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隧道爆破设计方案
一、工程概况
长沙火星大道工程第八合同段位于长沙市火星南路与天际岭的交汇处，南接长潭高速联络线—李洞路和长沙市南绕城线，北接已建成的火星北路。
本合同段天际岭隧道设计为双线双向行车公路隧道,施工桩号为K12+636～K13+080，全长444m,工期要求：2004年3月18日前完成全部合同工程。
二、地质情况
隧道处地质情况比较单一，地下水不发育，主要为上层滞水，岩石稳定性比较好，节理不发育，无不良地质现象，工程地质条件比较有利于隧道施工。
Ⅱ类围岩：围岩主要为强风化粉砂岩，岩石强度较低、较软，岩石较完整。层厚—巨厚层状，节理不发育。
Ⅲ类围岩：围岩主要为中风化粉砂岩，岩石强度较大、较坚硬，岩石较完整。层厚—巨厚层状，节理不发育。
三、主要爆破工程数量
本合同段主要爆破工程为Ⅱ、Ⅲ类围岩的岩石开挖，开挖断面面积为146m3，开挖石方数量为109640 m3，计划需要炸药39.8t、雷管208000发。
四、爆破设计方案
本隧道爆破方案采用双线隧道台阶法开挖，适用于Ⅱ、Ⅲ类围岩，循环进尺为1.5～2.5m。钻孔采用手持风钻钻孔，钻孔直径Ф42mm，周边孔外插2-4度，其余孔为直眼，且互相平行，开口误差不大于3cm，装药前必须清洗炮孔。炸药使用乳化炸药，其药卷直径为Ф25mm、Ф32mm，Ф25mm药卷专用于周边光面爆破装药，采用导爆索连接药串，要求药包采取间断捆绑的方式加工，并用竹片引带。
由于隧道支护和衬砌的要求，同时满足本隧道设计，该隧道采用微振动光面爆破施工。光面爆破重点在于合理地选择和确定光爆参数。具体而言，光爆参数为：与岩石性质有关的单位用药量C，周边眼间距E和抵抗线W，也包括隧道炮孔布置，起爆顺序，尤其是次边眼的爆破效果。
㈠、爆破孔布置设计
爆破孔布置详见爆破工程设计方案中爆破结构图。周边炮孔雷管反面孔底起爆，其余为正面起爆。
㈡、光面爆破参数
1.周边眼间距E的确定
根据隧道围岩的单轴极度限抗压强度属中等坚硬岩，且岩石层理不规则，故此类岩体眼距不宜过大。
1.1炮孔密集系数m的选取
周边光爆孔间距E与抵抗线W之比值m称为炮孔密集系数，将它作为衡量光爆效果的重要指标，此值对地下工程宜为0.6-0.9。据本隧道地质资料和设计要求，本工程取值为0.8，即E/W=0.8。
1.2孔距系数n的选取
作为衡量光爆效果的另一因素是孔距系数n，对地下工程，据我们实践宜为9-15，本工程取值n=12，即m=E/d=E/42=12，E=42×12=50.4，取E=50cm。
1.3抵抗线W
W=E/m=50/0.8≈62cm，W取为60和70cm。
2.单位耗药量C
此值与岩石性质有关，据工程类比选取C=0.6kg/m3。
3.装药集中度q
q=C×n2/m×d2
式中q──单位耗药量（kg/m）
C──单位耗药量（kg/m3）
n──孔距系数
m──炮孔密集系数
d──炮孔直径（m）
即q=0.6×122/0.8×0.0422≈191g/m
取光爆孔装药集中度q=190g/m作为试验爆破数据。
Ⅱ、Ⅲ类围岩的爆破设计见下页。
4.炮孔堵塞长度
堵塞的作用是阻碍爆炸气体汇散，防止冲炮，使炮孔炸药在爆炸时保持足够的能量，有效的提高光面爆破效果。堵塞长度根据爆孔的不同位置选择0.2-0.3m，掏槽孔堵塞长度选取0.5m。
5.地震波的检算
本隧道为两隧并行，爆区周围无建筑物，爆破振动地震波对相邻隧道有一定的影响，控制地震波是其关键，按照《爆破安全规程》有关要求，检算如下：
R3=Q/（V/K）3/α
R——震动波影响范围的最小距离；
V——振速安全控制标准，按有关规定取5；
Q——最大一段允许用药量；（主炮孔5号为12kg）
K，α——与爆破技术、地震波传播途径介质的性质有关的系数，本隧道根据其地质条件决定K取200、α取1.6。
计算出R为22.96m＜30m。
符合隧道安全爆破规程。
㈢、装药种类
该隧道开挖选用抗水性能好的EL-102型乳化炸药，规格为Ф25mm、Ф32mm两种，Ф25mm炸药专用于周边光爆孔，Ф32mm乳化炸药用于掏槽孔、底板孔及辅助掘进孔。
㈣、雷管段别
该隧道采取全断面开挖，使用非电兼导爆系统起爆，使用毫秒和半秒差两种延期雷管，毫秒雷管1.5-20段，半秒差雷管选用段别为0.6-10段，全断面共使用22个段位的雷管。
㈤、爆破作业警戒安全组织
1、爆破作业要严密组织，由专人统一指挥。下设：
1.1、爆破组：由持证爆破员担任，负责装填和起爆及爆破后的检查工作。
1.2、警戒组：负责人员等疏散撤离和警戒。
1.3、善后组：负责善后处理。
2、划定安全区
2.1、爆破区域周边用红旗设置警戒标志。
2.2、根据爆破药量以地形条件划定危险区和安全区，一般以距爆心垂直距离300米内为危险区，外为安全区。
3、爆破作业时间
一般安排在上午11时～12时或下午17时～18时或夜间2时～3时进行。
4、信号及组织
由爆破指挥员用锣声发出信号统一指挥。
4.1、第一次信号：间接锣声为预警信号。
警戒组按划定位置将危险区内人员等撤离至安全区，各组人员撤完后将信息反馈指挥员。
4.2、第二次信号：急促锣声为起爆信号。
指挥员确定各警戒组人员完全撤离后，发出起爆信号，同时撤除爆心大红旗，到安全区后由起爆组引爆。
4.3、第三次信号：慢敲锣声为解除信号。
引爆15分钟后，由爆破组对爆区进行检查，确定安全后（无哑炮或排除哑炮），安全后由指挥员发出解除信号，警戒组方可解除警戒。
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