重庆市南川金佛山水利工程总干渠及南极干渠隧洞光面爆破施工方案重庆市水利电力建设有限公司重庆市南川金佛山水利工程总干渠及南极干渠渠道工程项目部二○一七年一月目录一、工程概况 (2)二、概述 (2)三、光面爆破参数选择，炮孔装药量计算及钻孔设计 (3)四、不利因素及采取的措施 (12)五、爆破安全措施 (13)一、工程概况冉家湾隧洞、牛角尖隧洞、堡山隧洞、塔坡隧洞等4座隧洞属重庆市南川金佛山水利工程总干渠及南极干渠的一部分，除冉家湾隧洞位于总干渠段外，其余3座均位于南极干渠段，隧洞总长8623.9m，其中冉家湾隧洞1524m、牛角尖隧洞2060m、堡山隧洞399m、塔坡隧洞4640.9m(未计施工支洞386m)。
4座隧洞均采取光面爆破，洞身爆破开挖总量约56300立方米。
二、概述工程区处于四川盆地东南缘与云贵高原的过渡地带，区内群峰起伏、沟壑纵横，地质属川东南陷褶束。
隧洞沿线所穿越的地形地貌主要为高山区喀斯特地质地貌，植被发育茂盛，灌木丛林密集，根据设计文件及相关资料显示，隧洞洞室埋深较深，埋深多在36～286m之间。
隧洞开挖中可能遇喀斯特岩溶地层，岩层走向、倾向,倾角不规则，岩石微裂纹比较多,并伴有流线状地下水从层分界线渗出，光面操破施工中爆生裂缝可能沿岩体原生裂隙发展。
(一)冉家湾隧洞隧洞轴线与岩层走向交角由大变小，到隧洞出口段近似平行。
隧洞通过地段山体雄厚,洞顶埋深一般20.0～286.0m。
隧洞穿越地层依次为O1t、O1h、O1m、O2+3四组地层，岩性为灰岩、白云岩、页岩等，隧洞通过区无大的断层切割，地表裂隙不发育，岩层产状298～335∠15～61°。
(二)牛角尖隧洞隧洞轴线与岩层走向交角由大变小，到隧洞出口段近似平行。
隧洞通过地段山体雄厚,洞顶埋深一般20.0～286.0m。
隧洞穿越地层依次为O1t、O1h、O1m、O2+3四组地层，岩性为灰岩、白云岩、页岩等，隧洞通过区无大的断层切割，地表裂隙不发育，岩层产状298～335∠15～61°。
洞身段洞室埋深较大，成洞条件好，不同地层岩性围岩类别有较大差别。
其中南极2+991.94～3+437.58段岩性为奥陶系下统桐梓组（O1t）灰岩、白云岩夹页岩，围岩类别以Ⅱ类为主，进口20m为Ⅲ类；南极3+437.58～3+681.40段为奥陶系下统红花园组（O1h）灰岩，围岩类别为Ⅱ类；南极3+681.40～4+946.94段为奥陶系下统湄潭组（O1m）页岩夹粉砂岩、灰岩，围岩类别以Ⅳ类为主，部分Ⅲ类；南极4+946.94～4+996.94段为奥陶系中上统（O2+3）灰岩、瘤状灰岩夹薄层页岩，围岩类别以Ⅱ类为主，出口20米段受风化卸荷影响为Ⅲ类围岩。
(三)堡山隧洞隧洞轴线与岩层走向呈小角度相交，隧洞通过地段山体较雄厚，洞顶埋深一般20.0～130.0m。
隧洞穿越地层岩性为志留系下统小河坝组（S1x）粉砂岩夹泥质条带灰岩，隧洞通过区无大的断层切割，地表裂隙不发育，岩层产状284∠75°。
(四) 塔坡隧洞隧洞轴线与岩层走向呈小角度相交，隧洞通过地段山体雄厚,洞顶埋深一般20.0～328.0m。
隧洞穿越地层依次为志留系下统龙马溪组(S1L)和小河坝组(S1x)，岩性为页岩、泥质灰岩、粉砂岩等，隧洞通过区无大的断层切割，地表裂隙不发育，岩层产状330～334∠26～33°。
洞身段洞室埋深较大，成洞条件好，不同地层岩性围岩类别有较大差别。
