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1瑞枫公路瑞安至湖岭段改建工程第二合同段路基和隧道工程爆破设计方案一、工程概况（一）、工程概况第二合同段路线全长1.525km，里程桩号：K3+975~K5+500。分路基爆区和隧道爆区，路基爆区分别为：①K3+975~K4+040，长65m，开挖工程量4.9万m3，按70%需爆破，则爆破工程量约3.4万m3；②K5+160~K5+220，长60m，开挖工程量1.8万m3，按70%需爆破，则爆破工程量约1.3万m3。路基爆破方量共4.7万m3。隧道爆区里程桩号：K4+520~K4+705，名称叫秋坦隧道，全长185m，进口桩号K4+520，出口桩号K4+705。隧道口开挖量2.05万m3,按70%需爆破，则爆破工程量约1.4万m3；隧道洞内（暗洞）开挖量3.4万m3(注：均被认为需爆破，爆破工程量和开挖量相同)。明挖部分爆破工程量小计6.1万m3，隧道洞内爆破工程量3.4万m3，合计爆破工程量为9.5万m3。爆区经简易公路与各乡镇公路网相通，再与104国道和高速公路连接，交通较方便。（二）、爆区周围环境情况1、路基爆区（1）K3+975~K4+040路基爆区：爆区距南西侧厂房和民房约150m，爆区环境复杂程度一般。2（2）K5+160~K5+220路基爆区：南侧距高速公路约160m；有两条简易乡村公路从爆区南侧通过，距爆距离分别约为30m和120m；南侧距380V低压线约120m。东侧距民房约10m；南西侧距民房约20m，北西侧距庙宇约100m。路基范围内民房属拆迁对象。爆区周围环境情况较复杂。2、隧道爆区（1）、隧道进口（桩号K4+520）：单向掘进口。西北侧距简易房约20m，东南侧距民房约20m，南侧距低压线和小型通讯光缆约70m，南侧距简易厂房约80m。爆区周围环境较复杂（2）、隧道出口（桩号K4+705）：不做掘进施工口。北西侧距村庄民房约40m、北西侧距甬台温高速公路约200m，北西侧距简易公路约100m,距山顶高压150m左右。爆区周围环境复杂，且无工作面，故不做隧道施工掘进开挖口。（三）、技术要求1、对块度的要求：块度尽量符合路基填筑利用方的要求。2、确保爆破飞石、地震波、冲击波、噪声及粉尘尽量减少造成破坏作用。二、爆破区的地形、地貌、地质条件爆区为丘陵地貌，秋坦隧道穿越低丘，轴线最大高程61m，洞口和路基爆区均处在山坡一侧，爆区所处山体自然坡度为15-25°，区3内植被发育一般。矿区地层主要有上侏罗统高坞组和第四系全新统组成，第四系主要为残坡积层组成，厚度2~5m，平均厚约3m；高坞组岩性为灰~深灰色熔结凝灰岩，凝灰结构，块状构造，全~强风化层约1~3m，平均厚度2m。三、爆破总体设计方案选择本方案主要是针对边坡石方开挖和隧道开挖爆破方案的选择和爆破参数设计，根据本工程特点，山体特点、地质条件、环境情况、工程技术要求和加快工程进度的需要，特别考虑本工程周围环境复杂情况，分别对路基边坡、隧道洞口和洞内爆破方案做如下选择：（一）路基边坡、隧道明洞爆破方案的选择爆区以中深孔松动控制爆破和浅孔松动控制爆破相结合，特别以本工程周围环境复杂情况互有侧重，最终边坡必要时采用预裂爆破，结合浅孔松动爆破、人工、机械修整最终边坡。采用非电导爆管一次性点火微差起爆方法。K3+975~K4+040路基爆区：爆区环境复杂程度一般，爆破工程量约3.4万m3，方量较大，以中深孔松动控制爆破为主，浅孔松动控制爆破为辅。K5+160~K5+220路基爆区：爆区周围环境情况较复杂，爆破工程量约1.3万m3，爆破方量较少。以浅孔松动控制爆破为主，中深孔松动控制爆破为辅。4隧道进口（桩号K4+520）明洞爆区：为本工程采用单向掘进口，其爆破周围环境比较隧道出口（桩号K4+705）相对简单，且有工作面和车辆运输道路和场地，故选择为单向掘进口。洞口岩质较软，大部分可用挖掘开挖，爆破方量不大，以浅孔松动控制爆破为主，中深孔松动控制爆破为辅。