單洞雙線隧道爆破施工綜合技術(shù)方案一、工程概況1.1隧道設(shè)計參數(shù)本隧道為單洞雙線高速鐵路隧道，全長5700米，設(shè)計時速350公里，斷面寬度14.6米，凈高9.8米，采用曲墻式復(fù)合襯砌結(jié)構(gòu)。隧道穿越地層以Ⅱ-Ⅴ級圍巖為主，其中Ⅳ、Ⅴ級軟弱圍巖占比達(dá)89.6%，存在巖溶發(fā)育區(qū)、低瓦斯地層及斷層破碎帶等不良地質(zhì)段。設(shè)計最大埋深320米，最小埋深僅12米（淺埋段位于K3+200-K3+500），需穿越319國道及既有燃?xì)夤芫€，施工環(huán)境復(fù)雜。1.2地質(zhì)水文條件隧址區(qū)巖性主要為灰?guī)r、頁巖及砂巖互層，巖溶中等至強(qiáng)烈發(fā)育，存在溶洞、暗河等不良地質(zhì)體。地下水類型包括松散巖類孔隙水、基巖裂隙水及巖溶水，正常涌水量約800m3/d，最大涌水量可達(dá)2500m3/d。部分段落存在低濃度瓦斯積聚風(fēng)險，瓦斯?jié)舛壬舷逓?.5%，需采取專項防爆措施。1.3周邊環(huán)境敏感點(diǎn)隧道進(jìn)口500米范圍內(nèi)有3處居民集中區(qū)，出口200米處為既有鐵路干線，中部穿越市政燃?xì)夤芫€（管徑DN800，壓力1.6MPa）。施工期間需控制地表沉降≤20mm，周邊建筑物樁基水平位移≤4mm，爆破振動速度≤2.5cm/s。二、施工總體部署2.1施工組織架構(gòu)設(shè)立項目經(jīng)理部，下設(shè)工程技術(shù)部、安全質(zhì)量部、物資設(shè)備部等6個職能部門，配置隧道專業(yè)工程師8人，專職安全員6人，持證爆破作業(yè)人員12人。采用"雙作業(yè)面同步掘進(jìn)"模式，進(jìn)口工區(qū)負(fù)責(zé)K0+000-K2+800段施工，出口工區(qū)負(fù)責(zé)K2+800-K5+700段施工，設(shè)置3處斜井作為輔助工作面。2.2施工進(jìn)度計劃總工期28個月，其中：洞口工程：2個月（含截水溝、邊仰坡支護(hù)）正洞開挖：20個月（平均月進(jìn)尺110米）襯砌及附屬工程：6個月關(guān)鍵線路為K3+100-K3+800巖溶發(fā)育段，計劃采用微震爆破結(jié)合超前注漿加固工藝，工期控制在4個月內(nèi)。2.3主要機(jī)械設(shè)備配置設(shè)備類型規(guī)格型號數(shù)量用途三臂鑿巖臺車AtlasBoomerXE3C4臺全斷面鉆眼作業(yè)多功能裝藥車PMC-RC8002臺炮孔裝藥及堵塞側(cè)卸式裝載機(jī)CAT980H4臺洞內(nèi)出碴自卸汽車25t級12輛棄碴運(yùn)輸軸流風(fēng)機(jī)SDF-NO11.56臺洞內(nèi)通風(fēng)（風(fēng)量≥600m3/min）地質(zhì)雷達(dá)RD15002臺超前地質(zhì)預(yù)報三維激光掃描儀LeicaP402臺斷面監(jiān)測及超欠挖分析三、關(guān)鍵施工工法3.1分區(qū)分段開挖工藝根據(jù)圍巖類別采用差異化開挖方法：Ⅴ級圍巖及淺埋段：采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，分6個作業(yè)面流水施工。側(cè)壁導(dǎo)坑尺寸4.5m×5.0m，中隔壁采用I20a工字鋼+30cm厚C25噴射混凝土，導(dǎo)坑間距控制在5-8m，循環(huán)進(jìn)尺0.5-0.8m。Ⅳ級圍巖：采用三臺階臨時仰拱法，臺階高度分別為3.5m、3.0m、3.3m，上臺階超前中臺階5m，中臺階超前下臺階8m，仰拱距下臺階掌子面≤15m。Ⅱ-Ⅲ級圍巖：采用全斷面微震光面爆破，循環(huán)進(jìn)尺3.0-3.5m，利用液壓棧橋?qū)崿F(xiàn)仰拱快速施工。