部；接着封闭挖出掌子面（喷5cm厚混凝土）；导坑周边的初期支护，即初喷4cm混凝土，架立钢架；钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。（4）、分台阶开挖部。（5）、开挖部；隧道周边底周边喷4cm厚混凝土，施作钢架；复喷混凝土至设计后厚度。（6）、灌筑部仰拱及隧道

13、底部填充（仰拱及隧道底部填充应分次施作）。2、注意事项：（1）、施工坚持弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测的原则；（2）、开挖方式采取若爆破或人工开挖。严格控制炮眼深度及装药量；（3）、台阶开挖宽度及台阶高度可根据机具人员情况进行适当调整；（4）、钢架设置应锁脚钢管以确保钢架稳定；（5）、钢架之间纵向连接钢筋应及时施作并连接牢固；（6）、各步开挖循环进尺0.81m,预留核心土的长度在35m为宜；（7）、注意在开挖过程中初期支护结构及核心土的稳定，必要时利用核心土体加设全断面环形临时支撑。（8）、施工中，及时进行量测，反馈结果，分析洞身稳定，为支护参数的调整提供依据，确定灌筑二次衬砌的时机。

14、（六）、台阶法开挖级围岩地段采用台阶法施工。此工法是先开挖上半断面,待开挖至一定长度后同时开挖下半断面,上下半断面同时并进的施工方法。台阶法施工工序说明：第1步：开挖上台阶后及时进行上台阶喷、锚、网系统支护，架设钢架并复喷砼至设计厚度，形成较稳定的承载拱。第2步：在滞后上台阶36m后开挖下台阶部，并进行下台阶初期支护。第3步：及时施作仰拱砼，及早封闭成环。第4步：及时施工填充混凝土。第5步：根据围岩量测结果，适时施作二次衬砌。（七）、全断面开挖级围岩采用全断面开挖。开挖以全断面多功能凿岩台架钻孔，光面爆破，采用塑料导爆管非电起爆系统，毫秒微差有序起爆，出碴采用装载机装碴，采用带废气净化装置的自

15、卸汽车运碴。全断面液压衬砌钢模台车衬砌。1、级围岩爆破设计根据级围岩的地质情况和施工进度要求，采取非电雷管光面爆破技术，可以减少爆破震动与降低噪音。（1）、 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。a、根据本工程地质情况和进度要求，采用直眼掏槽形式，并适当加深加大掏槽眼（比其它眼深约10cm，比其它眼大），以保证掏槽效果。根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度，爆破眼眼底落在同一断面上。 b、严格控制周边眼的装药量，采用间隔装药，使药量沿炮眼全长均匀分布。以确保隧道周边成形良好，并减少对围岩的扰动。装药参数采用0.20.30 kg/m。根据地质岩层，围岩节理及裂隙发育、岩性软硬

16、情况，修正眼距、装药量。c、 根据围岩特点选择周边眼间距E4565cm及周边眼的最小抵抗线W6080cm，辅助炮眼均匀布置。根据爆破后石碴的块度修正参数。石碴块度小，说明辅助眼布置偏密，块度大说明炮眼偏疏，用药量过大。d、爆破材料的选择：本工程采用安全性能好的塑料导爆管，防水乳化炸药、微差非电雷管。（2）、装药结构及堵塞方式周边眼： 采用22mm直径药卷间隔装药，导爆索联接。所有装药炮眼用炮泥堵塞，具体见隧道、围岩爆破设计图中装药结构及堵塞方式。（3）、光面爆破设计参数要求每次爆破后，对爆破效果进行仔细检查、分析爆破参数的合理性，以确定出适合本岩层最佳爆破参数。a、炮眼痕迹保存率在85以上，并

17、在开挖轮廓面上均匀分布。b、超欠挖情况及断面是否平顺。爆破进尺是否达到爆破设计要求。c、爆出石碴块是否适合装碴要求。d、根据每次爆破后检查情况，分析原因及时修正爆破参数，提高爆破效果，改善爆破效果。2、钻眼前定出开挖轮廓、中线、水平线，标出炮眼位置，钻眼时严格控制炮眼，尤其周边眼的深度、角度、间距。3、钻眼完成，经检查合格或采取纠正措施检查合格后，进行装药爆破。4、爆破后通风降尘，对开挖断面进行检查记录并反馈信息，严格控制超欠挖。5、采用装载机装碴，自卸汽车运碴。（八）、光面爆破方案本施工段隧道全断面施工段采用风动凿岩机钻孔；台阶法及其它分部开挖的施工段采光面爆破用简易钻孔作业平台、人工风枪钻

