沈海高速复杂环境爆破设计一、工程概况海西高速公路网沈海高速公路，A5标段路线起点（K31+380）位于漳州与龙岩县交界处乍洋乡埂头坪自然村，与（A4标段）终点对接，路线总体由东北往西南方向延伸，经林成村，建林成大桥，经岭城村，建岭城大桥、穿岭城隧道，建沙河大桥跨沙河，经城郊乡东山垄、双城镇东山、至长沟乡，建长沟分离式桥下穿县道X961，A5标段终点（K43+060）位于龙岩县长沟乡长沟村，与A6标段起点对接，A5标段路线长11.64km,为双向四车道高速公路，设计时速80km/h，路基顶宽度24.5m，沥青混凝土路面。

复杂环境部分主要包含四段路线：1、K32+900林成大桥至K34+222岭城隧道进口（1.32㎞）、2、K36+085岭城隧道出口至K36+898沙河大桥(0.81㎞)、3、K39+482东山人行天桥至K41+010东山寺（1.78㎞）、4、K41+850长沟大桥至K42+997长沟中桥（0.94㎞），总爆破开挖石方量预估约12万m³，爆破工期约16个月。

我司受沈海高速A5合同段项目经理部委托，对该工程复杂环境部分进行爆破设计、施工。

二、爆破环境、地形及地质特征（1）爆区环境地形、地貌该公路工程所经位置地形地貌主要为低山，总体趋势是西北高，东南低，山地自然坡度达25度以上，山坡植被发育，较平缓的多为梯田。

以下为涉及复杂爆破施工地点的各个环境情况：1、K32+900林成大桥至K34+222岭城隧道进口该路段含孔桩、路基、隧道进口施工，沿途环境如下：K32+900为路基开挖，东侧有一220KV高压塔基为钢混结构，最近距离50米，220KV高压线路横跨路基，土表层最近高度40米，K33+166孔桩施工，东侧有零稀民房为砖混结构，距桥基边界最近距离40米，K33+540路基开挖，有一110KV高压线路横跨，距土表层最近高度82米，K33+650路基开挖，有一220KV高压线路横跨，距土表层最近高度40米，K33+950孔桩施工，有一220KV高压线路横跨，距土表层最近高度125米，K34+020孔桩施工，有一110KV高压线路斜跨，距岭城隧道进口施工点最近水平距离120，距土表层最近高度90米。

附图：岭城隧道进口远景：附图：K32+900高压塔：附图：K33+166民宅2、K36+085岭城隧道出口至K36+898沙河大桥该路段含路基、隧道进口施工，沿途环境如下：岭城隧道出口横穿104国道，隧道纵向影响国道最小距离为32米，隧道口后侧与国道最近水平距离为40米，路基北侧沿途与104国道相邻，最近距离60米。

K36+736处为一座2层废弃砖混民房，最近距离60米，K36+360至K36+800有一有一埋深1.5米的国防光缆横跨路基（待迁移）, K36+360有一10KV高压线路横跨（待迁移），K36+586有一35KV高压线路横跨（待迁移），附图：岭城隧道出口处附图：民房及高压线路附图：北侧国道3、K39+482东山人行天桥至K41+010东山寺该路段含孔桩（地表4米以下）、路基施工，沿途环境如下：路基西北侧沿途与一条35KV高压线路相邻，最近距离36米。