3.2超前地質(zhì)預(yù)報體系建立"長-中-短"三級預(yù)報體系：長距離預(yù)報：采用TSP203系統(tǒng)，每100-150m探測前方地質(zhì)構(gòu)造中距離預(yù)報：地質(zhì)雷達(dá)配合超前水平鉆探，探測距離30-50m短距離預(yù)報：掌子面地質(zhì)素描+超前小導(dǎo)管注漿前探孔，每循環(huán)施作3.3支護(hù)體系設(shè)計圍巖級別超前支護(hù)初期支護(hù)二次襯砌Ⅴ級Φ42小導(dǎo)管（L=4.5m，環(huán)距30cm）I20a工字鋼（間距50cm）+Φ8鋼筋網(wǎng)（20×20cm）+30cm厚C25噴砼C35鋼筋砼（60cm）Ⅳ級Φ25超前錨桿（L=3.5m）格柵鋼架（間距80cm）+Φ8鋼筋網(wǎng)+25cm厚C25噴砼C35鋼筋砼（50cm）Ⅱ-Ⅲ級局部管棚支護(hù)Φ22系統(tǒng)錨桿（L=3.0m）+15cm厚C25噴砼C30砼（40cm）四、爆破施工專項設(shè)計4.1鉆爆參數(shù)設(shè)計4.1.1全斷面爆破參數(shù)（Ⅲ級圍巖）炮孔直徑：φ42mm，孔深3.8m掏槽形式：楔形掏槽（掏槽孔深4.0m，傾角60°）炮孔數(shù)量：185個（掏槽孔16個，輔助孔88個，周邊孔64個，底板孔17個）裝藥結(jié)構(gòu)：掏槽孔連續(xù)裝藥，輔助孔間隔裝藥，周邊孔空氣間隔裝藥單循環(huán)裝藥量：總重285kg，其中掏槽孔64kg（單孔4.0kg），周邊孔76.8kg（單孔1.2kg）炸藥類型：乳化炸藥（有水地段），巖石硝銨炸藥（干燥地段）4.1.2微震控制措施最大段裝藥量：掏槽段≤6kg，周邊段≤2kg起爆網(wǎng)絡(luò)：非電毫秒雷管（MS1-MS15段），導(dǎo)爆管簇聯(lián)+接力式連接延期間隔：掏槽段25ms，輔助段50ms，周邊段100ms單位炸藥消耗量：控制在0.8-1.2kg/m34.2裝藥作業(yè)流程炮孔清理：采用高壓風(fēng)（0.6MPa）吹凈孔內(nèi)巖粉和積水，深度不足3.5m的炮孔廢棄重鉆藥卷加工：洞外專用加工房制作起爆藥包，將φ32mm藥卷與MS雷管捆扎成束，導(dǎo)爆管長度統(tǒng)一為3.0m裝藥操作：使用裝藥車機(jī)械裝填，掏槽孔采用反向起爆，其余炮孔正向起爆，裝藥密度控制在0.8-1.0kg/m炮孔堵塞：采用炮泥（配比：砂:黏土=1:3）堵塞，堵塞長度≥20cm，周邊孔堵塞長度≥30cm4.3起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計采用"復(fù)式起爆網(wǎng)絡(luò)"確保傳爆可靠：主網(wǎng)絡(luò)：導(dǎo)爆管簇聯(lián)（每簇不超過15根）備用網(wǎng)絡(luò)：導(dǎo)爆索環(huán)形連接（沿開挖輪廓線布置）起爆方式：電雷管引爆導(dǎo)爆管，起爆點(diǎn)設(shè)置2處（掌子面中心及右側(cè)壁）五、安全保障體系5.1爆破作業(yè)安全管理人員資質(zhì)管理：爆破作業(yè)人員必須持《爆破作業(yè)許可證》上崗，每季度進(jìn)行專項培訓(xùn)考核火工品管理：建立"雙人雙鎖"管理制度，炸藥、雷管分庫存放（間距≥20m），洞內(nèi)臨時存放量不超過1天用量起爆程序控制：執(zhí)行"三信號"制度（預(yù)告信號-起爆信號-解除信號），安全距離：全斷面爆破≥500m，分部開挖≥300m爆后檢查：通風(fēng)排煙15分鐘后，由專職安全員進(jìn)洞檢查，確認(rèn)無盲炮、危石后解除警戒5.2瓦斯防治措施監(jiān)測系統(tǒng)：洞內(nèi)每50m設(shè)置瓦斯傳感器，實時監(jiān)測濃度，超標(biāo)自動報警并切斷電源通風(fēng)要求：采用壓入式通風(fēng)，風(fēng)速≥0.25m/s，瓦斯?jié)舛取?.5%時啟動備用風(fēng)機(jī)防爆措施：洞內(nèi)電氣設(shè)備采用ExdⅠ級防爆型，作業(yè)人員配備防靜電服裝和防爆手電筒5.3盲炮處理規(guī)定標(biāo)識警戒：立即在盲炮區(qū)域設(shè)置警示標(biāo)志，半徑