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地铁隧道工程爆破施工方法和施工方案简介与介绍


深圳地铁 X 号线 XX 标段竖井、隧道 工程

爆破设计方案

设计: 审核: 审批:

深 圳 市 XXX 爆 破 工 程 公 司

1 概述:
1.1 编制依据和编制原则:
1.1.1 编制依据: 1.竖井及隧洞设计图纸; 2.国家现行的土方与爆破工程施工及验收规范; 3.《民用爆炸物品管理条例》 4.《爆破安全规程》(GB6722-2003)。 5.现场勘察及业主提供的设计资料及与建设方签定的爆破施工合同。 1.1.2 编制原则 1.针对图纸设计要求,遵守技术规范,保证工程质量; 2.结合地质条件,确保施工可行性,合理性,确保安全生产。

1.2 工程概况
深圳地铁 X 号线 XXX 标香蜜站区间和安托山站站区间位于福田区 内。用矿山法隧道起讫里程: 1)侨香站~香蜜站区间:左线 ( ZDK20+050.000 ~ ZDK20+386.114 , 长 度 336.114m ; 右 线

YDK20+050.000~YDK20+382.800,长度 332.8m,总长 668.914m; (2) 安托山站~侨香站区间:左线 ZDK19+305.000~ZDK19+485.000 长度 180m; 右线 YDK19+275.000~YDK19+475.000, 长度 200m, 短链 5.609m, 矿山法遂道总长 385.609m。其施工竖井、隧道等工程遇到石方需要爆破, 爆破工程特委托深圳市浩丰达爆破工程有限公司进行爆破设计和爆破施 工。 该标设侨香站~香蜜站区间和安托山站~侨香站区间, 2 站 2 区间, 共 各区间分别设一条施工竖井。爆破总工方量约 42000m3。
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1.2.1 施工环境 1.侨香站~香蜜站区间, 线路穿越翠海小区沿润田路向东北方向延 伸,再穿越一片绿地后进入侨香路,穿越香莲立交,沿侨香路向东延 伸进入香蜜站。 (见图 1) 2.安托山站~侨香站区间, 线路出安托山站后沿侨香四道呈东西方 向敷设,到达侨香路后再向东北方向延伸,进入侨香站。 (见图 2) 1.2.2 地质条件 区间隧道穿越地层主要有人工填土层、冲洪积粘土层、冲洪积砂 层、残积层、全~强风化岩层,区间中间段穿越中~微风化地层的硬 岩段,根据详勘地质中间版报告(2008 年 3 月) ,区间中间段局部在全 断面的中、微风化的花岗岩岩层中穿越。 1.侨香站~香蜜站区间的施工竖井(深约 25m)自上而下为:填土 层、砾 (砂) 质粘性土层、 全风化花岗岩,其中填土层约 5.2m,砾(砂) 质粘性土层约 18.5m,其余为全风化花岗岩。 2.安托山站~侨香站区间的施工竖井(深约 19m)自上而下:穿过 素填土、花岗岩强、中、微风化等地层。 侨香站~香蜜站区间隧道范围内地下水主要为第四系孔隙水和基 岩裂隙水,地下水位高程 21.99~30.50m,而安托山站~侨香站区间竖 井井身地下水位约 1.93~5.73m,以孔隙潜水为主,主要由大气降水补 给,水量较丰富,雨季时必须注意排水和片帮、冒顶问题。

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2 爆破方案的选择和爆破参数
2.1 爆破方案选择
按照矿山法隧道爆破开挖“短进尺,弱爆破”的原则,根据本工 程的地形条件、周围环境、工程要求等,本爆破工程采用Ф 42mm 直径 炮孔,单循环进尺 1.2~1.5m。 深圳地铁 2 号线 2222 标需要爆破开挖的典型断面是: 1.竖井施工:以安托山站~侨香站区间 ZDK19+420.000 竖井爆破 开挖设计的断面为例(侨香站~香蜜站区间的竖井开挖,若需要爆破, 也在 24m 以下) ,其开挖平面尺寸 5.6m× 7.6m,深度 19m。采用ф 42 四眼中空直眼掏槽分层开挖爆破方法,辅以井口覆盖防护措施。 2.隧道区间爆破施工 隧道为圆形断面,开挖段采用矿山法全断面法施工,采用四眼中 空直眼掏槽,周边眼采用弱装药,以减少爆破对围岩的影响。