18、孔。人工装药。为了保证开挖轮廓圆顺、准确，维护围岩自身承载能力，减少对围岩的扰动，爆破采用光面爆破。周边眼残眼率硬岩达到80%以上，中硬岩达到60%以上。隧道施工时在级围岩内采用全断面开挖。均采用光面爆破施工。每个作业面每两天进行三个循环，每循环平均进尺约4.0m，每日进尺6m。炸药选用爆速低、不怕水、有害气体少的乳化炸药。非电毫秒雷管起爆，火雷管引爆。1、爆破参数炮眼直径d：选用42mm的钻孔直径。炮眼深度L：类围岩炮眼深度约4.5m。抵抗线W：当炮眼直径在3542mm的范围内时，抵抗线W与炮眼深度有如下关系W=（1525）d或W=(0.30.6)L。据此级围岩取W=50cm，、级围岩取55

19、cm。炮眼间距a：同一排两炮眼之间的距离与抵抗线之间的关系式为： W =（1.11.8）E。根据以往的施工经验取W=1.25E，级围岩取E=62cm。、级围岩取70cm。掏槽眼布置图2、堵塞长度：不小于20cm。3、掏槽眼形式掏槽眼采用菱形直眼掏槽，为满足钻孔台车钻眼凿掏槽眼方便，达到要求的精度，将掏槽眼设置在偏中线一侧（左右均可）1.51.8m， 距底板线1.51.8m处，炮眼布置详见右图。4、光面爆破参数的确定方案采用工程类比法，参考国内相似地质条件隧道光面爆破施工的资料及铁路隧道施工规范进行设计。在施工时根据实际情况进行适当的调整。选定的爆破参数见下表。5、雷管与起爆顺序隧道内爆破选用非

20、电毫秒雷管，分多段起爆。起爆顺序：先掏槽后扩槽从低段到高段逐段起爆，周边眼最后起爆。光面爆破参数表围岩类别周边眼间距E(cm)周边眼抵抗线W(cm)相对距离E/W装药集中度(kg/m)级围岩45600.750.18、级围岩50650.770.216、爆破网络爆破振动与同段起爆的炸药量密切相关，采用非电微差起爆技术不但控制单段雷管的起爆药量，又能有效控制每段雷管间的起爆时间，使爆破震动波减少叠加。消除爆破震动的有害效应。在施工中采用孔外同段，孔内微差的网络起爆。7、爆破器材的选择选用32mm防水的乳化炸药。周边眼采用22的小药卷，并采用导爆索绑小药卷的空气间隔不连续装药结构。隧道爆破采用塑料导爆

21、管和毫秒雷管起爆系统。8、钻爆参数的设计装药结构示意图 装药结构见装药结构示意图。施工中钻爆参数将根据实际情况进行调整。9、隧道光面爆破施工工艺流程如下：爆破材料准备炮眼布置设计测量放线台车就位打眼钻 孔光爆效果与质量检查量检查钻孔质量验收装药与堵塞连接起爆网络起爆除碴通 风网路检查设置警戒备堵塞材料清理钻孔危石处理隧道光面爆破施工工艺框图量检查光面爆破设计包括装药计算与结构设计隧道光面爆破施工说明：爆破设计。台车打眼、钻孔。装药、起爆。通风。危岩处理。光爆质量检查。（九）、隧道爆破施工的防尘措施1、施工环境每立方米空气中的粉尘允许含量为：含10%游离二氧化硅的粉尘不超过2mg/m3；含10%

22、游离二氧化碳的粉尘不超过4mg/m3。2、降低粉尘措施：a、隧道喷砼采用湿喷法，提高砂石的含水率。b、隧道钻眼作业采用湿式凿岩, 凿岩机钻眼时，必须先送水、然后送风。c、加强工作面的施工通风。d、放炮后进行喷水或洒水。e、出碴前用水淋湿全部石碴和岩壁。f、个人加强防护。（十）、 隧道开挖和钻爆施工安全技术措施a.、掘进是隧道安全控制的最重要环节，针对不同地质情况，采取合理的开挖方案，严格控制循环进尺，选择最佳的爆破参数，确保施工安全。b、浅埋段、破碎带地段隧道开挖要采用机械开挖或浅孔控制爆破方法。爆破后加强监测，根据监测和地质情况及时调整爆破参数，保证爆破安全。不良地质隧道先治水，短开挖、弱爆