5m內(nèi)嚴(yán)禁人員進(jìn)入原因排查：檢查起爆網(wǎng)絡(luò)，判斷盲炮類型（孔外/孔內(nèi)）處理方法：孔外盲炮：切除損壞導(dǎo)爆管，重新連接起爆孔內(nèi)盲炮：距盲炮孔≥0.4m處鉆平行孔裝藥起爆，嚴(yán)禁掏出原炮孔炸藥六、施工監(jiān)測與控制6.1監(jiān)控量測體系6.1.1必測項目洞內(nèi)外觀察：掌子面地質(zhì)狀況、支護(hù)開裂情況（每班1次）拱頂下沉：精度0.1mm，量測頻率：開挖后1-15天2次/天，16-30天1次/天凈空變化：采用收斂計，每50m設(shè)置1個監(jiān)測斷面地表沉降：淺埋段每10m設(shè)置1條監(jiān)測線，測點(diǎn)間距5m6.1.2控制標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測項目控制值預(yù)警值極限值拱頂下沉≤10mm≤15mm≤30mm凈空變化≤8mm/d≤12mm/d≤25mm/d地表沉降≤20mm≤30mm≤50mm6.2爆破振動監(jiān)測采用TC-4850測振儀，在距爆源50m、100m、200m處布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)，監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳輸至監(jiān)控中心。當(dāng)振動速度超過2.5cm/s時，立即調(diào)整爆破參數(shù)：減少最大段裝藥量（每次下調(diào)15%）增加起爆段數(shù)（最多分20段）采用預(yù)裂爆破技術(shù)七、應(yīng)急預(yù)案7.1突發(fā)事件應(yīng)急處置7.1.1瓦斯超限應(yīng)急響應(yīng)立即啟動聲光報警，切斷洞內(nèi)電源人員沿避災(zāi)路線撤離至安全區(qū)域（距掌子面≥200m）啟動備用風(fēng)機(jī)加強(qiáng)通風(fēng)，待濃度降至0.5%以下方可進(jìn)洞7.1.2巖溶突水應(yīng)急處置立即關(guān)閉掌子面防水閘門，啟動排水系統(tǒng)（備用泵流量≥500m3/h）采用地質(zhì)雷達(dá)探明突水點(diǎn)位置，實施管棚注漿封堵監(jiān)測地下水位變化，必要時啟動地表截排水系統(tǒng)7.2應(yīng)急資源配置應(yīng)急物資：防水板（500m2）、速凝混凝土（20t）、注漿設(shè)備（2套）醫(yī)療救護(hù)：配備AED除顫儀1臺，急救箱4個（含止血包扎器材）通訊保障：洞內(nèi)設(shè)置應(yīng)急電話（每500m1部），配備衛(wèi)星電話2部八、質(zhì)量保證措施8.1爆破質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)超挖控制：平均線性超挖≤15cm，最大超挖≤25cm半孔率：硬巖≥85%，軟巖≥70%平整度：相鄰兩炮孔間巖面起伏差≤15cm8.2過程質(zhì)量管控鉆眼精度：采用臺車定位系統(tǒng)，孔位偏差≤5cm，孔斜率≤1°裝藥檢查：專職質(zhì)檢員逐孔檢查裝藥量和堵塞長度，合格率≥95%爆破效果分析：每循環(huán)拍攝爆后掌子面照片，建立鉆爆參數(shù)數(shù)據(jù)庫8.3質(zhì)量驗收流程每循環(huán)爆破后進(jìn)行斷面掃描，生成超欠挖分析報告初期支護(hù)完成后進(jìn)行錨桿拉拔試驗（頻率1%，最小值≥設(shè)計值90%）二次襯砌采用無損檢測（地質(zhì)雷達(dá)+聲波測試），確保密實度≥98%九、環(huán)境保護(hù)措施9.1粉塵控制采用濕式鑿巖（用水量≥3L/min）出碴車輛必須加蓋篷布，洞口設(shè)置洗車平臺棄碴場周邊設(shè)置防塵網(wǎng)（高度≥2.5m），定期灑水降塵（每天≥3次）9.2噪音防治爆破時間限定在8:00-18:00，周邊居民區(qū)設(shè)置隔音屏障（