最新新建厦门北动车运用所工程和迁建既有厦门客车整备所工程XDZQSG标段新刘塘一号隧道综合爆破施工专项方案Word下载.docx
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1.2.1地层岩性
本隧址区内出露的地层主要有:
第四系全新统坡洪积层(Q4dl+el)粉质黏土,厚度0~8m;
中砂,厚0~6m;
碎石土,厚2~8m局部大于10m;
破残积层(Q4dl+el),厚度0~4m;
下伏基岩为燕山早期花岗岩γ52(3)c,全风化带厚1~20m,强风化带厚0.5~4m,构造节理不发育。
地下水较发育,主要为第四系松散堆积层孔隙水和岩裂隙水,最大涌水量1500m3/d。
地下水对混凝土结构具侵蚀性CO2的侵蚀,环境作业等级为H1。
未见不良地质及特殊岩土。
1.2.2地质构造
根据区测构造体系图,隧道所在位于“东平同安厦门新华系断裂带”的末端,但测绘中未见明显的断裂构造迹象,构造节理不发育,间距也多大于1.5m。
1.2.3不良地质
隧道区段未见不良地质和特殊岩土。
1.2.4水文地质
地表水
测区地表水较发育,地表沟渠纵横,接收大气降雨及上游水补给。
地下水
测区地下水主要为孔隙水及基岩裂隙水。
第四系松散堆积层中的地下水较发育,其类型为孔隙潜水,水量不大,在进出口的低洼处埋藏较浅,仅1-3m,花岗岩风化层中基岩裂隙水较发育。
地下水主要受大气补给。
根据福厦铁路施工揭示:
部分地段岩体中节理裂隙较发育,延伸较远,有利于地下水的运移,基岩裂隙水较发育,局部地下水呈线性状、股状流出。
根据在福厦铁路同一山体的隧道洞身勘探孔中取水2005-福水-87、2005-福水-88、2003-福水-200三组做水质简分析,其水质类型为HCO3-、CI─-Na+、HCO3-─Ca2+类型水,按《铁路混凝土结构耐久性设计规范》(TB1005-2010)判定:
在环境作用类别为化学侵蚀环境、盐环境时水中SO42-、Mg2+、侵蚀性CO2、CI-对混凝土结构无侵蚀,盐类结晶环境作业等级为无侵蚀;
对混凝土结构酸性侵蚀等级为H1。
1.3围岩类型
隧道围岩统计表
序号
隧道名称
进口里程
出口里程
隧道长度(m)
围岩级别
Ⅱ级
Ⅲ级
Ⅳ级
Ⅴ级
1
X2DK0+900
X2DK1+800
900
180
120
380
220
新刘塘一号隧道围岩及衬砌类型统计
里程段落
长度(m)
衬砌类型
起始里程
终止里程
Ⅴ
X2DK0+915
15
明洞
2
X2DK0+945
30
Ⅴb
3
X2DK1+000
55
Ⅴa
4
Ⅳ
X2DK1+160
160
Ⅳa
5
Ⅲ
X2DK1+180
20
Ⅲb
6
Ⅱ
X2DK1+360
Ⅱb
7
X2DK1+400
40
8
X2DK1+415
9
X2DK1+550
135
Ⅳb
10
X2DK1+560
11
X2DK1+620
60
12
X2DK1+680
13
X2DK1+720
14
X2DK1+750
50
1.4总体工程简况
工程名称:
新建厦门北动车运用所工程和迁建既有厦门客车整备所工程XDZQSG标段新刘塘一号隧道爆破工程
工程地点:
集美区后溪镇岩内村(厦门北站)、同安区新民镇禾山村
爆破工程性质:
隧道石方爆破,上跨段X2DK0+480位置属于A级,其余地方属于C级。
工程基本情况:
本工程共有新建单线隧道2座,总长1970m。