2.2 爆破参数
2.2.1 竖井爆破参数选择 1.竖井尺寸:开挖尺寸 5.6m× 7.6m(加护壁厚度) 2.起爆方式:采用非电毫秒导爆雷管微差起爆。 3.炸药种类:Ф32 筒状乳化炸药。 4.单循环进尺:1.5m。 5.炮孔布置:孔距× 排距=0.8m× 0.8m。掏槽眼深 2.0m,其余孔深 1.8m。采用四眼中空直眼掏槽,掏槽眼距空孔的距离为 0.15~0.2m(见
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图 3:竖井炮孔布置及起爆顺序图) 。 6.竖井掘进爆破单位炸药消耗量取 0.8~1.0 ㎏/m3,炸药单耗随岩 石风化程度的不同而调整,最大段药量 Q=7× 0.96=6.8 ㎏。 爆破参数表 爆破进尺 (m) 1.5 孔深 孔距 排距 单耗 单孔装药量 堵塞长度 (㎏) 0.70~0.96 (m) 0.7~0.9

(m) (m) (m) (㎏/m3) 1.8 0.8 0.8 0.8~1.0

2.2.2 隧道区间爆破 根据技术条件,隧洞掘进采用浅眼爆破法。炮眼呈同心圆布置, 采用四眼中空直眼掏槽,全断面一次成形,主要参数如下: 1.隧洞断面形状:园形断面,尺寸如附图 5 所示。 2.炮孔直径 φ=42mm。 3.单循环进尺:L=1.2m。 4.孔网参数: (1)掏槽眼:共 5 个,中间一个空眼,空眼四边装药眼,与空眼 的距离为 0.15~0.2m。 (2)辅助眼:在掏槽眼与周边眼之间设辅助眼,圈距 0.8m,眼与 眼的间距为 0.9-1.0m。 (3)周边眼:沿爆破成形的轮廓四周布置,圈距 0.6~0.7m,眼距 0.7~0.8m。 5.孔深 L:
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L=1+△1 式中: L——单循环爆破深度,m;

(m)

△L——炮孔超深,m。一般取△L=0.2m。其中掏槽眼超深 为 0.5m。 6.炮孔倾角 β;掏槽眼和辅助眼一般为水平布孔,周边眼略为向外 张开布孔。 7.炸药单耗 K:K=1.0~1.5kg/m3 8.装药量计算: Q=K V 式中: Q——单循环装药量,kg K——炸药单耗,kg/m3; V——每个炮眼负担的爆破体积,m3; 9.填塞长度 L1;L1=0.5~0.7m。 2.2.3 炮孔装药与回填 所有炮孔必须逐步验收合格,并详细填表记录,由技术人员逐孔计 算好装药量, Φ32mm 乳化炸药连续装药, 用 每个炮孔按照起爆顺序的 要求装一发微差导爆管雷管,起爆药包置于炮孔的中下部。炮孔装药 后,剩余空孔段用砂质土充填实(水孔用粗砂回填实) ,保证充填长度 和充填质量。 2.2.4 起爆顺序、起爆方式与起爆网路 采用微差爆破,微差间隔时间大于 50ms。首先起爆掏槽眼,再起 爆辅助眼,最后起爆周边眼。非电起爆法的导爆管在孔外采用簇联方
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(kg)

式,用电雷管起爆。起爆站位于地面安全区域,用铺设在井(洞)壁 的专用电缆连接起爆器与电雷管,每个电雷管引爆的导爆管不大于 10 根。 (起爆方式见图 4)

