延延高速公路第lj-5合同段爆破设计施工方案.doc

延延高速公路第LJ-5合同段爆破设计施工方案
目 录
1工程概况 3
1.1 工程概述 3
1.2 地形地质条件 3
1.3 爆区环境 3
1.4 爆破技术要求 3
2 设计依据 3
3 爆破方案 3
3.1爆破方案选择的原则 3
3.2爆破方案确定 3
4路基爆破 3
4.1设计方案 3
4.2 爆破设计 3
4.3起爆网路 3
4.4爆破施工 3
5.桩基爆破 3
5.1主要钻孔设备选择 3
5.2钻孔布置 3
5.3爆破参数设计 3
5.4起爆网路 3
6 隧道爆破设计 3
6.1 隧道开挖设计断面 3
6.2开挖分区 3
6.3爆破设计原则 3
6.4上层开挖爆破设计 3
6.5下层开挖爆破设计 3
7爆破安全校核 3
7.1 爆破振动影响 3
7.2 个别飞石影响 3
7.3 冲击波及有害气体 3
7.4 安全警戒距离 3
8爆破振动监测 3
8.1监测目的 3
8.2测试系统及仪器特性指标 3
8.3 爆破振动监测成果报告 3
9爆破事故的预防 3
10爆破事故应急预案 3
10.1目标及指导思想 3
10.2 预防伤害事故措施 3
10.3 爆破事故应急预案 3
11爆破施工组织 3
11.1爆破作业程序 3
11.2爆破器材选择 3
11.3主要施工机具 3
11.4临时建筑物的布置 3
11.5劳动力计划 3
12爆破施工安全及安全管理 3
12.1爆破振动测试 3
12.2设备安全防护 3
12.3安全警戒及标志 3
12.4起爆信号 3
12.5事故预防措施 3
13 爆破指挥部组织机构 3
13.1 涉爆人员条件 3
13.2 爆破领导人的职责 3
13.3 爆破工程技术人员的职责 3
13.4 爆破器材库主任的职责 3
13.5 爆破段（班）长的职责 3
13.6 爆破员的职责 3
14 爆破作业中可能出现的危险性预测和应急救援预案 3
14.1 爆破作业中可能出现的危险性预测 3
14.2 消防（火灾事故）应急预案 3
14.3爆炸事故应急预案 3
14.4 飞石伤人应急救援预案 3
14.5预案实施 3
15爆破器材购买、运输管理 3
15.1购买 3
15.2 运输 3
15.3 装卸爆破器材的规定 3
15.4 爆破物品管理措施 3