其中新刘塘一号隧道位于走行2线(起点端位于既有线东侧),进口里程X2DK0+900,出口里程X2DK1+800。
进口端与高速公路的“大帽山隧道”并行,于X2DK1+479~+490上跨福厦铁路既有刘塘双线隧道,相交处福厦铁路刘塘隧道里程DK240+840,交角31°
26′13″,新建刘塘一号隧道底板距既有刘塘隧道拱顶最小净距6.3m,影响范围135米。
表1各爆破区域坐标
坐标点
坐标轴
爆区
X
1010924.2194
101925.2234
101078.2561
101077.2815
一号隧道
Y
868807.0696
868810.2270
868590.6271
868593.7880
1.4.1周围环境情况及安全要求
(1)爆破区及周围环境情况和安全距离
新刘塘一号隧道进口位于集美后溪镇岩内村,出口位于同安新民镇禾山村。
一号隧道进口前方为高压线铁塔、厦门北牵引变电所,距离洞口60m、75m,进洞洞口左边为G15高速路泉厦段,距离进洞洞口40m;
一号隧道上跨福厦铁路既有刘塘双线隧道,上跨处距离进洞洞口580m,新建隧道底板距刘塘隧道拱顶最小净距6.3m。
图1为隧道平面位置示意图、立面位置示意图。
新建隧道周围的这些建筑物和设施到爆区边界的最短距离见表3。
图1新刘塘一号隧道上跨既有刘塘隧道位置示意图
表3新建隧道爆破区周围环境情况表
爆区安全距离
方位
爆区与建筑物、居民区、交通要道、风景区名称
距离(m)
爆破位置
东
山体
/
一号隧道进口
西
220KV厦西线34号铁塔
40(洞内)+60(洞外)
厦门北牵引变电所
40(洞内)+75(洞外)
南
G15高速路泉厦段
40(洞内)+40(洞外)
北
空地
上空
无
地下
下面
福厦铁路既有刘塘隧道
6.3
池塘(待拆)、G15高速路
20、400
一号隧道出口
山体树林
福厦动车铁路
230
梧叶10KV高压线(待拆)
23
石油、天然气管道、光缆(待拆)
1.4.2保护对象的性质、结构、新旧情况:
本工程周边环境复杂,爆破振动所需重点保护的对象是刘塘既有隧道、燃气及石油管道、厦门北牵引变电所、高压线及其铁搭等建筑物和设施。
表4被保护建筑物和设施结构情况
保护对象
保护对象情况
无筋扩展基础,抗震达6级
110KV梧英线31号铁塔
浅基、钢构,抗震达4级
中海油福建LNG燃气管道
钢管结构,抗震达5级
中石油石油管道
福厦动车铁路隧道及铁路附属设施
钢筋砼结构,抗震达6级
钢筋砼结构,抗震达7级
1.4.3对爆破飞石、振动、冲击波、噪声等安全要求:
主要控制爆破振动及飞石对既有隧道、燃气和石油管道、厦门北牵引变电所、高压线等建筑设施的影响。
1.5施工要求及技术保证条件
1.5.1工程本身需要及周边环境对爆破施工要求
本工程以控制爆破振动及飞石为主,因此采用多钻孔、少装药、多段毫秒延时起爆、钻减振孔、搭设防护棚、重型覆盖炮孔等技术措施,达到降低爆破振动、避免爆破飞石危害的目的。
1.5.2需采取技术措施和保证条件
隧道明洞及暗挖岩石爆破以控制爆破振动为主,因此采用多段毫秒延时起爆、单孔单响、小规模(总装药量小)爆破、钻减振孔等技术措施。
洞口岩石爆破以严格控制爆破飞石为主,因此采用浅孔松动爆破、多段毫秒延时起爆、严密堵塞炮孔、重型压盖炮孔、搭设防飞石的防护棚进行封闭等技术措施。
1.6爆破量、爆破器材用量及运输线路
爆破
工程量
明洞场平:
2000m3
暗挖隧道:
48600m3
工期
2015.2.1~2016.3.31
