福州市螺洲大桥南接线工程项目爆破设计(编辑修改稿)

福州市螺洲大桥南接线工程项目爆破设计(编辑修改稿)内容摘要：

规定信号执行任务，不得擅离职守。 指定专人核对装炮、点炮。 起爆后由爆破作业人员检查结束，确认安全后，方可发出解除信号，撤出防护人员。 如发生瞎炮，要设立防护标志。 瞎炮的处理 瞎炮的处理：由原装炮人员当班处理，特殊情况下如不可能时，装炮人员在现 场将装炮情况、炮眼方向、装药数量交待给处理人员。 在对瞎炮孔内的爆破线路、导爆管等检查完好，并检查了瞎炮的抵抗线情况，重新布置警戒后，才能重新起爆。 福州 市螺洲大桥南接线工程项目 爆破设计 20 零星孤石的爆破 零星孤石一般具有二个以上的临空面。 临空面越多，爆破单位体积石块所消耗的炸药量就越少，爆破效果也越好。 对同样体积的岩石，每增加一个临空面，单位炸药消耗量可减少 1020%。 因此，在实际施工中，尽可能增加需要爆破石块的临空面，如清除石块周围的堆积物，上次爆破为下次爆破创造临空面等。 （四）施工辅助作业 供风、供水 在隧道进、出洞口处分别设一 座空压机站，并联安装 20m3/min电动空压机，供应各施工面所需高压用风。 在施工前期高压电源未接通时均采用内燃空压机供风。 为确保长大隧道施工风压、风量的需要，适时、适当位置安装高压储风罐。 隧道开挖面工作风压不小于。 高压风管采用φ200mm的无缝钢管。 施工用水可直接就近打井取水，铺设供水管道，在每个洞口设集水池，采用 HYGS型变频恒压供水设备供水的方案，铺设φ 200mm钢管输水供隧道用水。 施工运营排水 施工排水：顺坡施工时，排水方便，只需在洞身两侧挖排水沟，利用自然坡度排水至洞外污水处理池 ，经过处理后排放。 隧道反坡施工时则采用反坡排水，在洞内一侧每隔 400m左右布置一个集水坑，集水坑之间水泵接力抽水，直至排到洞外污水净化池达标后排放。 运营排水：隧道内设双侧高式水沟。 福州 市螺洲大桥南接线工程项目 爆破设计 21 施工供电 施工用电可根据需要从就近的电力线自设变压器引入。 隧道进出口处均设一座变、配电站，以满足长大隧道施工设备用电的需要。 同时在洞口各设置一座发电组，在电网电力不足、线路维修等情况下供隧道施工用电。 施工照明：采用新光源洞内外照明，新光源采用低压卤钨灯、高压钠灯、钪纳灯、纳铊铟灯等。 新光源照明具有安全性能好，能大幅度 提高施工现场及工作面的照明亮度，创造良好的照明环境，保证施工操作质量。 设置固定式照明设备，并设置应急照明设备，应急照明灯具安装间隔不大于 50m且必须在供电中断时能自动接通并能连续工作 2h 以上。 施工通风 图 2 隧道施工通风图 隧道各口单独采用混合式通风方式。 采用φ PVC“双抗”软质风管。 （五）监控量测与地质工作 施工监控量测 本工程施工中采用平行作业、立体交叉，各作业面相互影响。 因此，要保证施工安全和结构使用安全，必须加 大监控量测力度，通过施工动态观测分析，采用合理的支护参数，进一步优化设计，确保结构安全。 通过施工量测优化施工方案，正是“新奥法”的精髓所在。 福州 市螺洲大桥南接线工程项目 爆破设计 22 我们承诺严格按照业主要求进行监控量测，及时向有关方面提交监测资料。 （ 1）量测目的 及时了解施工中围岩和支护结构的力学动态信息，及时反馈信息指导施工作业，保证施工安全。 通过对围岩和支护结构的变形、应力量测，及时修改支护参数，不断优化施工方案。 根据“新奥法”原理，通过围岩量测，确定适时进行被覆混凝土施工的合理时间。 通过对工作面状态、围岩地质变化情况、地下水分布情况 等进行全面的了解，预测可能出现的施工隐患，做到提前分析，制订预案，防患于未然。 通过监控量测及时掌握施工效果，以改进施工工艺，进一步提高工程质量。 （ 2）量测项目 隧道施工中的监控量测，按国家规范的规定和设计图纸要求，通常情况的必测项目为：周边位移量测、拱顶下沉量测等。 选测项目为： 围岩内部变形量测、围岩压力量测、支护及衬砌应力量测、钢架内力及所承受的荷载量测、围岩弹性波速度测试等。 施工时根据图纸要求和各隧道的具体情况以及设计单位和监理工程师的指示选定。 （ 3）隧道内外观察 隧道内观察主要包括工作面状态、围 岩变形、围岩风化变质情况、节福州 市螺洲大桥南接线工程项目 爆破设计 23 理裂隙、断层分布和形态、地下水情况以及喷射混凝土的效果；洞外观察包括对洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰坡的稳定以及地表水渗透等的观察。 观察后绘制开挖工作面略图 (地质素描 )，填写工作面状态记录表及围岩类别判定卡，对已施工区段的观察也每天至少进行一次，观察内容包括喷射混凝土、锚杆、钢架的状况。 （ 4）周边位移量测 量测隧道断面的收敛情况，包括量测拱顶下沉、净空水平收敛以及底板鼓起。 围岩变化处适当加密，在各类围岩的起始地段增设拱顶下沉测点1～ 2 个，水平收敛 1～ 2对。 当发生较大涌水时， Ⅲ类围岩量测断面的间距缩小至 5～ 10m。 各测点在避免爆破作业破坏测点的前提下，尽可能靠近工作面埋设，一般为 ～ 2m，并在下一次爆破循环前获得初始读数。 初读数在开挖后 12h 内读取，最迟不得超过 24h，而且在下一循环开挖前，必须完成初期变形值的读数。 净空水平收敛测线的布置根据施工方法、地质条件、量测断面所在位置、隧道埋置深度等条件的确定。 在地质条件良好，采用全断面开挖方式时，可设一条水平测线；当采用台阶开挖方式时，可在拱腰和边墙部位各设一条水平测线。 拱顶下沉量测与净空水平收敛量测在同一量测断面内进行，可采 用水准仪测定下沉量。 当地质条件复杂，下沉量大或偏压明显时，除量测拱顶下沉外，尚应量测拱腰下沉及基底隆起量。 拱顶下沉量测与净空水平收敛量测采用相同的量测频率，根据变形速度和距开挖工作面距离选择较高的一个量测频率。 围岩松弛范围量测可采用弹性波法或位移法。 福州 市螺洲大桥南接线工程项目 爆破设计 24 当围岩条件差、变形过大或初期支护破损变形较大时，进行支护结构内的应力及接触应力量测。 各项量测作业均持续到变形基本稳定后 1～ 3 周，停止量测作业须经监理工程师批准。 （ 5）量测数据处理 及时对现场量测数据绘制时态曲线 (或散点图 )和空间关系曲线。 当位移 ~时间曲线趋 于平缓时，进行数据处理或回归分析，以推算最终位移和掌握位移变化规律。 当位移 ~时间曲线出现反弯点时，则表明围岩和支护已呈不稳定状态，此时密切监视围岩动态，并加强支护，必要时暂停开挖。 隧道周壁任意点的实测相对位移值或用回归分析推算的总相对位移值均小于下表所列数值。 当位移速率无明显下降，而此时实测位移值已接近表列数值，或者喷层表面出现明显裂缝时，要立即采取补强措施，一并调整原支护设计参数或开挖方法。 隧道三维非接触量测新技术 （ 1 ）概述 在隧道工程施工中，工程测试技术越来越受到重视，但围岩净空位移量测 基本上还是沿用 20 世纪 60~70 年代的量测方法，一般采用钢尺式收敛计，挂钢尺抄平等接触方式进行。 这种方法具有成本低、简便可靠、能适应恶劣环境等优点，但采用此种方法有以下几点不利因素：该法对施工干扰大；由于人为因素对测量精度影响较大，测量质量不稳定，容易产生人为错误，不能保证施工安全；测速慢，从而更加大了对施工的干扰；当跨福州 市螺洲大桥南接线工程项目 爆破设计 25 度大于 15m时，由于钢尺的抖动、拉伸、温差等因素及工作条件恶化使测量无法进行。 以上这些都使钢尺式收敛计越来越难以满足现代隧道 快速、大跨、安全施工的技术要求。 因此，在施工中我们从高精度、简单实用、快速准确的原则出发采用非接触观测技术对开挖围岩实施监测，该技术目前已在我单位在建隧道工程中广泛采用。 （ 2）观测原理 非接触观测是以光学 /电磁方式远距离测定结构上点位的三维坐标。 由于无须接近测点，该法避免了传统接触式观测必须触及测点才能观测的缺点，是隧道变形观测技术的发展方向。 目前实现基于光学方式的非接触观测一般有三种途径： 以精密测角的空间前方交会原理为基础，由数台电子经纬仪联合进行的三维解析测量； 以角度、距离同时测量的流动极坐标法 为基础，采用一台全站仪的三维自由工作站； 三维近景摄影测量。 本工程施工中我们采用全站仪设三维自由站观测方法，全站仪自由设站三维观测是从任一观测站观测若干已知点的方向和距离，通过坐标变换求得该自由测站上仪器中心的坐标，以此计算出其余新点的坐标。 