1工程概况
1.1 工程概述
延安至延川高速公路的第LJ-5合同段，起讫桩号为K17+000～K24+500，全长7.5km,主要位于宝塔区冯庄乡、青化砭镇。本合同段主要工程内容有：
（1）路基石方总挖方2.2万m3，石方爆破开挖最大高度为6m，横向最大开挖宽度30m，线路方向最大开挖长度为150m；
(2) 桥梁14座，单幅总长3683m，需爆破施工部位为人工挖孔桩基，其类型有直径1.2m、1.3m、1.4m、2.0m、2.2m，数量分别为20根、40根、74根、10根、18根，共计171根,平均入岩深度2.3m；
(3) 隧道2座，单座分别长985m、952.4m，总长1937.4单延米，全断面开挖面积101m2，上部断面开挖半径为6.33m，下部断面直墙高度2.59 m，开挖宽度为12.66m，石方开挖总量预计为6.3万m3。
根据公司承建类似工程的经验、资源配置及合同要求，各专业工程计划施工工期分别为：路基爆破施工起止时间为2013年6月至2013年11月，总计6个月；桥梁桩基爆破施工起止时间为2013年5月至2013年11月，总计7个月；隧道爆破开挖起止时间为2013年6月至2014年6月，总计13个月。
1.2 地形地质条件
本项目位于陕北黄土高原东部，属暖温带大陆性半干旱气候，昼夜温差大，降雨量相对少，多风砂。但夏秋季温湿多雨，且以暴雨、阵雨为主，历时短，强度大，易发黄土滑坡、泥石流等地质灾害。受黄河—延河水系的侵蚀，地貌以黄土梁峁—沟壑为主，根据地貌成因分类原则，本项目公路沿线地貌可分为河谷区、黄土梁峁区、黄土沟壑区～河谷区。
河谷区：丰富川河谷区，河谷较宽扩，谷底宽度60～300m，呈“U”形，路线通过地段主要为丰富川沟床及河流阶地，该段地层主要为：第四系全新统黄土状土、卵石土；第四系上更新统新黄土，下部为：粉质粘土，卵石土，下伏基岩为强-中风化基岩。
黄土梁峁区：地形起伏大，坡面较陡。该段地层上部为：第四系上更新统新黄土。下部为：中更新统老黄土，夹数层古土壤，第三系粘土，下伏基岩为强-中风化基岩。
黄土沟壑区～河谷区：沟谷段，地形较平缓。该段地层主要为：第四系全新统黄土状土、卵石土；第四系上更新统新黄土，中更新统粉质粘土，下伏基岩为强-中风化基岩。
（1）路基、桥梁：
1）丰富川河谷段底层主要为第四系全新统黄土状土（硬塑）、卵石土中密）；第四系上更新统新黄土（硬塑），下部为：粉质粘土（硬塑），卵石土（密实），下伏基岩为强-中风化基岩。下伏基岩为上三叠统瓦窑组砂岩，青灰色～深灰色，细粒结构，中厚层状构造，节理裂隙较发育，平均饱和抗压强度20～30MPa，属于V级次坚石类型。
2）白石沟段属于黄土沟壑区（II）～河谷区（I）。路线位于沟谷段，地形较平缓，该段地层主要为第四系全新统黄土状土（硬塑），卵石土（中密），第四系上更新统新黄土（硬塑），中更新统粉质粘土（硬塑），下伏基岩为上三叠统瓦窑组砂岩，青灰色～深灰色，细粒结构，中厚层状构造，节理裂隙较发育，平均饱和抗压强度20～30MPa，属于V级次坚石类型。
（2）隧道岩层：
1）上三叠统瓦窑组强～中风化砂岩，呈碎裂结构，岩层受结构面影响较大。稳定性差，易坍塌，侧壁经常出现小坍塌，洞室埋藏较浅，易出现地表下沉甚至坍至地表。
2）Q2老黄土、第三系粘土，VP=650～1250m/s,呈松软结构，部分段围岩为强风化砂岩，岩体呈碎裂状结构。围岩稳定性差，易发生坍塌，处理不当会出现大坍塌。
1.3 爆区环境
1.3.1 路基施工爆区环境
第一处爆破施工路基为K19+034～K19+145，该段石质岩层上覆新老黄土，最大厚度约为30m，施工过程中直接用挖机配合自卸卡车将上部的土体全断面纵向分台阶开挖，最后剩余部分为石质岩层，其顶面距路床开挖深度为0～6.0m，石方开挖总量为1.4万m3。离线路左侧80～100m有光缆经过，离线路左侧120～130m有输油管道在地下经过，离线路左侧100～110m有10kV高压线经过。离线路左侧240m有2间地面上住人砖房。除此之外，路基其他石方开挖施工区域范围内环境较单一，主要为初种松树防护林地与枣地，无石油管道、天然气管道、通信电缆、高压电线、水坝等构筑物。
第二处爆破施工路基为左线ZK22+660～ZK22+810，该段石质岩层顶面距路床开挖深度为0～3m，石方开挖总量为0.8万m3。路基石方开挖施工区域1km范围内环境较单一，主要为荒地，无石油管道、天然气管道、通信电缆、高压电线、水坝等构筑物。
1.3.2 桥梁施工爆区环境
本合同段桥梁共有14座，施工爆破部位为人工开挖桩基，主要为端承桩，施工过程中需要对岩质坚硬的地层采取爆破开挖，共计171根，桩基桩长平均为11 m，平均入岩深度2.3m，而对土质或软岩采用人力直接开挖。根据设计图纸与现场实际勘察，杜坪村大桥桩基左侧50 m有砖房，桩基左侧60m有10kV高压电线、通信电缆，其余主要为初种松树防护林地与枣地，无石油管道、天然气管道、水坝等构筑物。
1.3.3 隧道施工爆区环境
杜家坪隧道进口处有四处砖房，最近相距460m，为砖、钢筋混凝土结构；距隧道300 m有10KV高压电线，根据爆破施工规范与施工经验判定，其不受隧道爆破施工影响。除此之外，该处主要为初种林地与荒地，离隧道线路无石油管道、天然气管道、通信电缆、水坝等构筑物。另外目前隧道已进洞施工40m，围岩为黄土。
杜家坪隧道出口600m范围以内环境较单一，主要为初种松树防护林地与荒地，无石油管道、天然气管道、通信电缆、高压电线、水坝等构筑物。
1.4 爆破技术要求
（1）控制爆破影响的范围。只爆破设计需要开挖的部位，保留其余部分的完整性，不得出现严重超挖和欠挖现象求；
（2）控制爆破后石方的倾倒方向和坍塌范围；
（3）爆破块度比较均匀，大块率低，爆堆集中，便于装运；
（4）控制爆破时产生的碎块飞出距离，控制空气冲击波和噪声的强度；
（5）杜绝早爆事故，避免出现哑炮，确保施工安全；
（6）控制爆破所引起的构筑物地基震动及其对附近构筑物的震动影响
2 设计依据
（1）中华人民共和国公安部GA990-2012《爆破作业单位资质条件和管理要求》；
（2）中华人民共和国公安部GA991-2012《爆破作业项目管理要求》；
（3）GB6722—2003《爆破安全规程》；
（4）GB6722—2011《爆破安全规程》；
（5）《民用爆破物品安全管理条件》国务院第466号令；
（6）陕西省交通规划设计研究院提供的延延高速公路两阶段施工图设计图纸；
（7）工程现场考察资料；
（8）以往石方爆破设计施工的成功经验。
3 爆破方案
3.1爆破方案选择的原则
按照“安全可靠，技术可行，施工高效，进度顺利，经济合理”的原则进行爆破方案的比选，进行现场勘查和论证后施工。
3.2爆破方案确定
石方爆破一般可采用浅孔爆破、药壶爆破、中深孔爆破和硐室爆破。按照前面所述爆破方案选择的原则逐条对比综合考虑，最终决定在各个专业施工范围采用以下爆破方案：
路基中部石方爆破选择深孔爆破，边坡采用预裂爆破，可以达到坡面平整和边帮岩石的稳定。因此，路基石方采用以深孔微差爆破和预裂爆破技术相结合的综合爆破施工方案。
桥梁挖孔桩由土质层进入基岩后采用浅孔松动爆破施工。
隧道采用竖向掘进的光面爆破技术进行控制爆破开挖。
4路基爆破
本工程石方路堑主要有两段，其中的K19+034～K19+135路堑最大爆破高度为6m，另一段左线ZK22+660～ZK22+810最大爆破高度为3m，取K19+034～K19+135这段路堑来做爆破研究对指导施工具有典型的代表意义。其断面形式见图4-1.