K39+482孔桩施工，东面为东山别墅区，主要为框架结构，最近距离40米，北面为马仙宫，砖木结构，最近距离60米，南侧有一10KV线路平行，最近水平距离25米，K39+700路基开挖，东南面为数幢民宅，土坯房结构，最近距离60米，北侧为10KV高压电杆，最近距离209米，距东山别墅区最近距离320米，K39+770路基开挖，西侧为沃里村居民区，砖混结构，最近水平距离82米，K40+400路基开挖，施工区域有数幢民房，土坯结构（待拆迁），K41+010路基开挖，东面为东山寺，一般寺庙，含砖混和土坯结构，砖混建筑最近距离68米，土坯房最近距离80米，南面为后洋村居民区（部分拆迁），土坯结构和砖混结构，最近距离130米，附图：马仙宫、别墅远景，凉亭（拆）处为孔桩位置附图：沃里村、高压线附图：东山寺4、K41+850长沟大桥至K42+997长沟中桥该路段含孔桩（地表4米以下）、路基施工，本路线邻接长沟村居民区，沿途环境如下：K41+850孔桩施工，有未拆迁部分房屋，砖混结构，最近距离30米，并有一村道横跨，K42+073北侧与长沟乡小学邻接，框架结构，最近距离为40米，K42+180至K42+500路基开挖，北侧与长沟村邻接，砖混结构，最近距离40米南侧有一混凝土拌合厂，框架结构，最近距离40米，（该段路基约300米长，根据勘探资料涉及石方开挖约1418m³软石，应不涉及爆破施工）K42+550至K42+997孔桩施工，处于长沟村南侧， K42+550处四周有民房，属砖混结构，最近距离30米，961县道南北向横穿，县道边上有一10KV线路平行，南侧为荣兴特种钢业有限公司，最近距离80米。

附图：长沟小学、民宅附图：混凝土拌合厂、民宅附图：荣兴钢厂、民宅（2）工程地质工程沿线水系主要为雨源型山溪性河流，雨季洪水对施工影响较大。

隧道洞身以中-微风化凝灰熔岩为主，属特坚石类，普氏分级f10~f14，可爆性较差。

隧道岩层现状稳定，存在1条节理破碎带，破碎带处、进出口处岩体破碎、稳定性差，需加强支护。

桥梁多采用端承桩基础和扩大基础，以中-微风化花岗岩为基础持力层。

三、总体设计方案1、设计依据（1）《爆破安全规程》（GB 6722-2003）；（2）《民用爆炸物品安全管理条例》；（3）业主单位提供的工程相关资料；（4）其他同类型工程的施工经验和工程技术总结；（5）工程现场环境勘察；2、爆破方案选择2.1、隧道爆破设计总体方案1)隧道施工按新奥法组织实施，主要工序采用机械化作业，隧道出渣采用无轨运输方式，二次衬砌浇筑采用模板台车。

(2)隧道Ⅴ级围岩洞口段20m以内及Ⅴ级土质围岩地段采用中隔壁法开挖，如果水文地质较好采用三台阶法开挖；洞身Ⅳ级围岩地段开挖以及Ⅴ级石质围岩地段采用上下台阶法开挖；洞身Ⅱ级、Ⅲ级围岩地段采用全断面法开挖。

(3)隧道施工开挖采用光面爆破，以最大限度地保护周边岩体的完整性，同时减少超挖量，提高初期支护的承载能力。

(4)由于隧道工程地质、水文地质及结构较为复杂，在施工阶段全程采取超前地质预报手段，坚持动态施工。

超前地质预报采取TSP、红外探水及结合超前水平钻孔的形式。

(5)掘进V类围岩采用弧形导坑法、IV类围岩采用上下台阶法、III类以上围岩采用全断面开挖法。

在隧道开挖作业时，必须采用有效的控制爆破，以确保施工安全。

采用YT24气腿式凿岩机钻孔，爆破材料采用32mm2#岩石乳化炸药。

主要采用楔形掏槽的爆破作业方式掘进，并控制循环进尺量。

本工程设计V围岩循环进尺度0.5m～1m以内，IV类围岩循环进尺1.5～2m以内，Ⅱ、Ⅲ类围岩全断面开挖法循环进尺2m～4m以内施工中严格按设计要求，遵循新奥法施工原理，软弱地质洞身开挖应坚持：短进尺、弱爆破，强支护、早衬砌的原则，加强施工临时监控量测，确保施工安全。

施工中如遇实际围岩类别与设计资料不符及时与监理、设计部门联系调整施工方案，确保开挖安全，顺利进行，隧道中停车段，配电室等待隧道成型后，再行开挖。

如遇地层较差时，爆破技术人员应及时根据现场情况修改爆破进尺及爆破参数。

2.2、路基爆破设计总体方案路基的爆破设计，在保证安全的前提下并结合我公司多年经验，露天爆破可选择采用中深孔控制爆破与浅眼控制爆破相结合的台阶式爆破方法，开挖高程高于20m的采用中深孔台阶爆破，钻孔直径90mm；开挖高程低于5m的，采用浅孔台阶爆破法，钻孔直径38~42mm：A、中深孔台阶控制爆破，钻孔直径90mm，孔深8~12m；B、浅孔台阶控制爆破，钻孔直径38~42mm，孔深3~4m；C、二次解小，涉及复杂环境均采用机械破解。

