1、公路隧道洞身爆破作業安全設計 齊建鋒前言依據中華人民共和國安全生產法、建設工程安全生產管理條件和公路工程施工安全技術規程（JTJ076-95）、公路隧道施工技術規程（JTJ042-94），對某隧道洞身掘進，爆破作業安全進行施工組織設計。施工作業嚴格按照施組設計要求操作，將安全隱患消滅在萌芽狀態，確保施工無安全事故發生。1、 工程概況：為雙向兩車道，建筑限界標準為11.45m，凈高5.0m。隧址穿越地質特征為：洞口上方及仰坡為強風化含角礫凝灰巖，強中等風化，主要呈碎石狀壓碎狀鑲嵌結構；洞口下放為中等風化含角礫凝灰巖，裂縫發育較發育呈大塊狀砌體結構；洞身穿越微風化含角礫凝灰巖，埋深20-112米，

2、巖石堅硬，裂縫較發育，巖體完整性較好，呈大塊狀砌體結構塊碎狀鑲嵌結構。2、 隧道鉆破設計2.1 鉆破設計因素地質條件，隧道穿越主要為微風化含角礫凝灰巖，飽和單軸抗壓極限強度Rb60Mpa，屬硬質巖開挖斷面：78m2 開挖方法：全斷面光滑爆破掘進循環進尺:3米鉆眼機具:YT28風動鑿巖機18臺爆破材料：毫秒導爆管微差爆破，選2號巖石乳化炸藥，周邊眼采用塑料導爆索空氣間隔爆破.2.2炮眼布置按照全斷面光面爆破設計和理論要求，依據圍巖類別、節理發育情況，布置炮眼。周邊眼和輔助眼的確定 周邊眼間距E的確定，依據炮眼直徑38及圍巖類別和斷面大小，取E/V=0.8計算最小抵抗線V值，V=0.625，為了取

3、得良好的爆破效果，確保開挖面平滑，取V值為0.6m。一般輔助眼抵抗線V約為炮眼間距的6080%,則輔助眼間距取80cm。見圖1。 為了滿足機械鉆眼需要和減少超久挖，周邊眼設計位置考慮0.030.04的處插斜率，本設計控制在5 cm左右。掏槽眼 根據多年的施工經驗，硬巖隧道爆破施工中，為了改善爆破效果，加快掘進速度，減少炮眼布置數量，在傳統的楔形掏槽技術基礎上，采用大面積深孔楔形掏槽技術，可提高炮眼利用率，達到優良標準的光爆效果。 采用三級楔形掏槽技術，炮眼布置及具體參數見圖2和表1。.光面爆破裝藥結構型式 根據現場條件和施工習慣，周邊眼采用塑料導爆管空氣間隔裝藥，如圖3所示。2.3爆破參數驗算

4、 炮眼直徑確定 根據選用的炸藥規格直徑32和鑿巖機設備的性能，確定炮眼直徑為38cm。 炮眼深度計算 按v類圍巖的掘進進度和出碴能力，計劃每循環進尺2.8米，計算鉆眼深度為L=l/=2.8/0.9=3.1(m)式中： L-炮眼深度，m； l-每掘進循環的計劃進尺,m；故，掏槽眼及底眼深度為3.2m； 炮眼數量計算及復核 N=(qs)/(r)=（1.4×78）/(0.7×0.78)=200(個)式中： N-炮眼數量； -炮眼利用系數，取0.9；裝 藥 參 數表1炮眼名稱眼深（m)炮眼數（個）非電段數每孔裝藥量（kg)藥量（kg)裝藥系數裝藥集中度q(kg/m)周邊眼3.148

5、151.0 46.4 0.40.31 輔助眼3.126131.5 37.7 0.60.47 崩落眼13.118111.7 30.5 0.70.55 崩落眼23.1591.7 8.5 0.70.55 掏槽眼12.831612.0 31.8 0.90.70 掏槽眼23.771832.6 47.6 0.90.70 掏槽眼33.421052.4 24.0 0.90.70 擴槽眼3.21872.0 16.0 0.80.62 二臺眼3.116131.7 27.1 0.70.55 底眼3.216152.2 35.9 0.90.70 合計574.52181306 0.7 0.53 q-單位炸藥消耗量隧規確定硬

6、巖隧道全斷面開挖，眼深33.5米的深眼爆破時，單位體積巖石的炸藥消耗量取0.92.0kg/m3；經過初爆和幾次試爆，本工程取1.4kg/m3； s-開挖斷面積； -裝藥系數，即裝藥長度與炮眼全長的比值； r-每米藥卷的質量，kg/m； 經計算本工程按常規需要布置200個炮眼，在不降低單位巖石的炸藥消耗量的基礎上，采用大面積深孔楔形掏槽技術，可減少炮眼布置數量，實際施工布置181個炮眼，能夠滿足光面爆破要求。 裝藥量的計算及分配 Q=qw=1.4×2.8×78=306kg式中:Q-一個爆破循環的總用藥量； w-一個循環進尺爆破的巖石總體積；按裝藥系數確定計算分配裝藥量，采用=

7、0.7，各種炮眼的裝藥系數為：掏槽眼為0.9，輔助眼為0.6，崩落眼為0.7,底眼為0.9，周邊眼為0.4。具體裝藥量見表1。3 爆破安全技術設計3.1爆破安全距離 爆破安全距離是指起爆裝藥時人員或其他保護對象與爆炸源之間必須保持的最小距離。確定爆破安全距離的目的是為了限制爆破有害效應對周圍環境的影響，確保人員和建(構)筑物及其他保護對象的安全。 爆破地震安全距離 爆破地震波的作用有可能引起地面或地下建筑物、構筑物的破裂、倒塌，或導致路塹邊；滑坡、隧道冒頂片幫等災害的發生。目前國內外多采用爆破地震波垂直振動速度作為衡量爆破地震的破壞強度判別標準。安全振動速度是被保護物受到爆破振動作用而不產生任