图4-1 路基横断面图

4.1设计方案
在一级与二级边坡之间设有3.0m宽的平台，平台上方有不到0.3m厚的中风化砂岩，由于岩层厚度小，尽可能用大型风镐（如B87C型风镐）去除，个别地方岩石坚硬时，辅以手风钻浅孔爆破。
一级边坡坡比为1:0.75（边坡倾角53.1。），为了保留岩面平整及岩石的完整性，坡面采用预裂爆破。
路基设计宽度为29.7m，采用爆破法开挖的区域长度（与公路轴线平行）101m。爆破可以采用两种方案：一种是从轴线向两侧边坡爆破开挖，药包最小抵抗线垂直于轴线；另一种是从两端向中间开挖，药包最小抵抗线方向与公路轴线平行。
这两种方案各有优缺点，第一种方案对保证边坡预裂爆破有利，但路基总宽度仅29.7m，从轴线分开向两侧开挖，其宽度偏小，而且沿轴线第一次爆破还需布置“先锋槽”爆破，难度较大；第二种方案没有第一种方案的缺点，但预裂爆破需采取技术措施，以保证质量。
采用第二种方案时，为了保证预裂爆破效果，参照国内同类工程先进经验，不布置缓冲孔，而是将预裂面上方的爆破孔孔底置放柔性垫层。
设计采用第二种方案。
4.2 爆破设计
4.2.1 梯段爆破
（1）孔径D：以钻机钻头直径作为孔径，选用D=89mm；
（2）台阶高度H：H=6.0m；
（3）超钻深度h：对于本工程，超钻深度是重要参数，它关系着路基开挖标高。现暂定h=0.5m，在现场根据爆后测量结果再予以修正；
（4）孔深L：一律采用竖直孔，中部炮孔孔深L=H+h=6.5m，预裂面上部的炮孔深度较小，分别为2.2m和4.3m，见图4-2；
（5）单耗q：根据岩石条件，选择q=0.35kg/m3；
（6）填塞长度L2：选定L2=2.0m；
（7）装药长度L1：中部炮孔L1=L-L2=4.5m；
（8）装药直径d：炸药品种选用粉状乳化炸药或改性铵油炸药，孔内散装炸药,药卷直径d=D=89mm，装药密度以ρe=900kg/m3计；
粉状乳化炸药具有抗水性，改性铵油炸药不具有抗水性。当炮孔为干孔无水时，这两种炸药均可使用，当炮孔中有水时，先用高压风吹净孔内积水，再装入粉状乳化炸药。
(9)单孔药量Q，由式 Q=πd2L1ρe/4得出Q=25.2kg，选Q=24kg；
（10）孔距a及排距b：由爆破基本公式Q=qabH，将上列Q、q、H代入，得到ab=11.4m2；
为了在平面图上凑一个整数，选孔距a=3.71m，则b=11.4/3.71=3.08m,取b=3.0 m，炮孔邻近系数m=a/b=1.24；

图4-2 炮孔布置图
（11）边孔孔深及边距：
在预裂面上方的炮孔（图4-2），其孔底要达到但不能穿过预裂面。孔深分别为2.2m、4.3m，孔底分别放置0.2m、0.4m高的柔性垫层（对于无水炮孔，用锯末即可），单孔药量及孔口填塞长度见表4-1。
表4-1 边孔药量