3 爆破有害效应分析与防护
3.1 爆破地震计算与控制
根据“爆破安全规程(GB6722-2003)”提出的计算公式,微差爆 破时的最大段药量 Qmax 按下式: Qmax=[R(V/K)1/a]3 式中:Q―微差爆破时最大段药量或齐发爆破总约量,kg; R―爆破中心到测点的距离,m; (R=40m,以 40m 居民 楼为保护目标) V―允许的安全振速,cm/s; (取 V=1 ㎝/s) K―与场地有关系的系数,中硬岩层取 K=90 a―地震衰减指数,中硬层取 a=1.50 由于竖井爆破的同段起爆孔数 7 个,即最大段装药量为 6.8kg, Qmax=7.9kg>6.8kg;计算结果值大于施工中的同段装药量最大值, 爆破振动不会破坏周围建筑物及地下构筑物(见下表), 为了避免造成扰 民影响,尽可能多分段,进一步减轻爆破振动。 R(m) V=1 时 Q(kg) 7.9 15.4 63.2 123.4 40 50 80 100

3.2 爆破飞石
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竖井爆破均在井下 5m 以下进行,井口采用钢管+钢筋网+建筑模 板+砂袋进行整体覆盖防护,飞石不会逸出井口,竖井警戒半径 100m。 (见图 4 )

3.3 爆破毒气
爆破后竖井和隧洞内存在有毒气体,在有毒气体稀释以前,任 何人员不得进入井(洞)内检查或作业。竖井开口时有毒气体采用自 然通风稀释为主,掘进超过 7m 深时,采取压入式机械通风措施。施工 人员必须在爆破 15 分钟后, 并且确认有毒气体完全稀释至安全标准后, 才能进入工作面。

4 施工安全技术措施
4.1 安全技术措施
1.爆破作业始终贯彻“安全第一、预防为主”的方针,严格遵守爆 破安全规程中的各项规定。 2.加强爆破作业人员的技术培训和安全教育,爆破员持证上岗。 3.合理布局,严格按照设计要求进行爆破作业。 4.严格控制炮孔装药量,确保填塞长度和填塞质量。 5.装药前必须进行验孔,不合格炮孔不许装药。 6.掌子面浮石应认真清理,以防落石伤人。 7.加强洞内爆后通风,洒水降尘,检测有害气体含量,只有有害气 体含量达到安全标准,人员才能进入工作面检查或作业。 8.作业人员配戴统一编号的作业卡, 爆区插红旗标识且设置装药安 全警戒范围,无关人员不得进入。
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9.爆破作业员持证上岗,起爆药包由指定爆破员加工,分开存放。 10.加强爆破震动监测,及时调整爆破参数。 在城市爆破工程中,震动速度的监测是降震指导施工的重要手段 之一,因此,要在爆破中进行爆破震动跟踪监测,根据监测信息,及 时调整爆破参数。