爆破时要注意最小抵抗线方向，临空面朝向，每次爆破布孔，都要根据地形灵活掌握（山体爆破采用梅花形布孔），微差控制起爆网络以减少爆破地震波的危害，爆破时注意加强爆破安全防护，严格控制最大一段单响药量。

保证装运平顺，能够迅速投入钻爆生产，形成均衡的钻、爆、运作业有序循环的机械化施工效果。

2.3、桩井爆破设计总体方案人工挖孔桩地处坚硬地层中，由于河流冲刷，大部分岩石裸露，用挖掘机整平桩井位置。

按福建省交通规划院提供的地层岩性分析，需要采用钻爆法开挖，结合工程的实际情况，采用竖井掘进的爆破技术进行控制爆破。

挖孔桩爆破时，孔口先用钢板覆盖，然后在上面堆压沙袋，做到绝对安全。

钢板离孔口护壁顶30cm 预留透气空间，覆盖的沙袋边缘超出孔口护壁边不得少于30cm，警戒距离为200米，桩井深度10m以上后警戒范围缩小到100米。

（1）采用浅孔爆破用手持式凿岩机，进行钻孔。

（2）钻孔深度在0.5~1.5m范围内；（3）受断面的限制2m以下桩径，采用直孔桶形掏槽；（4）由于孔桩爆破大部分都有地下水渗出，适宜使用乳化炸药。

（5）如爆破区域出水较多时采用乳化炸药实施爆破，为了更为精确的控制一次起爆药量，使用第一系列的导爆管毫秒非电雷管，便于分段起爆，各段之间的间隔时间不小于50ms。

当每个孔桩形成后，需按设计的孔径安装好钢桶，从而防止泥石流入孔桩，爆破时用钢板在钢桶上加以覆盖。

3、设计原则A、为控制爆破振动和飞石，采用布密集孔、控制单孔药量和单段起爆药量等方式进行爆破；B、根据周边建筑物及地形情况，爆区抵抗线方向朝向空旷地带，不得朝向高压线、公路、居民房和其他可能造成安全隐患的方向；C、每次爆破的布孔形式，都需要根据地形灵活掌控。

D、对复杂环境地段采取间接或直接防护措施。

四、爆破参数设计1、隧道爆破参数①隧道Ⅴ级围岩洞口段20m以内及Ⅴ级土质围岩地段采用中隔壁法开挖，循环进尺度控制0.5m～1m以内。

主要工艺采用机械化作业，无需爆破。

Ⅴ级围岩施工工序立面示意图Ⅴ级围岩施工工序平面示意图中隔壁开挖法施工工序：下列顺序应在施工辅助措施完成并达到强度后进行。

1.开挖左侧导坑上台阶。

2.左侧导坑上台阶初期支护（包括侧壁临时支护、拱墙初期支护及临时仰拱），施工上台阶锁脚锚杆。

3.开挖左侧导坑下台阶（包括临时仰拱）。

4.左侧导坑下台阶初期支护（包括侧壁临时支护、拱墙初期支护及仰拱初期支护），必要时边墙脚设置锁脚锚杆。

5.开挖右侧导坑上台阶。

6.右侧导坑上台阶初期支护（包括拱墙初期支护及临时仰拱），施工上台阶锁脚锚杆。

7.开挖右侧导坑下台阶（包括临时仰拱）。

8.施工下台阶初期支护（包括拱墙初期支护及仰拱初期支护），必要时边墙脚设置锁脚锚杆。

9.拆除中隔壁临时支护。

10.分布施工防排水系统和仰拱、边墙、拱部二次模筑混凝土衬砌。

洞身开挖后，应及时施作初期支护、中隔壁墙及临时仰拱，使洞身尽快形成闭合圈。