1.编制说明1.1编制依据1、《国家爆破安全规程》(GB6722-2003);2、“民用爆炸物品安全管理条例”(2006年4月26日);3、《市民用爆炸物品安全管理办法》(2007年9月3日);4、垫江县大道新建工程园区主干道路建设工程《施工图设计》;5、《爆破安全规程实施手册》;6、《民用爆破器材工程设计安全规》;7、现场踏勘调查所获得的有关资料;8、我公司拥有的科技工法成果和现有的管理水平、劳力设备、技术能力,以及长期从事公路、市政建设所积累的施工经验。
1.2 编制原则1、在充分研究设计图纸及认真踏勘工地现场的基础上,采用先进合理、安全可靠、经济可行的施工方法;2、隧道中导坑、正洞钻爆作业必须严格按钻爆设计进行;3、施工过程中,根据实际爆破效果及时对爆破设计参数进行调整,不断优化爆破设计,达到最好的爆破效果;4、钻爆设计容应包括:炮眼的布置、数目、深度和角度、装药量和装药结构、起爆方法和爆破顺序等。
设计图应包括炮眼布置图、钻爆参数表、主要技术经济指标及必要的说明;1.3 编制围本方案适用于垫江县大道新建工程区园区主干道路建设工程项目中隧道的爆破开挖施工(包括中导坑、正洞)。
2工程概况2.1总体概况本项目是垫江县大道新建工程园区的主干道路,本项目总长0.94552km(K1+454.480~K2+400),路幅宽度36m,为新建工程段。
项目建设标准为城市主干道,设计行车速度为50km/h。
项目起点与转盘相接,接点桩号为K1+454.480。
沿家工业园区规划道路布线。
拟建隧道位于开县家镇,设计为双连拱公路隧道,隧道宽14.75m,高8.43m,有效净高5m,两洞间距4m,路面设计高程200.91m~207.19。
隧道起止里程为K1+770~K2+225,全长455m,轴线走向233°~265°。
隧道进出洞口有简易乡村路到达,交通较为方便。
爆破作业点详见施工总平面图(附图一)2.2地震动参数自有记载以来,流域100km围,Ms≥3的有感地震共9次,其中除距开县县城150km 的黄金洞1931年地震Ms=5.0外,其余均为Ms<4.0,表明流域及周边地区历史及现今地震活动微弱,强度小,频度低,处于地壳稳定的弱震环境。
根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),地震基本烈度小于Ⅵ度,相应地震加速度值小于0.05g,反应谱特征周期为0.35s。
2.3隧道地质情况隧道主要为岩质隧道,隧道穿越高程在200.91~215.62m,岩性主要泥岩为主,局部夹少量中厚层状的砂岩。
根据岩石试验成果,泥岩单轴饱和抗压强度5.17~14.59MPa,为软岩,砂岩单轴饱和抗压强度18.77~32.21MPa,为较软岩~较坚硬岩;道隧址区未发现区域断裂及褶皱构造,也无新构造运动迹象,地质构造简单,区域稳定性较好。
隧道区构造简单,岩性较简单,未发现滑坡、崩塌岩堆、泥石流等不良地质现象,隧道围岩为砂岩、泥岩,场地整体基本稳定,适宜隧道修建。
隧道进口设计桩号K1+771,位于家工业园施工开挖区,地表覆盖层全部已挖除,出露基岩为侏罗系中统上沙溪庙组(J2s)灰白色砂岩、紫红色泥岩,岩层产状153°∠14°。
隧道出口设计桩号K2+205,为一自然平台,地势平坦,地表为第四系残坡积层粉质粘土,厚度约3.7~10.4m,下伏基岩为侏罗系中统上沙溪庙组(J2s)紫红色泥岩,岩层产状153°∠14°,强风化厚度1.2 ~ 5.8m。