4.2 事故预防措施及应急预案
爆破现场发生爆破和爆炸事故可能表现为:装药过程的意外早爆 事故、起爆过程中的飞石事故和爆破后盲炮意外爆炸事故。防止上述 事故的对策有: 1.爆破现场设警戒线,禁止无关人员进入装药现场; 2.爆破员必须按照爆破安全规程操作,按操作程序加工起炮药包, 轻拿轻放爆破器材。装炮使用木质或竹质长棍,起爆药包装进炮孔后 不要用炮棍捣动孔内药包。 3.爆破作业现场的杂散电流值、射频电等符合规定,操作人员不能 穿化纤衣服。手机、对讲机远离装炮现场。 4.认真组织清理警戒工作,警戒人员布岗合理,并坚守岗位。警戒 时依次发出预告信号、起爆信号和解除警戒信号,以口哨、红旗和对 讲机进行联络,严防无关人员和车辆进入爆破危险区。 5.加强爆后检查,认真分析爆堆形状,判断是否有盲炮存在。如果 发现盲炮,依照盲炮的处理规定,及时进行处理。 6.成立事故应急分队,配备必要的应急药品和交通车辆。应急分队 定期进行实战演习,万一出现伤亡事故立即报告。
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7. 可能发生事故的应急预案 (一) 、预案制定的原则 根据《中华人民共和国安全生产法》《中华人民共和国安全生 、 产法实施条例》《建设工程安全生产管理条例》和《民用爆炸物品 、 安全管理条例》 等法令法规的有关规定, 坚持安全第一、 预防为主、 自救为主、统一指挥、分工负责的原则,确保一旦发生安全事故, 能有效的防止事故扩大,减少人员伤亡和财产损失,优先保护人和 优先保护大多数人,优先保护贵重财产,使救援工作科学、迅速、 措施得当,特制定本预案。 (二) 、可能发生事故的确定和影响 根据项目的特点和施工任务,本工程项目可能发生的安全事故 有:人员边坡作业和桩井作业时的坠落伤害、机械操作失误伤害、 意外爆破伤害、 防护设施垮塌伤害、 爆破飞石伤害、 爆破振动伤害、 爆炸气体伤害、食物中毒等。上述事故一旦发生,均会造成人员伤 亡或财产损失,必须引起项目施工管理人员和现场作业人员的高度 重视。 (三) 、应急机构的组成 工程项目部成立重大安全事故应急救援指挥领导小组,发生较 大事故时,领导小组成员迅速到达指定岗位,因特殊情况不能到岗 的,由所在单位按指挥机构组成名单排序递补。 应急救援指挥部办公室设在工程项目现场办公室。
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施工安全事故应急救援领导小组职责和分工: (1)负责制定和修订本工程项目的“施工安全事故的应急救援预 案” 。 (2)组织应急救援专业队伍,并组织实施和演练。 (3)检查督促做好重大事故的预防措施和应急救援的各项准备工 作。 (4)事故发生时,发布和解除应急救援命令,并组织指挥救援行 动。 (5)向上级汇报并组织事故调查,总结应急救援工作的经验和教 训。 (四) 、救援报警和联络电话 1) 报警注意事项 (1)报告事故发生地址。讲清楚事故发生在什么地方,什么 路几号、什么路口、附近有什么特征。 (2)报告事故类型。说明伤情(病情、火情、案情)和已经 采取了什么措施,好让救护人员事先做好急救的准备。 (3)说明事故地点的电话或手机号码,以便救护车(消防车、 警车)找不到所报地方时,随时用电话通迅联系。基本打完报救电 话后, 应问接报人员还有什么问题不清楚, 如无问题才能挂断电话。 通完电话后, 要有人留守电话, 并应派人在场外等候接应救护车 (消
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防车、警车) ,同时把救护车进工地现场的路上障碍及时给予清除, 以便救护车到达后能及时进行抢救。 (4)如有几部电话和手机,可由数人同时向有关救援单位报 警求救,以便让各种救援单位都能以最快的速度到达事故现场。 2) 报警电话及其他联络电话 报警电话及其他联络电话,见下表所列: 单位或 电 话 姓名 火 警 匪 警 医 疗 交 通 五)应急响应 安全事故的应急和救援措施应根据事故发生的环境、条件、原 因、发展状态和严重程度的不同,而采取相应合理的措施。因此本 《应急响应》是安全事故发生后,实施抢救工作和进行事故处理和 指导性意见,在实施过程中应根据不同情况随机进行处理。 1) 应急程序 (1)重大事故的应急响应 119 110 120 122