由于仅使用一台测量仪器且测站可自由设置而无须造点对中，同时观测数据可通过现场计算机快速处理，因此此种观测方法适合在狭窄隧道空间内进行精度要求较高的实时变形观测。 福州 市螺洲大桥南接线工程项目 爆破设计 26 （ 3）观测系统配置 全站仪自由设站三维非接触观测系统由全站仪、反射靶标及计算机组成。 对于用于隧道变形观测的 全站仪，具有三同轴光学系统，即视准轴与光波发射轴、接收轴同轴，同时具有良好的反射膜片观测功能。 反射靶标采用一种具有超强回复功能的反射膜片取代圆棱镜，此种超强反射膜片正面均匀满布微棱镜体，可以将入射光束沿原路高度返回；膜片的反面涂有强力压敏胶，可以牢固地粘附在结构表面上。 由于光束在微棱镜体中的折射光路极其微小，因此回复反射膜片面性的物理棱镜常数视为零。 观测主机采用瑞士 LEICA公司的 TC20xx全站仪，反射靶标采用日本 SOKKIA公司的 RS 反射膜片，观测数据的存储及取出则采用 LEICA 的 GRM10(64K)记 录模块和 GIF10阅读器。 （ 4）观测 ①目标点与测站设置 基准点：基准点用于建立三维坐标系，要求稳固不动，其坐标可根据现场情况自行设置而不必测量 (如用于建立绝对三维位置坐标系则需先测定基准点的坐标，对于变形作业一般无此要求 )。 在隧道出口设置 4 个地面基准点，其中 2点为校核点，地面基准点用混凝土浇铸而成，埋置深度 1m，采用对中杆及圆棱镜观测；在洞内衬砌上设置后视点，由变形点粘贴反射膜片而成，用于坐标传递。 变形点：在洞内衬砌上一般地段每隔 50m设置一个测量断面、不良地质地段加密到每隔 10m设置一个断面，每个 断面布设 3个变形测量点，分别位于墙脚 (路面以上 1m)、起拱线以上。 变形点由薄钢板福州 市螺洲大桥南接线工程项目 爆破设计 27 ( )弯成直角形状并用膨胀螺栓锚固在衬砌表面上而成，反射膜片裁成 70mm方片粘在钢板上，反射膜片与仪器光轴的倾斜角度不大于 30 度。 变形点的观测距离为 2985m。 测站：测站在洞内设置 4个，洞外设置 2个。 洞内测站设于边墙电缆槽上。 为避免车辆振动干扰及安全起见，观测时测站附近设置防护区。 由于是自由设站，测站上仪器无需对中，但为了消除膜片倾斜对测距的影响，测站位置大致固定 (即在测站处做一标记，每次观测仪器均 架在该处 )。 ②观测 观测前，对全站仪的各项轴系误差及指标差进行准确调校。 观测时，打开仪器的角度改正及补偿器功能，并对仪器进行气压和温度的气象改正。 观测采用记录测量模式，所有观测数据均存储在 GRM10模块内。 为了确保观测精度，采用三次重复设站，每次设站采用双盘测回结合三次重复照准的冗余观测方法，即每一测站上分别用两个盘位连续、重复照准三次目标点，得 23 个观测值，然后取其平均值作为一次设站观测的结果。 ③三维坐标 /收敛基线的观测精度 对于目标量 F(三维坐标 /收敛基线长 )={H， V， D}，观测量平均值误差 FS 、VS 、 DS 对 F 的一次观测的影响 SF 可由误差传播率计算得出，则三次重复设站的平均值 F 的精度为： 3/FF SS  而平均值 F 的精度还可根据目标量三次设站的实测结果，按贝塞尔式给出： 福州 市螺洲大桥南接线工程项目 爆破设计 28 根据观测量的实际观测误差以及三次重复设站的实测结果，分别对隧道三维坐标和收敛基线的观 测精度进行评定。 ④变形观测精度 净空变形的观测结果 ui 为三维坐标 /收敛基线的初始观测值 0F 与当前观测值 iF 之差，即 ii FFu  0 ，则在等精度条件下，其观测精度为 Fu SS  2。 ⑤变形观测结果的评定 按 A 类不确定度方法给出重复设站的变形观测的最终结果为： uvpii SkuU   式中， ui 为净空实际变形的范围 值，其置信概率为 p(一般取 95%)。 对于正态分布，覆盖因子 vpvp tk   (由 t分布表查取 )。 对于三次重复设站，自由度 v=2。 ⑥净空变形观测成果 根据观测结果可得出净空收敛变形和净空周边点位移；根据收敛及周边点位移的观测结果，可对隧道的净空变形形态进行评估及变形预测。 采用非线性回归和灰色理论对观测结果进行预测，建立三种预。