现将以上设计参数汇集于表4-2

表4-2 梯段爆破参数汇总

4.2.2预裂爆破
（1）孔径D：D=89mm；
（2）药卷直径d：d=32mm；
（3）不耦合系数n：n=D/d=2.78，符合n>2的要求
（4）孔深L：沿设计边坡面钻孔，孔深L=7.5m；
（5）填塞长度L2：选L2=1.0m；
（6）装药长度L1：L1=L1-L2=6.5m
（7）孔距a：一般a=（8~12）D，此选a=1.0m；
（8）线装药量Δ线：根据公式Δ线=0.042σ0.5a0.6计算，工程地质报告中，岩石抗压强度σ=20~30MPa，考虑到岩层特点，取 σ=30MPa，并将孔距a=1.0m代入上式，得到 Δ线=0.23kg/m。
(9)孔下段加药与上段减药
孔底1.5m加药，其线药量取为中部0.23kg/m的2.5倍，即Δ底=0.23×2.5=0.57 kg/m，取Δ底=0.6kg/m，1.5m共装药0.9kg。
孔口段1.0m减药，取Δ顶=0.15 kg/m
预裂孔单孔药量Q=1.97kg
（10）装药结构：采用导爆索贯穿全孔φ32mm150g的药卷的间隔装药结构，见
图4-3。

图4-3 装药结构
4.3起爆网路
4.3.1网路形式
因为本段路堑开挖爆破两侧布置有预裂孔，而且为了加快施工进度，每次需爆破多排炮孔，所以须采用孔外接力形式的毫秒延期导爆管与导爆索混合起爆网路。
预裂孔采用导爆索起爆，从孔内伸出的导爆索与孔外导爆索干线用蝴蝶结（又称束接）相连，见图4-4。

图4-4 导爆索蝴蝶结
梯段孔与周边预裂孔一次装药起爆，预裂孔在梯段孔之前引爆，时差不小于75ms。
4.3.2网路布置
图4-5为网路布置图，图中共有8排梯段孔，两侧各有24个预裂孔。采用4孔一响。爆破最大同段药量（又称单响药量）Qm=96kg。若工程中为了控制爆破振动，需要采用更小的单响药量，也可将起爆网路调整为3孔一响、2孔一响、或者1孔一响。采用1孔一响时，需将排间传爆线路布置到侧向位置（图4-5在中部）。

图4-5 网路布置图
由图4-5可见，本工程的预裂孔在梯段孔两侧，当梯段孔超过8排时，用普通毫秒延期导爆管雷管，网路布置会有困难。
参照国内研究成果及工程经验，梯段孔内起爆雷管一律使用高段位，第15段毫秒延期导爆管雷管（名义延时Δt=880ms），空间传爆用低段位第2段雷管（Δt=25ms），为使前排炮孔先于后排炮孔起爆，排间传爆用第5段雷管（Δt=110ms）。
导爆索干线一侧端部用第14段雷管（Δt=760ms），另一侧用第14段串联第2段（总Δt=760+25=785ms）与网路起始端相连，使预裂孔在爆区第一响炮孔之前95ms起爆，符合不小于75ms的规定。为了减少预裂孔的单响药量，把两侧的各24个预裂孔用MS2雷管分为两段起爆。
4.4爆破施工
爆破施工应遵守《爆破安全规程》的各项规定，并应特别注重以下问题。
（1）炮孔超钻深度
炮孔的正确超钻深度是孔底高程低于爆破清渣后露出岩石台面高程的值，它与岩石性质，孔深及单耗等因素有关。本设计暂定超钻深度h=0.5m，为了验证并及时修正此值，应在第一、二次爆破出渣后实测岩面标高，确定正确的超钻深度。
（2）孔深
爆破设计中，假定爆前岩面高程均为998.1m（即路基高程992.1m加台阶高度6m）。事实上，岩面高程有高有低，要求爆破施工的孔底达到设计高程，就必须在钻孔前实测孔口高程，逐孔确定炮孔应钻深度，作为钻孔的依据。
由于孔深相比于设计值的变化，各孔药量亦应作相应调整。
（3）钻孔精度
梯段孔孔口位置最大偏差0.15m，预裂孔0.1m；孔深最大偏差0.1m；预裂孔倾角最大偏差1。（可用地质罗盘测量）。
（4）第一排炮孔
靠近开挖前沿的第一排炮孔，往往出现其平均抵抗线大于炮孔排拒的情况，这时应适当加密炮孔，即减少孔距，使第一排每孔承担的爆破方量大致与后排炮孔相等。
设加密后炮孔间距为a′,现场实测（可用地质罗盘和尺子粗略测量）平均抵抗线为W，则由
abH= a′WH
得出 a′=ab/W
（5）装药
装药量误差不超过1kg。采用正向起爆，起爆药包放在装药段中上部。预裂孔装药，将药卷按设计规定间隔和导爆索一起绑扎竹片上，放入孔内。
（6）填塞
预裂孔用岩粉填塞，不需捣实。梯段孔填塞料用干湿合适的黄土，用木质炮棍分层捣实填满。梯段孔不用岩粉填塞，否则易造成冲炮，增加飞石距离，且浪费能量。
（7）联网
在爆破工程技术人员指导下，由有经验的爆破员联接网路。完成后有专人检查，防止错接、漏接，最后用土袋或虚土覆盖孔外每一个传爆雷管接点。
导爆管与导爆索联接应遵守操作细则（见附件）
起爆网路起始端的电雷管及导线，应提前用爆破专用仪表测量其电阻。网路联接全部结束后，在起爆站实测总电阻，与计算值相等时，方可认为网路正常。
（8）警戒与起爆
按《爆破安全规程》规定，本工程爆破安全警戒距离定为200m。当四周警戒工作全部完成，起爆网路联接完毕且网路状态正常时，由爆破负责人下令，爆破员在起爆站起爆。
爆破后派专人检查有无盲炮等异常情况，若有异常，按照应急预案处理。
（9）高程测量
机械清理爆破石渣后，用仪器测量台面高程，对爆破设计中初步选定的炮孔超钻深度的正确性作出定量评价，作为以后修改超钻深度的依据。
5.桩基爆破
5.1主要钻孔设备选择
桥梁桩基：型号VF-717单级风冷移动式空压机4台，单台排气量7.0m3/min，功率：S40kW；天水牌YT28风钻8部，每天能钻孔总计160m，能达到桩基爆破开挖需求。
5.2钻孔布置
本项目公路桥梁桩基设计为圆形断面，炮孔成同心圆布置。本工程石方爆破桩基直径有1.2m、1.3m、1.4m、2.0m、2.2m 5种类型，数量共计171根，但直径为1.4m、2.2m桩基占据数量优势，故以上面两种直径桩基作为爆破设计具有典型代表意义，其他类型桩基参照设计参数布置钻孔。按设计要求，桩基开挖后需施做厚度为20cm混凝土护壁，挖断面中直径需另外加大20*2cm，故桩基实际开挖断面的直径分别为1.8m、2.6m。
根据本工程设计断面，同心圆数目三圈为宜，其中靠近开挖中心的一圈为掏槽孔，最外一圈为周边孔，其余为辅助孔。上述两种直径桩基开挖布孔见图5-1。