爆破器材额定用量
炸药单耗
(㎏/m3)
场平:
0.4
隧道:
1.2
雷管单耗
(发/m3)
0.6
1.5
是否符合额定消耗量
爆破器材设计用量
炸药
(㎏)
66000
雷管(发)
导爆索(m)
71200
60000
符合
爆破器材运输路线
从集美区新益安炸药仓库(后溪白虎岩山)出发,途经后溪大道(G324)、孙坂北路(X403)、珩圣路、天水路、集美北大道、北站抵达工地(地点:
岩内村,新刘塘1、2号隧道进口);
后溪大道、凤南路(G324)、县道(X423)、禾山村抵达工地(地点:
禾山村,新刘塘1、2号隧道出口),清退时原路返回。
3.爆破施工组织
3.1施工准备
3.1.1施工前期组织:
协调周边相关单位,将爆破方案报相关部门审批,对人员和机械设备进场进行技术交底。
3.1.2爆破前应在周边张贴爆破安全告示:
见《爆破警戒方案》。
3.1.3对保护对象的防护和普查
本工程重点保护对象是爆区周围福厦动车铁路、燃气及石油管线、既有动车隧道、厦门北牵引变电所、高压线及其铁搭等建筑物和设施,爆破前应进行普查,是否有需要特殊保护的对象。
3.2施工进度计划
3.2.1主要工程量:
隧道明洞1000m3,暗挖隧道48600m3。
3.2.2合同(计划)工期施工进度计划主要配合开挖支护进度,预计工期14个月。
3.3材料与设备计划
主要施工机具及材料如表6。
表6主要施工机具及材料表
名称
单位
数量
型号
洞口防护棚架
座
30m×
12m×
13m
编织袋(土袋)
个
500
胶管帘
片
300
2.5×
竹片
m2
1.2×
1.0
安全网、渔网
400
起爆器
台
MFB-200
雷管
发
111600
非电毫秒延时
乳化炸药
㎏
40000
2#岩石
导爆索
m
普通
空压机
20m3/min
2.6m3/min
凿岩机
YT-18、YT-24
爆破器材专用车
辆
0.9吨专用车
拦路牌
若干
小红旗、红袖圈
4.爆破技术设计及施工工艺
4.1工程要求
爆破施工区域见图3。
计划2015年2月1日进场爆破施工,全部完成爆破任务并通过验收的工期约14个月。
工程质量要求:
爆破后的石块度能满足反铲、汽车装卸施工要求。
图3新刘塘隧道施工平面图
4.2施工组织方案
4.2.1项目组织机构
选派具有丰富管理和施工经验的人员,为安全、优质、按期完成提供组织保证。
4.2.2施工总体部署
4.2.2.1工程施工特点
(1)施工区地质主要为强风化至中风化花岗岩,针对不同的地质需采用不同的爆破参数。
(2)施工区周围环境复杂,需防止爆破振动、飞石、冲击波等有害效应的影响。
4.3爆破设计原则
4.3.1明洞爆破设计的原则
采用中深孔和小孔相结合的毫秒延时等技术的爆破方法,具体如下。
(1)采用松动爆破,炸药单耗不大于0.40Kg/m3。
(2)爆破深度大于等于5m的岩层,可采用中深孔爆破,孔径100mm,孔深5m~12m;
未达到设计标高的采用小孔爆破法进行补爆。
(3)爆破深度小于5m的岩层,以及孤石和大块,需采用小孔爆破,孔径38mm~42mm。
(4)孔间或排间采用毫秒延时雷管进行延时爆破,提高爆破效果,降低爆破振速。
(5)洞口爆破需封闭式施工,杜绝飞石危害。
(6)用黄黏土密实堵塞炮孔,并留有足够的堵塞长度,用沙袋、竹片、安全网等材料覆盖炮孔,防止冲炮和飞石。
4.3.2暗挖隧道爆破设计原则