隧道洞身段地面高程215.0~285.3m,隧道最大埋深约70m,隧道穿越高程在200.91~215.62m,岩性主要以侏罗系中统沙溪庙组(J2S)的紫红色泥岩为主,局部夹少量中厚层状的砂岩,岩石中等风化。
2.4隧道爆破与周边主要建(构)筑物位置关系隧道位于开县家工业园区拟新建主干道路上,根据现场测量,出口附近均为当地民房,且均为三峡移民拆迁围,当地政府部门对其均完成了征迁测量,故隧道出口处建筑物距离不进行考虑。
隧道进口位置位于园区附近,距离园区最近小区建筑物600m,距离正运营的万开高速路(简支梁桥)距离为450m。
隧道与周边主要建(构)筑物位置关系表3、总体施工方法根据垫江县大道新建工程区主干道路建设工程施工图设计,隧道围岩性质、设计施工方法及工期要求,隧道中导洞、正洞开挖施工时,洞口部位、以及洞身岩层较破碎松散时,采用CAT320D破碎机头破碎后,直接开挖的方式进行施工。
隧道洞身施工时,根据岩层实际情况,采用控制爆破结合破碎机开挖的方式进行施工。
根据本工程实际特点,隧道为双向六车道连拱隧道,且整体岩层较破碎、埋深较浅;中导洞开挖采用上下台阶开挖的方式进行施工,正洞采用单侧壁导坑开挖的方式进行施工。
4、钻爆方案根据隧道地勘资料及现场实际施工条件,确定合理的开挖方法。
在保证开挖方法不变,控制爆破的基础上,采用理论计算法、工程类比法与现场试爆相结合,确定各部位炮眼钻爆参数、封口炮泥之比,分配各个炮眼装药量及装药结构,通过合理布孔、控制装药量和起爆爆炸力、起爆顺序等,得到设计要求的开挖轮廓面,从而减少超欠挖,减轻对围岩的破坏作用,达到爆后开挖面圆顺、平整,缩短清理周边时间。
4.1隧道洞身(中导坑、正洞)爆破方案4.1.1爆破器材选择根据减振控制爆破的特点及爆破部位的不同,选用不同的爆破器材:炸药:2号岩石乳化炸药(规格:φ32mm、φ25mm),导爆索(红线)。
雷管:孔外采用电雷管起爆导爆管,孔均采用导爆管起爆炸药。
起爆器材及导爆索:电雷管采用专用安全放爆器起爆,周边炮眼装药并采用导爆索传爆。
毫秒雷管与电雷管采用串并联方式进行连接。
4.1.2爆破参数设计1、减震爆破技术措施利用萨氏公式:Q=R3(V/K)3/a,对周边主要构建筑物规允许安全振速, 以设计质点允许振速为计算依据,反算单段最大装药量,必要时适当增加雷管段数,减少单段最大装药量。
2、爆破参数设计(1)掏槽眼方式中导坑、正洞的掏槽眼均按照楔形掏槽形式布置,中导坑每循环按照2m进尺进行设计,掏槽眼孔口距离按照2m进行设计;正洞采用单侧壁导坑法进行开挖,侧壁导坑开挖时掏槽眼孔口距离按照1.3m进行设计,拱部掏槽眼孔口距离按照2m进行设计。
掏槽眼底部距离控制在40cm左右。
掏槽眼超深按照20cm考虑。
(2)爆破不偶合系数、药卷直径中导坑及正洞均采用YT-28型气腿式凿岩机钻眼,钻头采用Φ42mm,成孔直径约为48mm~50mm,本处所有炮孔成孔直径dk按50mm考虑,开挖周边眼药卷选择2号岩石乳化炸药标准小药卷,直径di为25mm,不耦合系数K=dk/di=2.0,符合规中软岩装药不耦合系数D=1.4~2.0的要求。
(3)确定周边眼间距(E)、最小抵抗线(W)和相对距系数(K)最小抵抗线与开挖的断面大小、围岩性质有关。
断面大所受到的夹制作用小,岩石比较容易崩落,最小抵抗线可以大些,断面小所受到的夹制作用大,最小抵抗线可以小些,最小抵抗线与岩石的性质和地质构造有关,坚硬岩石最小抵抗线可小些,松软破碎的岩石最小抵抗线可大些。