图5-1 Φ1.4m与Φ2.2m桩基炮孔布置图
⑴掏槽孔形式
本工程推荐圆锥形掏槽。圆锥形掏槽与工作面的夹角一般为70°—80°，掏槽孔比其他孔深0.2—0.3m，各孔底间距不得小于0.2m。
⑵辅助孔
辅助孔介于掏槽孔与周边孔之间，可布置一圈，其中最大圈与周边孔距离应满足光爆层要求，孔间距为0.5—0.7m，同心圆布置。
⑶周边孔
本工程采用光面爆破，其周边孔布置于轮廓线上。孔距约为0.5m，为便于钻孔，炮孔略向外倾斜，孔底偏出轮廓线0.05—0.1m，与辅助孔同圆心尽量呈梅花形布置。
⑷炮孔直径及深度
①炮孔直径为40±1mm。
②炮孔深度
影响炮孔深度的因素：①钻孔机具，手持式凿岩机孔深以1.5m为宜。②炸药性能。根据本工程特点，设计建议孔深为1.5m，每循环进尺为1.2-1.3m。
5.3炮孔布置
为了减轻爆破对桩壁的破坏，减少超欠挖量，周边孔可适当加密，调整后上述直径1.4m、2,2m桩基爆破开挖参数分别见下表5-1、表5-2。
表5-1 Φ1.4m桩基爆破开挖参数

表5-2 Φ2.2m桩基爆破开挖参数
5.4起爆网路
采用孔内延期导爆雷管起爆，簇联方式的网路，采用电容式强力起爆器起爆。
6 隧道爆破设计
6.1 隧道开挖设计断面
开挖断面如图6-1所示，
开挖高度为9.8m，宽度12.66m，断面积101m2，上部圆半径6.33m，直墙高2.59m，底板反拱高0.88m。