(1)依据围岩类别及周围建筑物和设施情况,合理选择全断面法、台阶法等方法进行开挖,确保施工安全和周围建筑物和设施的安全。
(2)在围岩差、上跨既有隧道时,采用短进尺、台阶法、单孔单响、掏槽孔等各类炮孔分次爆破等小段药量、小总装药量的爆破;
爆破前强支护,爆破后及时衬砌。
(3)周边孔采用光面爆破法。
(4)设置减振沟、减振孔,确保燃气管道、石油管道、既有隧道的安全。
(5)洞口挂1~2道的防止空气冲击波和气浪危害的阻隔帘。
(6)爆破后需通风,防止炮烟中毒。
4.4施工方法、工艺流程、符号意义
4.4.1主要采取的爆破方式方法
明洞采用浅孔和中深孔相结合的爆破方法,隧道采用浅孔爆破方法,配合机械清运石渣。
4.4.2选用爆破器材
(1)炸药选择
选用防水的乳化炸药。
(2)雷管选择
1~20段非电导爆管毫秒延期雷管、毫秒延时高精度数码电子雷管。
(3)导爆索选择
普通工业导爆索。
(4)起爆器
电容式电火花起爆器、数码雷管专用起爆器。
4.4.3工艺流程
根据本工程的特点和设备等情况,明洞采用浅孔和中深孔爆破,隧道采用浅孔爆破,施工流程见图4。
掌子面清理,准确画出开挖轮廓线及炮眼位置
←
解除警戒
↓
↑
钻孔台车就位
爆破工进洞检
查爆破效果
钻炮眼孔、检查炮孔并记录
通风、排烟
炮孔吹洗干净
起爆爆破工进洞检查效果、排除盲炮
装药警戒
→
装药、联线
清场、警戒
图4爆破施工流程图
4.4.4计算公式或表格中的符号意义
针对不同爆破类别,所设计的炮孔间距等爆破参数在下面各节中分别详细说明,其中所涉及到的各符号意义如下:
d—炮孔直径,a—炮孔间距,b—炮孔排距,h—台阶高度(开挖深度)、每循环进尺,H—炮孔深度,q—炸药单耗,W—最小抵抗线,Q单—单孔装药量,Q总—总装药量,Qmax—最大段药量,Ld—炮孔堵塞长度,N孔—同类炮孔的总数,n雷—雷管段别号。
4.5明洞爆破参数设计
一号隧道进口为V级围岩,明洞开挖不需爆破施工。
一号隧道出口存在明洞开挖,并存在岩石需爆破施工。
明洞宜采用浅孔爆破和中深孔爆破相结合,浅岩层、大孤石和大块石(多自由面岩体)采用浅孔爆破,超过5m厚度的岩层采用中深孔爆破;
对于体积较小的多自由面岩体尽量采用机械、人工二次解体,少用爆破法。
明洞爆破参数设计如下。
4.5.1爆破孔网参数
(1)炮孔布置及钻孔
炮孔直径d=38~42mm,采用梅花形布孔(见图5),为竖直炮孔。
中深孔采用潜孔钻机、小孔采用手持式钻机,均要求钻至设计深度,竖直炮孔。
图5梅花形布孔示意图
(2)炮孔深度
根据现场岩石的实际情况确定炮孔深度,对于孤石或需二次爆破解体的大块岩石,炮孔深度是其厚度的2/3~4/5;
对于明洞,浅孔炮孔深度比台阶深(炮孔超深)0.3~0.5m,中深孔炮孔深度比台阶深1.0m。
(3)炮孔孔距、排距
在明洞爆破中,为了减少大块提高爆破效果,采用a/b=m>
1的孔网参数设计,a、b分别是孔距、排距,取a=(1.5~2.0)b,b=W,W为炮孔最小抵抗线。
4.5.2炸药单耗选择
根据当地地质情况和经验,孤石、大块石爆破的炸药单耗为q1=0.15~0.20kg/m3;
明洞爆破炸药单耗为q2=0.35~0.40kg/m3。
但遇有特殊地质构造等条件变化应按实际情况调整爆破参数,实际采用的单耗值需经试爆后进行最后确定。
4.5.3单孔装药量计算公式
(1)孤石或大块岩石
孤石或大块岩石尽量采用机械、人工方法等非炸药爆破法破碎。
需爆破时,认真布孔、炸药、堵塞、覆盖等,避免爆破飞石。