隧道暗洞（洞内）开挖爆区：因是连体洞，先在中部采用小导洞开挖法，浇筑混凝土墙后，再对两洞体进行开挖。洞内根据围岩类别来确定开挖方法，Ⅲ类围岩采用正台阶法施工，Ⅳ类、Ⅴ类围岩采用全断面开挖。主体采用浅孔爆破方法，周边采用光面爆破方法。四、路基爆破参数选择A、中深孔松动控制爆破参数选择与装药量计算（一）爆破台阶要素本工程中深孔拟采用倾斜深孔台阶爆破，其台阶要素见下图。HWW1hLabL1θ倾斜深孔爆破台阶要素图5H为台阶高度；W1为前排钻孔的底盘抵抗线；h为超钻深度；L为钻孔深度；L1为堵塞长度；θ为台阶坡面角；b为排距；a为孔距；W为最小抵抗线。（二）、爆破参数选择1、台阶高度H的定根据山体条件及挖装设备状况，已确定取H=10-20m。2、钻孔直径D的确定钻孔直径的大小，主要取决于钻孔机械，台阶高度，岩石性质，本工程钻机拟采用简易潜孔钻机，钻头直径d=90mm。3、钻孔形式采用倾斜孔，倾角Φ：为75°-90°。4、超钻深度h和钻孔深度L的确定超钻深度h：超钻是为了克服底板阻力，使爆破后不留岩坎，本工程超钻深度按1米计算；钻孔深度L：钻孔深度按L=（H+h）/sinα，计算L=11~21.7m（H=10~20m）。5、底盘抵抗线w1计算底盘抵抗线（W1）W1＝（30－40）D＝2.7-3.6m，式中：W1－底盘抵抗线（m）D－钻孔直径（mm）6、炮孔间距a的确定a=mW1=(１-２)×3=3-6m取a=3.5-4.5m计算参数。式中：a－孔距(m)W1－底盘抵抗线(m)m－密集系数(m)，对于一般条件下的爆破，取m=0.7-1.4，通常m≧1；对于宽孔爆破，m=2.0-5.0。67、排距b的确定按b=0.866a公式计算，优化后取：前排：b=0.866=2.8~3.2m后排：b=0.866a=3~3.5m8、炸药的单耗（k）本矿区主要为中硬-硬岩，则选：k=0.30-0.40kg/m39、单孔装药量（q）本设计认为单孔装药量是由炮孔直径、炸药密度、孔内含水条件等因素决定的。计算值往往与实际数据有一定相差，按规定此参数应通过试验来选取。建议采用现场试爆或在生产实践中不断摸索，使各项参数逐步接近和优化，以达到良好的爆破效果。（1）单排孔爆破或多排孔爆破的第一排孔的每孔装药量暂按下式计算后，以后在生产实践中不断摸索，对单孔装药量还要再优化q=k×a×W1×H＝0.37×4×3×（10-20）=45-89kg，式中：k－炸药单耗kg/m3a－孔距（m）W1－底盘抵抗线（m）H－台阶高度（m）（2）多排孔爆破时，从第二排孔起，以后各排孔的每孔装药量按下式计算：q=η×k×a×b×H＝(1.1-1.2)×0.37×4.5×3×20=49-106kg。式中：η－考虑受前排各排孔的矿岩阻力作用的增加系数，一般取1.1-1.2b－排距（m）其余符号同上式。10、装药结构、堵塞及堵塞长度（l）（1）装药结构：采用人工装药、连续装药结构。7（2）堵塞及堵塞长度：本设计优先选取填塞长度（l）：l＝3-5m填塞长度受填塞料质量的影响，当填塞物料是均匀颗料的岩粉时，填塞长度按上式计算的数值可获得比较理想的爆破效果。堵塞本设计建议采用钻孔的岩屑，禁止使用石块和易燃材料，在有水炮孔堵塞时，还应防止堵塞料悬空；且施工中要确保填塞长度。11、布孔方式采用三角形布孔方式。12、中深孔爆破参数选取一览表中深孔爆破参数选取一览表项目参数值单位备注台阶高度10-20米可根据实际情况调孔径90毫米钻孔倾角75-90度最小抵抗线3-4.5米可根据实际情况调孔距3.5~4.5米可根据实际情况微调排距3~3.5米可根据实际情况微调孔深和超深10-20，1米可根据实际情况及倾角情况调整堵塞长度3-5米可根据实际情况微调炸药单耗0.30-0.40公斤/立方米可根据实际情况微调单孔药量45-100公斤按孔深调整一次起爆药量＜3吨B、浅孔松动爆破参数选取与装药量计算（一）、台阶高度H的确定H=1-5m。施工时根据山体条件及钻孔设备状况，灵活确定。