图6-1 隧道开挖断面 （单位cm）
6.2开挖分区
由于开挖断面大，围岩较差，为V级围岩，且采用人工手风钻造孔，所以将总断面分为2区开挖（图6-1），上层为半圆拱，高6.33m，面积62.9 m2，下层高2.59m，面积38.1m2。
开挖顺序：上层先掘进，根据地质情况对顶拱岩石进行支护（系统锚杆，随机锚杆、表面挂网并喷射混凝土等）。随后进行下层掘进，并对侧墙进行必要支护。两层开挖间隔的距离由施工现场布置及施工进度安排确定。
上层和下层爆破开挖，均采用水平炮孔。
6.3爆破设计原则
1、炮孔直径及钻孔机具
炮孔直径大小直接影响钻孔效率，断面炮孔数量、循环进尺、炸药单耗、开挖轮廓面平整度及岩石破碎质量等。根据本工程开挖断面积、地层条件及设备配置等情况，选用钻孔直径40～42mm，钻孔机具用气腿式YT-28型风动凿岩机。
2、循环进尺与炮孔深度
在技术条件许可的情况下，加大一次爆破的隧洞循环进尺，可加快施工进度，降低施工成本，是人们追求的目标，然而，循环进尺的合理选定与围岩条件、钻孔机具、断面大小等因素有关。根据本工程条件，初步选定上层V类围岩循环进尺1.5m，下层2.0m。
循环进尺与炮孔深度之比称为炮孔的利用系数。岩石坚硬完整（主要反映在岩石坚固系数f），断面小时，炮孔利用系数值小，反之较大。一般在0.8～0.95之间。本工程V类围岩取0.83。于是上层炮孔深度为1.5/0.83=1.8m，下层2.0/0.83=2.4m。
3、上层开挖掏槽孔形式
为取得较好的掏槽效果，并施工比较简单易行，采用加空孔的直孔掏槽，孔深比其他炮孔孔深大0.2m，孔深2.0 m，具体形式为5实4空孔（图6-3）。根据工程经验，空孔比实孔再加深0.2m，孔深2.2 m，其底部装150g药卷，在实孔之后引爆，起到加强掏槽孔抛渣，为周围辅助孔创造更好临空面的作用。
4、周边孔光爆
隧道开挖后要用钢筋混凝土衬砌，因此不允许欠挖，并尽可能减小超挖。为了有效控制开挖轮廓，隧道周边孔包括顶拱炮孔、侧墙炮孔和底孔均进行光面爆破。V类围岩光爆孔孔距取0.5m，光爆孔用导爆索引爆，即孔内采用导爆索起爆药卷的装药结构，孔外用导爆索干线引爆从孔内伸出的导爆索支线。
5、平均单耗
国内隧道掘进爆破炸药单耗定额见表6-1。
表6-1 隧道掘进爆破炸药单耗定额值（kg/ m3）
岩石坚固性系数f
隧道断面积（m2）
＜4
6～8
10～12
15～20
25～30
＞30
＜3
1.91
1.57～1.39
1.32～1.21
1.08～1.05
1.02～0.97
0.91
＜6
2.85
2.34～2.08
1.93～1.79
1.61～1.54
1.47～1.42
1.39
＜10
3.38
2.79～2.42
2.24～2.09
1.92～1.86
1.73～1.59
1.46
＞10
4.07
3.39～3.03
2.82～2.59
2.33～2.22
2.14～1.93
1.85
此表所列炸药单耗值可供参考。本工程上层开挖断面积A＞30 m2，岩石坚固性系数对于V类围岩f=4～6，单耗药约为1.0～1.2 kg/m3。按单耗q=1.1 kg/m3，断面积S=62.9m2，循环进尺L=1.5m，则每次爆破装药药量应按Q=qSL=103.8kg左右控制。
6、炮孔孔数
断面炮孔总数与掘进断面积、岩石性质、炮孔直径、孔深及炸药性能等因素有关。确定炮孔总数的基本原则是在保底爆破效果的前提下，尽可能减少炮孔总数，以降低成本并加快施工进度。然而，周边孔采用光面爆破，由于其孔距及抵抗线较小，在一定程度上会增加炮孔总数。通常按下列公式估算，即
N=3.3
式中 N—炮孔总数（个）；
f—岩石坚固性系数；
S—开挖断面积（m2）。
上层开挖S=62.9 m2。V类围岩f=6，代入上式得V类围岩N=94.8≈95孔。
需说明，上式计算炮孔总数N只能作为设计参考，尤其岩石不好，周边光爆孔间距较小时，实际布孔总数往往大于上列计算值。
7、爆破参数的修正与优化
爆破工程是实践性强的作业，与地形、地质及 施工工艺关系密切。本方案设计是根据隧道设计开挖断面及地质报告提供的岩石条件，参照国内及我公司的工程经验进行的初步设计，需通过总结现场施工爆破后实际的循环进尺、轮廓形状、掌子面平整情况、爆堆形状、爆破块度等的观察与测量总结经验，找出问题，不断对设计的掏槽形式、炮孔布置、爆破药量、起爆顺序与时差等进行修正与优化。
6.4上层开挖炮孔布置
6.4.1炮孔布置
本方案提出V类围岩开挖设计，炮孔布置见图6-2。