孔深H=(2/3~4/5)h,h—钻孔方向岩石的厚度,若钻孔方向为临空面,取最小值;
若钻孔方向的岩面与地面紧密结合取最大值;
最小抵抗线w=δ/2,δ—大块岩石最小边的厚度,钻孔方向与δ方向垂直;
炸药单耗q1=(0.15~0.20)kg/m3;
则每孔药量Q:
A、当大块的近似球体或正方体时,Q=q1V;
B、当大块的钻孔长度H/w<2时,Q=q1w3;
C、当大块的钻孔长度H/w>2时,Q=(1/2~1/3)q1w2H;
分段装药。
(2)明洞基岩爆破
明洞基岩爆破单孔装药量计算公式为:
Q=q2×
a×
b×
h,其中h为台阶高度。
(3)孔网参数及装药量计算表
依据上面设计要求,所确定的爆破参数和装药量分别见表7~表9。
表7明洞基岩浅孔爆破孔网参数及每孔装药量
h
(m)
H
a
b
LY
LD
Q单
(Kg)
q2
(Kg/m3)
装药
结构
0.8
0.1
1.1
0.13
0.40
连续
2.0
2.2
1.6
0.97
0.38
3.0
3.3
2.1
2.10
0.35
4.0
4.4
1.7
2.8
1.3
2.82
5.0
5.5
1.8
3.7
3.78
表8明洞基岩中深孔爆破炮孔参数表
6.0
4.5
2.91
3.09
24.0
0.36
3.64
3.36
30.0
0.37
7.0
4.61
3.39
38.0
8.0
6.07
2.93
50.0
0.38
9.0
7.04
2.96
58.0
0.39
10.0
7.76
3.24
64.0
表7、表8中LY炮孔为装药长度。
4.5.5装药、堵塞和起爆破网路设计
(1)装药结构
根据本工程需严格降低爆破振动、减少爆破飞石等技术要求,爆破施工中采用连续装药结构和分层装药结构。
(2)装药长度:
详见表7~表8。
(3)最小堵塞长度及堵塞方式:
详见表7~表8,当炮孔内有水用砂子,无水时用稍湿含细砂黄粘土,堵塞需分层捣固密实,但应注意保护导爆管。
(4)起爆方式
1)炮孔起爆方式
采用孔底起爆方式、分层装药延时起爆方式均能有效降低爆破振速,如图6,图中:
F—连续装药的孔底起爆方式;
G—分层装药的分层延时起爆方式,n段、n+1段雷管分别表示上、下层炸药先后起爆顺序。
图6炮孔起爆示意图
2)非电导爆管雷管网路连接及起爆方式
采用1~20段非电导爆管毫秒延期雷管,实行孔间或排间毫秒延期爆破,段间隔时间不小于25ms;
起爆顺序为,由外(靠临空面)向里或中间逐孔或逐排进行起爆。
一次起爆炮孔数根据所允许起爆的最大段药量而确定。
入孔雷管和起爆雷管均为非电导爆管雷管。
没分层的炮孔,每个炮孔内装1发导爆管雷管,分层的炮孔,每个药包(每层)内装1发导爆管雷管,整个起爆网路采用簇联(“大把抓”)方式联接。
每簇(“一把”)中捆扎的导爆管在20根以内,反向起爆导爆管,起爆雷管距离导爆管捆扎端端头15cm以上,导爆管应均匀分布在起爆雷管四周,用细麻绳和胶布牢实捆扎雷管和导爆管,细麻绳2层、胶布6~8层,尤其是雷管聚能穴端应加强捆扎,捆扎宽度不小于雷管长度。
采用非电雷管起爆非电爆破网路,用电火花起爆器引爆非电起爆雷管,见图7。
爆破网路联接、检测完成后,并按设计安全距离和安全要求警戒,确认所有人员都在危险区以外,并在通往或临近爆区的道路已临时阻断后,发出起爆信号后,才能起爆。
图7起
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