隧道中导坑开挖按照上下台阶开挖、正洞开挖按照单侧壁导坑开挖,且岩层均为泥页岩、夹杂少量强风化砂岩,故确定最小抵抗线(W)为0.3~0.8m。
相对距系数是周边眼间距(E)与最小抵抗线(W)的比值,是影响爆破效果的重要因素。
K= E/ W式中,E—周边炮眼间距,单位cm;W—最小抵抗线,单位cm;K值总是小于1,当dk=38~50mm,E=30~50cm,W =30~80cm时,K=0.5~0.8。
考虑到隧道围岩均为强风化页岩、夹杂少量强风化砂岩,节理较发育、岩体破碎,并参照规周边眼间距取值围30cm~50cm,对周边眼间距取40cm,最小抵抗线值取75cm,K=E/V=0.53。
(4)周边眼装药系数1) L=2m2.8[δ]c/(V0×ρ)1.4L—周边眼每米装药长度,单位m m—不耦合系数,m=2.0ρ0—炸药密度,采用2#岩石乳化炸药,ρ0=0.95g/cm3[δ]c —岩石抗压强度,隧道爆破段主要为强风化-中风化页岩、以及夹杂部分砂岩,考虑实际情况,此处取值按照页岩最高值进行取值。
故参照地勘资料取[δ]c =14.59MPa=145.9Kg/ cm3(详见地勘资料)V 0—标准状态下,每克炸药生成气体的体积,查表取8000 cm3/g 2) q =(πdk 2/4)ρ0•L=π×52/4×0.95×0.00749=0.1396Kg/m q —装药集中度dk —炮眼直径 dk =5.0cm2号岩石乳化炸药光面爆破参数表周边眼装药系数结合2号岩石乳化炸药光面爆破参数表进行比较,同时结合隧道爆破开挖段,页岩中夹杂部分砂岩,同时既有软岩又有中硬岩,计算值处于软岩装药系数上限,考虑到实际情况,本处周边眼装药系数取q =0.20Kg/m 。
其它炮眼的装药系数按规及经验,选用见下表。
炮眼装药系数表(5) 循环进尺由于本工程的隧道为双向六车道连拱隧道,隧道断面大,埋深浅,围岩大部分为页岩,岩层破碎,开挖方式为单侧壁导坑开挖方式,综合考虑各项因素,中导坑进尺取L=2.0m ,正洞单侧壁每循环进尺按照L=1.0m 计算。
(6)孔径和孔深孔径:凿岩采用一字钎头,直径为Φ=42mm ,则炮眼孔径考虑为Φ=50mm 。
孔深:为克服岩石的夹制作用及降低爆破震动强度,同时也能保证第一排掏槽眼能较好的掏槽,此处掏槽眼按楔形掏槽眼设计,掏槽眼向中心方向倾斜。
中导坑取掏槽眼深度为2.2m(径向深度),正洞单侧壁开挖时,取掏槽眼深度为1.2m(径向深度,且均按照超深20cm设计);中导坑辅助掏槽眼、辅助眼及周边眼孔深取2.0m,正洞单侧壁开挖时,辅助掏槽眼、辅助眼、周边眼孔深取1.0m。
(7)隧道炮眼布置图按照炮孔计算数量以及相应技术参数设计隧道中导坑、正洞炮眼布置图(另详见附图二)爆破参数表见表4.1.2-2所示表4.1.2-2隧道爆破开挖参数表注:以上正洞为单洞数量。
周边眼为操作方便,调整为1.5节药量。
(8)炮眼数量(采用2号岩石乳化炸药)N眼=0.0012qS/adi2式中N—炮眼数目(个);q—单位炸药消耗量,取0.6kg/m3(大部分都为页岩);S—开挖断面面积(m2),S中导坑=52.72m2、S侧壁导坑=27.73m2S正洞拱部=59.92m2、S正洞下部=63.37m2;a—炮眼装填系数;取0.40di一药卷直径,乳化炸药(除周边眼外)为32mm;通过计算:N中导坑=93(个)N侧壁导坑=48(个)N正洞拱部=106(个)N正洞下部=112(个)根据炮眼布置图统计计算,中导坑炮眼数量为132个,侧壁导坑为85个,正洞拱部为110个,正洞下部为114个,均大于计算数量,能满足要求。