23、破、强支护、早衬砌，稳步前进。c、配备足够的抽水设施，确保排水顺畅。d、凿岩机钻眼时，必须采用湿式凿岩，严禁在残眼中继续钻眼。e、隧道爆破作业按爆破安全规程操作施工，洞内爆破时，必须统一指挥，所有人员应撤至不受有害气体、振动及飞石伤害的地点，安全距离大于200米。f、爆破后必须经过通风排烟，且至少相距15分钟以上，才准安全检查人员进入工作面。经过检查和处理确认安全后，其它施工人员才准进入工作面。g、瞎炮处理必须设立警戒区，瞎炮必须由原爆破手按规定处理。视情况确定具体处理方法：将引线或电线重新接好，再行起爆，严禁打残眼；在距瞎炮0.6m处打一平行炮眼诱爆，但必须注意岩层节理情况，在打眼地点不得有

24、连通瞎炮的裂缝；安全妥善地取出堵塞物，重装药起爆。h、爆破器材加工，应在远离洞口100m外的加工房中进行。i、隧道掘进中，围岩量测是施工管理的主要环节。根据不同地质采取相应的安全技术措施。j、隧道开挖后及时进行施工支护，围岩量测数据有变或喷混凝土表面开裂、地表出现裂缝时，要视为危险警告信号，必须立即通知施工人员撤离现场，待加固处理后再行施工。六、火工品的使用与管理安全措施施工过程中的爆炸物品管理，严格按铁道部200022号通知要求执行。1、爆破器材的运输必须事先办理爆破物品运输证。使用符合规定的运输工具；禁止爆破器材同其他货物混装或炸药同起爆器材混装；由专职押运员押运，无关人员不准搭乘；遇雷雨

25、或暴风雨时，停止装运爆破器材；遇城镇市区，绕道经过，中途停歇远离居民区。2、爆破器材在专用库房内贮存。建库前向当地公安局申请，建成后经检查验收合格并发给爆炸物品储存许可证存储爆破器材；保证库房符合安全规定。设专职保管人员看守、管理库房。建立来客登记制度；按照爆破器材入库验收、收发流水帐、三联式领料单和退料单制度进行管理；爆破器材堆放整齐，不混存，不超量；过期失效变质的爆破器材要及时清理并妥善处理；库房要安装警报器，库区要拴养警犬；库区昼夜设警卫，严禁无关人员进入。3、爆破器材的使用由爆破员领取；在施工现场选择合适地点存放爆破器材，雷管或起爆体不得和炸药放在一起；建立爆破器材现场领用登记制度；装

26、药作业由爆破员进行，严格按照设计进行装药并遵守安全规程和安全操作细则；安全员对爆破器材的使用过程进行监督，发现问题及时纠正；对施工现场进行封闭，严禁无关人员进场；每天将剩余的爆破器材如数及时交回库房。4、爆破器材运输及爆破施工安全措施（1）、严格爆破器材的管理，库房内和施工现场设足够的消防设备，库房管理人员熟悉消防设备的性能和使用方法。库房设置要符合要求并取得当地公安部门同意；爆破器材储存于干燥的仓库内，温度保持在1830，不同性质的炸药分开；雷管和炸药分库储存，运到工地的炸药若当天未使用完，必须如数交回，不得在工地留存过夜。火工品使用、运输过程中必须有公安人员负责押运。（2）、在进行爆破作业

27、之前，要取得当地公安部门的批准，并提前14天以书面形式通知监理，提出相应的安全防护措施，经监理同意后实施。遵守各项规章制度，向公安局申请购买、运输、储存及使用爆炸物品的许可证，定期或不定期地接受当地公安部门的检查。（3）、加强火工品的管理。爆破物资由爆破工程师提前23天上报用料计划。建立火工品领用、发放登记制度，将雷管编号落实到每一个爆破作业人员，有关管理信息按照公安部的统一标准及时报送所在地县级人民政府公安机关备案。爆破工要持证上岗，装药过程中不能抽烟，放炮前要对炮眼连线进行逐孔检查，点炮前要由专职安全员检查其他人员及所有机械设备是否撤至安全地带。对哑炮要严格按爆破作业规程进行处理。（4）、爆破作业现场设专职技术人员现场指导，装好炸药的炮孔必须适当地加以覆盖和保护。在潮湿条件下作业，采用乳化、水胶等防水炸药。- 19 - / 20