图6-2 炮孔布置图
（1）掏槽孔
采用与5实4空直孔掏槽形式（图6-3）。掏槽孔中心布置在开挖轴线上，距上层开挖底面 1.8m。掏槽实孔（即装药孔）深2.0m，比辅助孔、周边孔深度大0.2m，空孔（不填塞，但少量装药，详见后述）深度2.2m，比实孔深度大0.2m。

图6-3 掏槽孔布置（单位：cm）
（2）辅助孔
辅助孔孔深1.8m，共布置4圈（从内向外分别称为第1、第2、第3、第4圈），此外在掏槽孔与第一圈辅助孔及底孔之间还布置若干炮孔，亦属辅助孔之列。
按照孔距不小于抵抗线的原则，第1～4圈辅助孔孔间距及抵抗线见表6-2.
表6-2 辅助孔孔间距及抵抗线（单位：m）
圈序
1
2
3
4
孔距（m）
0.9
0.9
0.9
0.8
抵抗线（m）
0.75
0.75
0.75
0.75

（3） 周边光爆孔
光爆孔孔口布置在断面设计轮廓线上，向轮廓线外稍有偏斜，使孔底落在轮廓线外0.15m处。光爆孔深L=1.8m。炮孔偏斜角度4.9°。周边孔只有向外偏斜0.15m，才能保证下一循环周边孔钻孔时孔口能在设计轮廓线上，从而不造成欠挖。根据工程经验，V类围岩选取周边光爆孔距a=0.5m，光爆层厚度（即光爆孔最小抵抗线）W=0.75m，这时W/a=1.5，在W/a=1.2～1.5合理范围内。
（4）底孔
底孔布置在底部开挖轮廓线上，孔深1.8m，孔距1.05 m，炮孔向下倾斜4.9°，使孔底落在轮廓线以外0.15m处。
以上掏槽、辅助、周边及底孔四类炮孔数汇总与表6-3
表6-3 上层开挖爆破炮孔数目

掏槽孔
辅助孔
周边孔
底孔
合计
圈1
圈2
圈3
圈4
其他
孔数
9
11
13
16
21
7
39
13
129
6.4.2 药量
各类炮孔药量见表6-4。
表6-4 各类炮孔药量及雷管段别
炮孔类别
孔长(m)
孔数
孔距
抵抗线
单耗
单孔
药量
装药长度
药量合计
雷管段别
(个)
(m)
(m)
(kg/m3)
(kg)
(m)
kg
段
掏槽孔
实孔
2.0
5
0.3

1.35
1.8
6.8
2
空孔
2.2
4
0.42

0.15
0.2
0.6
3
辅助孔
圈1
1.8
11
0.9
0.8
1.0
1.1
1.45
12.1
7
圈2
1.8
13
0.9
0.75
0.9
0.9
1.2
11.7
9
圈3
1.8
16
0.9
0.75
0.85
0.85
1.13
13.6
11
圈4
1.8
21
0.8
0.75
0.83
0.75
1.0
15.8
12
其他
1.8
7
1.05
0.8
0.9
1.1
1.45
7.7
5
周边孔
1.8
39
0.5
0.75
0.55
0.3
0.4
11.7
13
底孔
1.8
13
1.05
0.85
0.9
1.2
1.6
15.6
14
总计

129

95.6
11
隧道上层爆破开挖主要参数及技术经济指标见表6-5.
表6-5 主要参数及指标
参数指标
开挖面积（m2）
循环进尺（m）
开挖方量（m3）
孔深（m）
炮孔利用率
炮孔总数
钻孔累计长度（m）
总药量（kg）
平均单耗（kg/ m3）
起爆分段数
数值
62.9
1.5
94.4
1.8
0.83
129
234.8
95.6
1.01
9
6.4.3 装药结构
各类炮孔一律用φ32粉状乳化炸药或改性铵油药卷，掏槽实孔、辅助孔、底孔均为密实装药，起爆药卷放在距孔口第2个药卷，孔口用黄土填塞，掏槽空孔不填塞。周边光爆孔单孔药量0.3 kg，为2卷φ32mm/150g药卷，其装药结构为将2个药卷包裹成长0.4的药棒,与导爆索捆扎在一起,放入孔中部靠孔底位置,孔口填塞长度0.5m(图6-4)。