其中南极11+960.15～12+940.58段岩性为志留系下统龙马溪组（S1L）页岩，围岩类别以Ⅳ类为主，进口20m为Ⅴ类；南极12+940.58～13+805.15段为志留系下统小河坝组（S1x）粉砂岩夹泥质条带灰岩，围岩类别以Ⅲ类为主，泥灰岩为Ⅱ类，隧洞出口25m为Ⅳ类。
三、光面爆破参数选择，炮孔装药量计算及钻孔设计1、本工程4座隧洞均采用全断面法一次性开挖，采用YT-28 风钻钻孔进行全断面开挖,爆破后洞内采用耙渣机及三轮车装载机配合装渣、出渣，每个洞口外高压风站配备一台10-20立方米空压机,高压水池修建在洞外高于工作面30米高度范围以保障作业面水压力，如后期欠压，采取安装加压泵加压，满足生产要求。
2、由于隧洞围岩类别不同，开挖时根据设计图纸确定开挖进尺,根据相关规定采用短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、勤测量办法进行施工。
3、炮眼直径采用42mm 钻头钻孔，药卷采用直径32mm的乳化炸药。
4、炮眼布置（1）冉家湾隧洞隧洞Ⅲ、Ⅳ类围岩开挖炮眼布置图（2）牛角尖湾隧洞隧洞Ⅱ、Ⅲ类围岩开挖炮眼布置图隧洞Ⅳ、Ⅴ类围岩开挖炮眼布置图隧洞进出口围岩开挖炮眼布置图（3）堡山隧洞隧洞Ⅲ、Ⅳ类围岩开挖炮眼布置图隧洞进出口围岩开挖炮眼布置图（4）塔坡隧洞隧洞Ⅱ、Ⅲ类围岩开挖炮眼布置图隧洞Ⅳ、Ⅴ类围岩开挖炮眼布置图隧洞进出口围岩开挖炮眼布置图5、隧洞爆破施工(1)爆破施工原则①根据不同的出岩状况、振动控制条件、爆破成孔试验拟定爆破参数并依据实际施工需要进行调整。
②爆破尽量选用低爆速炸药,用非电基秒雷管分段起爆。
③当同一部位、同一种并挖眼用药量超过最大允许用药量时，则必须采用分段爆破的方法来减少对周边围岩的振动影响。
(2)爆破施工需遵循的内容①炸药及雷管根据光面爆破试验及理论,炸药爆速对爆破成点振动速度有直接的影响,爆速越高，爆破产生的震动越大,为减少对围岩的扰动,结合地质条件特点,选用爆速低的炸药，采用φ25mm 和φ32mn的乳化炸药两种药卷。
为更好地实现微差爆破,施工中应使用国产的 II型系列非电毫秒雷管。
②非电微差起爆网络爆破震动与同段齐爆的炸药用量有极其密切的关系, 采用非电微差起爆技术,不但可以有效控制单段雷管的起爆药量,又能有效地控制每段雷管的起爆时间，使爆破震动波不形成叠加, 既能保证岩石破碎达到理想的效果, 又能消除爆破震动的有害效应。
在掏槽眼、掘进眼、底板眼或周围边眼中,起爆药量较大的段別的雷管,间隔时差设计为200ms,即跳段设置。
这样可以使爆破速度降低30%,达到更好的爆破效果。
③孔径及孔深进尺本工程以中深孔松动爆破作为爆破参数设计依据，爆破作业指数n＜0.75，孔径36-40mm，孔深1.8m-3.3m。
○4掏槽形式掏槽眼爆破是爆破中关键问题，它的布置直接关系到爆破的效果，采用楔形掏槽。
○5）布孔间距隧洞Ⅱ、Ⅲ类围岩开挖周边孔孔距为40cm，掏槽孔孔距为50cm，隧洞Ⅳ、Ⅴ类围岩开挖周边孔孔距为35cm，掏槽孔孔距为55cm。
（地质情况若发生变化，根据现场实际情况布孔间距可适当进行调整）○6）装药结构设计为更好地达到光面爆破效果，周边眼采用间隔装药结构，药卷用小直径药卷，其余炮眼采用直径φ32cm标准药卷连续装药。
○7）每循环用药量、炮眼数目及光面爆破参数采用以往光面爆破施工经验及成果，以下为全断面爆破参数，施工按不同断面参照执行：a.装药用量Q=q×s×L式中：q—爆破1m3岩石炸药用量（kg/m3）,本隧洞以Ⅱ类围岩为主，岩性为灰岩、白云岩夹页岩，光面爆破施工时通过以上情况岩石级别按Ⅸ级设计，隧洞石方开挖中每m3耗药量为1.75kg。