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首先发现者紧急大声呼救、同时可用手机或对讲机立即报告工 地当班负责人→条件许可紧急施救→报告联络有关人员(紧急时立 即报警、打求助电话)→成立指挥部(组)→必要时向社会发出救 援请求→实施应急救援、上报有关部门、保护事故现场等→善后处 理。 (2)一般伤害事故的应急响应 首先发现者紧急大声呼救→条件许可紧急施救→报告联络有 关人员→实施应急救援、保护事故现场等→事故调查处理。 2) 事故应急救援措施的基本要求 (1)各有关人员接到报警救援命令后,应迅速到达事故现场。 尤其是现场急救人员要在第一时间内到达事故地点,以便能使伤者 得到及时、正确的施救。 (2)当事故发生后,要立即与工地附近医院联系,要求派遣 医生来工地协助救护,当人员伤害较多或较严重时,应同时立即向 120 急救中心求救,或立即拨打 110 等求助有关部门或机构。 (3)当医生未到达事故现场之前,急救人员应按照有关救护 知识,立即救护伤员,在等待医生救治或送往医院抢救过程中,不 要停止和放弃施救。 (4)当事故发生后,或发现事故险兆时,应迅速组织疏散无 关人员撤离事故现场,积极采取有关措施并组织治安人员建立警 戒, 不让无关人员进入事故现场, 并保证事故现场的救援道路畅通,
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以便救援的实施。发现事故险兆时,应立即停止作业,采取必要的 应急措施后迅速组织人员撤离作业现场,并迅速研究、分析事故险 兆的发展,尽可能采取科学有效的措施,避免事故的发生。 (5)当发生重、特大事故,如上一级部门在事故现场建立应 急指挥部,专业救援队到达事故现场后,应急救援人员应协助他们 进行施救,并服从他们的统一指挥。 (六)应急救援预案的演练、评价及修改 工程项目部应经常不定期地对本应急救援预案进行演练,以检 验本应急救援预案的效果。演练或事故发生后,应对应急救援预案 的实际效果进行评价并对预案进行及时的修改和完善。

4.3 各种保证措施
1.爆破震动强度主要与爆破器材、岩石波阻抗、地形地貌条件、爆 破方式及爆心距等因素有关,因此,降低爆破震动应从以下几个方面 入手: (1)选择合理的炸药品种。 炸药品种与炸药的爆破震动速度有直接影响,根据工程地质和水 文地质条件,在掏槽眼和辅助眼部位选用防水效果好的乳化炸药,在 周边眼部位采用减弱装药。 (2)选择合理的雷管起爆时差。 爆破速度的大小与同时起爆的炸药量有关,设计中要使每段雷管 的起爆时差适当加大,防止前后段震动波的叠加,并严格控制单段爆
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破的装药量,以达到降震的目的。本工程拟采用国产Ⅱ系列非电毫秒 雷管爆破,低段跳段使用,以保证合理的起爆时差。 (3)选择合理的掏槽形式。 掏槽是隧道爆破成败的关键,也是产生最大爆破振动速度的主要 部位,根据以往施工经验,选用直眼掏槽形式。 (4)选择合理的钻爆参数。 根据开挖断面大小、部位、工程地质情况、周边环境条件等,选 择合理的炮眼深度、间距、掏槽形式、装药量、起爆顺序等钻爆参数, 提高装药质量和炮口堵塞质量,达到减震、提效的预期目的。 (5)加强钻爆现场管理,严格钻爆作业纪律,确保炮眼间距、周 边眼装药结构、掏槽形式、起爆顺序、单段最大起爆药量及堵塞长度 的质量等,满足设计和《爆破安全规程》要求。 (6)加强爆破震动监测,及时调整爆破参数。 在城市爆破工程中,震动速度的监测是降震指导施工的重要手段 之一,因此,要在爆破中进行爆破震动跟踪监测,根据监测信息,及 时调整爆破参数。 (7)始终贯彻“短进尺,弱爆破”的基本原则,达到“保安全,不扰 民”的目的。 2、超欠挖控制措施 (1)严格按周边眼小药卷间隔结构装药,防止药卷集中造成孔底 超挖或因加工工艺差产生瞎炮导致欠挖。 (2)严格控制周边眼起爆顺序,在满足爆破震动速度要求的前提
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下,周边眼尽可能安排少段次起爆,以减少由于起爆不同步引起的超 挖。 (3)严格控制周边眼的施工精度,施钻前必须在工作面按设计开 挖轮廓线放线,误差不得大于 5cm,并按爆破设计标出周边孔位置, 检查合格后方可施钻,钻孔中要严格控制周边孔外插角度,防止由于 外插角失控而引起的超欠挖。 (4)提高装药质量,杜绝施工中不按设计装药、不按要求堵塞等 不良现象。 (5)作好超前地质预报工作和爆破效果检查工作,以便及时快速 地调整爆破参数,达到控制超挖的目的。