8、何破壞(抹灰掉落、開裂等)的質點垂直振動速度峰值。通常，安全振動速度應以被保護物的臨界破壞速度除以一定的安全系數來求算。爆破安全規程對主要類型的建(構)筑物地面質點的安全振動速度作出了相應規定。交通隧洞為15cm/s。 爆破地震安全距離按下式計算： R=(K/)1/aQm式中 R爆破地震安全距離，m； Q炸藥量，kg，齊發爆破取總炸藥量，延期爆破取藥量最大一段的炸藥量； 安全振動速度，cm/s； m藥量指數，集中藥包取1/3； K、a與爆破點地形、地質等條件有關的系數和衰減指數，K取200，a取1.7； 根據爆破參數計算確定的毫秒延期段中最大藥量計算，R=20米。 爆破沖擊波安全距離爆破安全規

9、程規定：露田裸露爆破時，一次爆破的炸藥量不得大于20kg，并應按下式確定空氣沖擊波對在掩體內避炮作業人員的安全距離： Rk=25(Q)1/3式中 Rk空氣沖擊波對掩體內人員的安全距離，m； Q-一次爆破的炸藥量，kg。秒延期爆破時Q按各延期段中最大藥量計算，毫秒延期爆破時，Q按一次爆破的總炸藥量計算。 經計算Rk=110米，但空氣沖擊波沿隧道傳播時，比沿地面半無限空間的傳播衰減要慢，故要求的安全距離也更大，為了預防空氣沖擊波的破壞作用，可采取以下措施： a避免使用裸露藥包爆破； b保證堵塞長度和堵塞質量，避免出現沖炮； c在隧道中進行大規模爆破時，可用砂袋、木材等堆砌成阻波墻或阻波堤，以削弱空

10、氣沖擊波的強度； d隧道爆破作業，施工人員撤出隧道外。、爆破飛石安全距離 爆破飛石系指爆破時被爆物體中脫離主爆堆而飛散較遠的個別碎塊。爆破飛石的飛行方向和飛行距離難以準確計算，會給爆區附近的人員、建筑物及設備造成嚴重威脅，特別是露天大爆破和二次破碎爆破造成的飛石事故更多，因此應加以嚴格控制和防范。爆破飛石產生的原因主要有以下幾個方面： a爆破產生的多余爆生氣體能量作用于個別碎石上，使其獲得較大的動能而飛散； b被爆介質不均勻，如有軟弱面、混凝土澆筑結合面、石砌體砂漿結合面或地質構造面時，會在這些軟弱部位產生飛石； c爆破作用指數或炸藥的單位耗藥量取得過大，最小抵抗線由于設計或施工的誤差導致其實

11、際值變小或方向改變等，也會產生飛石。 d堵塞長度小于最小抵抗線，或堵塞質量不好，堵塞物沿堵塞通道飛出，形成飛石， 爆破產生個別飛石的距離與爆破參數、堵塞質量、地形、地質構造、氣象(風向和風速)等因素有關。爆破時，個別飛散物對人員的安全距離不得小于表200m。3.2.爆破作業安全保證措施洞內爆破作業做到統一指揮信號，信號使用事先取得書面批準的爆炸警告信號。人員撤離到安全距離外，不受有害氣體沖擊。其安全距離為距爆破工作面不少于200m。所有動力及照明電路斷開或改移到距爆破點不小于150m的地點。隧道施工放炮，由取得“安全技術合格證”的爆破工擔任，嚴格防護距離和爆破警戒。放炮后10分鐘才準許人員進入

12、工作面，經找頂清除危石、錨噴支護后方能繼續施工。每日放炮時間及次數根據施工條件明確規定，裝藥離放炮時間不應過久。爆破前爆破人員嚴格檢查爆破網絡，確保一次起爆。遇到下列情況嚴禁裝藥爆破：照明不足；工作面巖石破碎尚未支護；發現可能有高壓水涌出地段。爆破后必須經過通風排煙，且其相距時間不少于15分鐘，并經過以下各項檢查和妥善處理后，其它工作人員才準進入工作面。有無瞎炮及可疑現象，有瞎炮必須由原爆破人員按規定處理；有無殘余炸藥或雷管；頂板兩幫有無松動石塊；支護有無損壞與變形。裝炮時嚴禁火種，嚴禁明火點炮，嚴禁裝藥與打眼同時進行。兩端工作面接近貫通時，加強兩端的聯系與統一指揮。當兩端工作面距離余留八倍循

13、環進尺時，停止一端作業，并將人員機具撤走，在安全距離處設立警告標志。配備可靠的儀器，組織量測人員和資料分析人員，監測并記錄每次爆破的震動情況及空氣增壓情況，調整爆破作業，使震速不超過允許值，并防止開挖失穩。3.3盲炮的預防和處理 盲炮的預防 a.爆破器材要妥善保管，嚴格檢驗，禁止使用技術性能不符合要求的爆破器材。 b不同燃速的導火索應分批使用。 c.提高爆破設計質量。設計內容包括炮孔布置、起爆方式、延期時間、網路敷設、起爆電流、網路檢測等。 d改善爆破操作技術，保證施工質量。火雷管起爆要保證導火索與雷管緊密連接，雷管與藥包不能脫離。e在有水的工作面爆破時，采取可靠的防水措施，避免爆破器材受潮。選用防水炸藥。爆破盲炮處理 a.嚴禁從盲炮中拉出電雷管腳線或導爆管。 b.采取措施消除由于爆破條件變化而出現的不安全因素，在所有人員撤至安全區域后，方可按常規起爆