q=1.75kg/m3S—断面积（m2）L—眼深（m）①Ⅱ、Ⅲ类：Q=1.75×3.4×2.2=13.09kg，取14kg。
②Ⅳ、Ⅴ类：Q=1.75×5.8×2.2=22.33kg，取23kg。
b.炮眼数量N=α1、α2—由于岩石可爆程度确定的系数，α1、α2分别取：29、2.4。
c. 周边眼參数q p=W×Lp×a×q×(0.6～1.2)式中: q p—周边孔平均装药量(kg)W—周边孔最小抵抗线(m)取0.7a—周边孔孔距(m)取0.35Lp—周边孔孔深(m) 2.2q—单位耗药量kg/m3, 0.6～1.0kg,取0,8周边孔平均装药量: q p=0.7×2.2×0.35×0.8×0.8=0.34,根据光爆实验取0.35kg。
装药集中度：q p/L=0.16kg/md, 掏槽眼参数掏槽孔的炸药量按下式计算:掏槽眼按80%有效装药长度计算q=2.5×80%/0.2×0.2=2kg 取2kg式中: q一掏槽孔的炸药用量, kg/孔e.辅助孔的平均炸药用量按下式计算:q n=0.4×2.2=0.88kg,根指光爆试验取0.8kg。
辅助孔(位于掏槽孔与周边孔及底板孔之间)的炮孔间距40cm。
(3)炮眼布置及爆破参数(以下为Ⅱ、Ⅲ类围岩断面型式炮眼布置及爆破参数，其他围岩断面参照布置)。
爆破参数表（一）冉家湾隧洞起爆顺序炮孔名称数量（个）孔深（m）密度（kg/m）段别药量（kg）合计（kg）1 掏槽孔 5 2.2 0.9 1、3 1.5 7.52 辅助孔9 2.0 0.55 4 0.85 7.653 周边孔21 2.0 0.2 2 0.3 6.34 底板孔9 2.0 0.535 0.8 7.2 总计28 28.65 （二）牛角尖隧洞起爆顺序炮孔名称数量（个）孔深（m）密度（kg/m）段别药量（kg）合计（kg）1 掏槽孔 5 2.2 0.9 1、3 1.5 7.52 辅助孔 5 2.0 0.55 4 0.85 4.253 周边孔15 2.0 0.2 2 0.3 4.54 底板孔 3 2.0 0.535 0.8 2.4 总计28 18.65 （三）堡山隧洞起爆顺序炮孔名称数量（个）孔深（m）密度（kg/m）段别药量（kg）合计（kg）1 掏槽孔 5 2.2 0.9 1、3 1.5 7.52 辅助孔 5 2.0 0.55 4 0.85 4.253 周边孔17 2.0 0.2 2 0.3 5.14 底板孔 4 2.0 0.535 0.8 3.2 总计21 20.05（四）塔坡隧洞起爆顺序炮孔名称数量（个）孔深（m）密度（kg/m）段别药量（kg）合计（kg）1 掏槽孔 5 2.2 0.9 1、3 1.5 7.52 辅助孔7 2.0 0.55 4 0.85 5.953 周边孔18 2.0 0.2 2 0.3 5.44 底板孔 4 2.0 0.535 0.8 3.2总计34 22.05 说明：参照表中所选定参数实施光面爆破施工，在实际施工中可根据实际工程地质情况及岩石强度对参数进行调整。
（4）爆破作业技术要求①钻爆作业必须按照本光面爆破方案及爆破规程进行钻眼、装药、接线和引爆。
②钻眼前绘出开挖断面中线、腰线、水平和断面轮廓，并根据爆破设计标出炮眼位置,经检査符合要求后方可钻眼。
③钻眼符合下列要求:a,掏槽眼:深度、角度按设计施工,眼口排距、行距、眼底误差不大于5cm。