（二）、钻孔直径DD=38-40mm。（三）、钻孔形式采用倾斜孔，倾角Φ：为75°-90°。（四）、超钻深度h和钻孔深度L的确定8钻孔超深h：h=(0.15-0.3)W(m)钻孔深度L：L=（H+h）/sinα（m）。（五）、最小抵抗线w计算w＝（0.4-0.8）H(m)（六）、炮孔间距a的确定a=（1.1-1.2）W(m)（七）、排距b的确定b=W(m)（八）、炸药的单耗（k）取k=0.3-0.40（kg/m3）（九）、单孔装药量（q）q＝kaWH(kg)（十）、装药结构、堵塞及堵塞长度（l）1、装药结构：采用人工装药、连续装药结构。2、堵塞及堵塞长度：l＝0.4-0.6L(m)（十一）、布孔方式采用三角形布孔方式。优化后浅孔松动爆破参数选取一览表项目参数值孔深（m）12345孔径（mm）38-4038-4038-4038-4038-40钻孔倾角（°）75-9075-9075-9075-9075-90最小抵抗线（m）0.6-0.80.9-1.11.3-1.51.5-22.2-2.8孔距（m）0.7-0.91-1.21.5-1.61.8-2.22.5-3排距（m）0.6-0.80.9-1.11.3-1.51.5-22.2-2.8堵塞长度（m）0.7-0.81.2-1.31.4-1.51.6-1.82-2.5炸药单耗（kg/m3）0.3-0.40.3-0.40.3-0.40.3-0.40.3-0.4单孔药量（kg）0.2-0.30.5-0.61-1.21.6-1.82.2-2.5最大段药量（kg）＜20＜20＜20＜20＜20一次起爆药量（kg）＜200＜200＜200＜200＜200C、预裂爆破参数选取与装药量计算9以本爆区岩石实际情况，爆破参数做如下选取：1、炮孔直径（D）：D＝90mm2、孔距（a）:a=(8-12)D=0.72-1.08m，取0.7-1.1m,以a=1计算参数，岩石坚硬完整取大值，岩石软松散取小值。3、缓冲孔（既松动爆破与预裂爆破的邻近孔）间距（b）:b=1.5-2m4、炸药单耗(q):q=0.25-0.50kg/m35、线装药密度（QL）:QL=qa2=(0.25-0.50)×12=0.25-0.50kg/m6、不偶合系数（C）：C＝D／d=90/32=2.81(d—2#岩石炸药直径，取值32mm)7、装药结构：采用底部加强药量后再均布。为保证底部充分炸开，深孔炮孔底部约１米，加装药量，其药量为上部装药的２倍。孔口留约１米长，用炮泥或干砂封固。在炮泥下加一木塞或硬纸壳垫。堵塞不要求捣实，要封到孔口。五、隧道开挖方法及爆破参数的选取（一）小导坑开挖因是连体洞，先在中部采用小导洞开挖，开挖完成后浇筑混凝土墙，强度达到要求后，再对两隧道进行开挖。小导洞断面高×宽=4m×5m左右，开挖每次循环进尺控制在2.5m-3m左右。1、爆破参数设计①掏槽方式采用直线掏槽②炮孔间距10a×b=(0.4m-0.5m)×(0.4m-0.5m),岩石硬时取小值，岩石软时取大值。③孔深掏槽眼为3.2m，辅助眼和周边眼为3.2m。（二）Ⅲ类围岩采用正台阶法施工也就是半断面微台阶爆破开挖方法，洞身拱部约超前3-5m，以满足新奥法施工工作台的需要，后拱与洞身的下半部可同时爆破开挖，在洞身开挖的正面，始终保持一个3-5m的微台阶，洞身开挖后，立即进行喷锚支护作为临时支护。设计总思路是拱部采用光面爆破，边墙采用预裂爆破，核心是采用控制爆破，掏槽采用抛掷爆破的综合控制爆破技术。以尽可能减轻对围岩的扰动，维护围岩自身的稳定性，达到良好的轮廓成形。在围岩过于软弱、岩体极风化、破碎、松散的情况下，可采用拱部先打通（先爆破开挖拱部，并予以支护），后进行下断面的开挖与支护。七、起爆方法选择和起爆网路设计（一）、微差爆破间隔时间的确定确定合理的微差爆破间隔时间，对改善爆破效果与降低地震效应具有重要作用。在确定间隔时间时主要要考虑岩石性质、布孔参数、岩体破碎和运动的特征等因素。微差间隔时间过长则可能造成先爆孔破坏后爆孔的起爆网路，过短则后爆孔可能因先爆孔