4.4 爆破效果监测及设计优化
1.爆破效果检查 每次爆破后,对爆破效果进行仔细检查、分析爆破参数的合理性, 以确定出适合本岩层最佳爆破参数。从以开挖面平整、爆出石碴块度 是否适合装碴要求、爆破进尺是否达到爆破设计要求等几方面进行检 查、核定及分析。 2.爆破设计优化 根据每次爆破后检查情况,分析原因及时修正爆破参数,提高爆 破效果,改善技术经济指标。 根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况,修正眼距、装药量。 根据爆破后石碴的块度修正参数。石碴块度偏小,说明炮眼布置 偏密;块度过大说明炮眼偏疏,单孔用药量偏大。
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根据爆破振速监测,调整起爆最大药量及雷管段数。

5 施工组织设计
5.1 爆破器材用量及其管理
1.爆炸物品使用量(见表 1) 表1
名 称 单 吨 发 位 数

爆破器材总量表
量 备 注

乳化炸药 各种雷管

120 170000

2.爆炸物品管理 (1) 执行配送规定, 按当班使用量请求配送, 剩余爆炸物品退库。 (2)购买、领取、退库有专门台账,建立爆破器材使用记录。 (3)严格按照爆破安全规程有关规定,进行爆破器材的检查,发 现不合格产品禁止使用。 (4)加强爆破保管,防止丢失被盗。

5.2 施工设备、材料准备
1.设备调用 根椐生产计划安排确定的施工机械。钻爆施工和通风机械根椐施 工组织安排,实行动态管理。 2.主要材料采购与运输方法 根椐本工程的特点,主要材料为炸药、雷管;炸药、雷管等火工 品在公安局指定部门采购,由化轻公司仓库组织送货。

5.3 组织管理
1.组织机构
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设专职爆破队,由工地负责人指挥,由爆破工程师作为技术负责 人,下设钻孔班、爆破班、警戒班和后勤材料班共 4 个班。 2.爆破负责人和各班组职责 (1)爆破负责人职责;高度集中、统一指挥、内外协调、全面负 责和加强对该工程的生产指挥和技术管理工作。①根椐工程投入施工 力量,配置生产所需的各种机械设备。②建立健全多项管理制度;建 立定期会议制度,提出工作目标要求,协调处理存在的有关问题,以 保证整体工程正常有序地进行。 (2)爆破技术负责人职责;负责编制施工组织设计、施工进度计 划和施工技术方案,进行技术交底,审核并检查进度计划及计划落实 情况,审核爆破材料采购计划,提交成本计划方案。负责施工质量、 安全、进度的检查和验收结算等。 (3)爆破班职责;负责按爆破地形、爆深和爆破范围定位布孔, 检查和验收炮孔质量,保管现场的爆破器材,装药、联线、起爆、爆 后检查和盲炮的处理。落实爆破安全措施。 (4)钻孔班职责;负责按标定的孔位、孔深布孔,钻孔质量符合 要求。对钻孔机械进行日常维护保养。 (5)警戒班职责;在爆破工程师指导下,按技术要求进行防护, 组织防护材料,清理回收防护材料;按要求进行清场警戒,定时、定 岗,服从统一指挥。对清场警戒用工具进行维护保养。 (6)后勤材料班;负责各类材料计划和采购,办理爆破材料审批 和油品供应手续。登记、发放和监控各类材料情况,完善后勤保障系
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统。 3.劳动力配置(见表 2) 表2 序号 工种名称 专职爆破工 钻眼工 警戒人员 空压机工 材料员 勤杂人员 管理人员 合计 劳动力配备表 数量(人) 备注 含爆破安全员 1 2 3 4 5 6 7 8 4 现场保管员 18 0 2 1 2 2 29 兼职

4.作业制度和爆破时间 钻爆作业按二班倒循环进行,一般每 4 小时一个循环,作业时间: 8:00—12:00,14:00—18:00。

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