图6-4周边光爆孔装药结构
6.4.4 起爆顺序与起爆网路
起爆顺序为：掏槽实孔—掏槽空孔—其他辅助孔—辅助孔圈1—辅助孔圈2—辅助孔圈3—辅助孔圈4—周边光爆孔—底孔共9个段别。起爆雷管段别见表6-4。
从周边孔引出的导爆索用蝴蝶结对称束接（见图4-4），与孔外导爆索干线相连接，导爆索干线两端各布置2发规定段别的雷管。
从炮孔（除周边孔）引出的塑料导爆管及引爆周边孔导爆索干线雷管的导爆管采用簇联形式（俗称“一把抓”）相连接，孔外连接一律第1段导爆管雷管。网路起点用2发瞬发电雷管联接，引出导线，在洞外安全区域用发爆器引爆。
非电起爆网路敷设及联接应遵守操作规程（见附件）
6.4.5爆破施工
爆破施工应遵守GB6722-2003《爆破安全规程》，并根据本工程特点应注意以下问题。
（1）布孔：隧道属地下工程，与露天爆破相比，炮孔布置较为困难。应采用有效手段，例如激光定位配合高程测量，做到布孔准确。要求周边孔布孔偏差不超过5cm，其他炮孔不超过10cm。掏槽孔应保证平行，周边孔及底孔按规定角度倾斜。
（2）炮孔长度：隧道钻孔所在的掌子面岩石凹凸不平。应根据炮孔孔口处岩石的凹凸值，按孔底落在同一进尺的要求，逐一确定炮孔应钻孔长。
（3）装药与填塞：除周边孔外，炮孔应密实装药。由表6-4可见，不少炮孔装药长度（按150g药卷长0.2m计）占炮孔长度75%以上，这时孔口填塞长度较短，容易冲炮。为解决此问题，爆破工把药卷（除起爆药卷外）装入孔内前，可将两端包装纸撕掉，起爆药卷装入炮孔前，用炮棍加压，增加药卷直径，减少装药长度，增加填塞长度。
炮孔填塞应用干湿合适的土壤，用炮棍捣实。为加快施工进度，可预先制作土卷备用。
（4）联网：隧道爆破中，若发生部分炮孔拒爆将严重影响爆破质量，并且盲炮处理比较困难，应由有工程经验的爆破员进行起爆网路的敷设和联接，确保准爆。
（5）总结：每次爆破装药连线，爆破工程技术人员应到现场检查指导作业，每次爆后，爆破工程技术人员应到现场观察测量爆破效果（进尺、掌子面平整度、开挖轮廓等）及围岩稳定状况，总结正、反经验，提出改进措施。
6.5下层开挖爆破设计
下层开挖炮孔布置见图6-2。
侧墙孔中心布置在开挖轴线上，孔距0.6m。孔深2.4m，主炮孔孔深2.4m，共布置3层（从上向下分别称为第1、第2、第3层），底孔布置在开挖轴线上，深度2.4m，孔距0.6m。各类炮孔孔数、药量见表6-6。
表6-6 各类炮孔药量及雷管段别
炮孔类别
孔长(m)
孔数
孔距
抵抗线
单耗
单孔
药量
装药长度
药量合计
雷管段别
(个)
(m)
(m)
(kg/m3)
(kg)
(m)
kg
段
下层断面
主炮孔
第一层
2.4
11
1.05
0.9
0.6
0.8
1.07
8.8
2
第二层
2.4
11
1.05
0.9
0.65
0.85
1.13
9.35
3
第三层
2.4
8
1.0

0.7
0.9
1.2
7.2
6
侧墙孔
2.4
8
0.6

0.6
0.6
0.8
4.8
8
底孔
2.4
19
0.6

0.75
0.75
1.0
14.25
10
总计

57

44.4

起爆顺序为：主炮孔1层—主炮孔2层—主炮孔3层—侧墙孔—底孔共5个段别。起爆雷管段别见表6-6。
其他参数可参照上台阶布置，根据现场爆破效果进行优化。
7爆破安全校核
7.1爆破振动影响
7.1.1受爆破影响的周围建筑物及设施
在爆区沿线附近，可能受到爆破振动及个别飞石影响的建筑物及设施见表7-1。
表7-1 爆区沿线建筑物及设施
名称
民房
10kV输电线
通讯光缆
输油管道
公路
结构
砖
架空
架空
掩埋地下2m

最近距离（m）
240
100
85
125
230
说明
2套
与在建公路基本平行，隔一条河流
与在建公路基本平行，隔一条河流
与在建公路基本平行，隔一条河流
县级
7.1.2振速公式
建筑物及设施所在地岩土质点振动速度与爆破药量、爆心距及地质条件等有关。
根据GB6722—2003《爆破安全规程》6.2节，爆破引起周围岩土质点峰值振速V值按下式计算，即
（cm/s）
式中 Q — 炸药量，齐发爆破为总药量，延时爆破为最大一段药量（kg）；
R — 建筑物至爆破点的距离（m）；
K、α — 与地形地质条件有关的系数和衰减指数，可按表7-2选取，或通过现场试验确定。
表7-2 爆破不同岩性的K、α
岩 性
K
α
竖硬岩石
50～150
1.3～1.5
中硬岩石
150～250
1.5～1.8
软岩石
250～350
1.8～2.0
7.1.3 建筑物及设施的安全允许振速
对于各类常见建筑物、构筑物所在地的质点安全允许振动速度，《爆破安全规程》6.2.2条规定，当主振频率f =10～50Hz （适用于深孔爆破）时，土窑洞、土坯房、毛石房屋为0