隧道光面爆破設(shè)計案例總結(jié)（32頁）

1、隧道光面爆破設(shè)計隧道光面爆破設(shè)計背景 某隧道為巖溶隧道，隧道斷面為135m2，斷面高11.7m，寬為13.8m，地質(zhì)條件復(fù)雜，圍巖主要以灰?guī)r、白云巖為主，弱微風(fēng)化灰?guī)r段為、級圍巖，極限抗壓強(qiáng)度60fr80。 爆破設(shè)計的順序 1分析巖性和隧道斷面2確定開挖方法3確定開挖進(jìn)尺4爆破器材選擇5掏槽眼設(shè)計6周邊眼設(shè)計7二圈眼設(shè)計8掘進(jìn)眼設(shè)計9底板眼設(shè)計10各類孔藥量分配11總藥量和總眼數(shù)核對12爆破網(wǎng)絡(luò)設(shè)計13參數(shù)現(xiàn)場優(yōu)化。 1、巖性分析和開挖方式選擇 巖性分析：圍巖主要以灰?guī)r、白云巖為主，弱微風(fēng)化灰?guī)r段為、級圍巖，極限抗壓強(qiáng)度60fr80，、級圍巖段屬于硬巖，爆破難度屬難爆。開挖方式選擇：根據(jù)地質(zhì)條

2、件與斷面情況，開挖方法主要采用臺階法開挖。各部參數(shù)為：上臺階高為7.0m，輪廓線弧長22.6m；下臺階高3m；仰拱最大高度1.7m。 2、確定最大炮孔深度炮眼深度確定因素 炮孔深度受開挖斷面大小的約束，炮孔過深，受巖石的夾制作用大，殘眼率高，炮孔利用率低。一般情況下，炮孔深度L取隧道高度（或?qū)挾龋┑?.50.7倍（取值按高度或?qū)挾鹊男≈涤嬎悖?。炮眼深度確定上臺階最大鉆孔深度L=0.57.0=3.5m 掏槽眼鉆孔深度3.5m 周邊眼、二圈眼和掘進(jìn)眼3.2m 下臺階和仰拱也按3.2m眼深控制 3、爆破器材的選擇影響爆破效果的主要因素炸藥的安全性主要受炸藥的耐熱性和敏感度影響，但是敏感度過低，會使起

3、爆能過大，容易發(fā)生拒爆現(xiàn)象，相反敏感度過高，則使用不安全；在裝藥結(jié)構(gòu)一定的情況下，爆破震動的大小主要受炸藥的猛度和爆速影響，猛度和爆速越大，其炮轟波速度越大，震動越大；爆力和爆速對巖體的破碎程度也有較大影響，爆力主要體現(xiàn)炸藥爆破時對周邊介質(zhì)做功的大小，爆力越大，其爆破能越大；爆破有害氣體主要與炸藥的成分有關(guān)，炸藥特阻抗與巖體特阻抗的匹配系數(shù)對炸藥的爆破功利用效率有較大影響，匹配系數(shù)越高，爆破功利用效率越高。爆破器材的選擇為了取得良好的光面爆破效果，一般選用安全效能高、敏感度適中、爆破有害氣體少、低猛度、低爆速、高爆力、與巖體的匹配系數(shù)高的炸藥。在無水地段采用2號巖石硝銨炸藥地下水豐富地段采用2

4、號巖石乳化炸藥導(dǎo)爆網(wǎng)絡(luò)由塑料導(dǎo)爆管與非電毫秒雷管組成4、掏槽眼設(shè)計隧道開挖掏槽結(jié)構(gòu)主要有楔形掏槽和直眼掏槽兩種形式。楔形掏槽有垂直楔形掏槽、水平楔形掏槽、爬眼等形式。如果爆破進(jìn)尺要求較大時，在斷面尺寸允許的情況下，采用多重楔形掏槽。 該隧道斷面寬度13.8m，巖石極限抗壓強(qiáng)度60fr80 MPa，巖石可爆性屬難爆，根據(jù)現(xiàn)有情況，選用多重垂直楔形掏槽方式 。表1 楔形掏槽參數(shù)表 圍巖級別堅固系數(shù)（f）掏槽眼對數(shù)掏槽眼間距(m)炮眼夾角（）炮眼底間距（cm）、68230.40.8457520注：1.掏槽的對數(shù)與斷面的寬度和巖石堅固程度相關(guān)，斷面大，巖石堅固程度高，對數(shù)取大值，相反取小值 在本斷面中

5、掏槽眼取2對，共16個眼炮眼夾角按由內(nèi)向外依次增大 。垂直楔形掏槽 （1）周邊眼間距和孔數(shù)周邊眼間距經(jīng)驗(yàn)公式為E=10d18d（d為孔徑），圍巖情況好，取大值，相反，取小值，根據(jù)現(xiàn)場隧道、級圍巖的情況，周邊眼間距取4050cm。取周邊眼間距=45cm則上臺階周邊眼個數(shù)：N=L/E=22.6/0.45=50個。5、 周邊眼設(shè)計（2）周邊眼最小抵抗線周邊眼間距確定后，在、級圍巖下，按炮眼密集度公式m= E/W=0.71.0，可得最小抵抗線W=5075cm。斷面跨度大，光爆眼所受到的夾制作用小，取較大值，相反，取小值，巖石強(qiáng)度高取小值，相反取大值。周邊眼最小抵抗線W=60cm（3）周邊眼不耦合系數(shù)光

6、面爆破周邊孔采用不耦合裝藥。一般不耦合系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值為D=1.52.0。 現(xiàn)場鉆孔孔徑為d=42mm，現(xiàn)場實(shí)際采用25mm得D=1.68符合D=1.52.0的條件。（4）周邊孔裝藥結(jié)構(gòu)裝藥采用不耦合間隔裝藥結(jié)構(gòu)（也可采用小藥卷連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)），因間隔距離超過殉爆距離等因素，一般用導(dǎo)爆索串聯(lián)各藥卷以加強(qiáng)傳爆的穩(wěn)定性，藥卷采用25小藥卷，孔底用半卷32藥卷加強(qiáng)。（5）周邊孔單孔藥量計算單孔裝藥量，以kg/m表示。 式中：q裝藥集中度，kg/m；k單位體積耗藥量，kg/m3，試驗(yàn)得1.6 kg/m3；e炸藥換算系數(shù)，e=320/B；B炸藥的爆力，ml,對巖石硝銨炸藥B=320;w最小抵抗線，m；計算得：q

7、=0.3311.60.60.6=0.191kg/m單孔藥量：QK=qL=0.1913.2=0.611kg圍巖情況取值范圍見表2 巖石類別炮孔直徑(cm)藥卷直徑(cm)間距E(cm)不耦合系數(shù)D抵抗線W(cm)密集度m（E/W）裝藥集中度（q）(kg/m)硬 巖60fr8040502540501.62.050750.71.00.150.25注：1.fr為單軸極限抗壓強(qiáng)度；2.孔間距隨巖石強(qiáng)度或輪廓曲率半徑變大，而增大；3.在本斷面中，周邊眼45cm，周邊眼抵抗線60cm。裝藥集中度0.19kg/m。（6）周邊眼爆破死角處理 上臺階周邊眼與底板眼連接部夾角小，爆破時，夾制作用大，在角隅處減少藥量

8、，將周邊眼間距適當(dāng)加密，并最后起爆。 6、二圈眼設(shè)計 二圈眼爆破質(zhì)量的好壞直接影響光面爆破的效果，二圈眼間距按不小于周邊眼的抵抗線考慮。在本斷面中，二圈眼的間距取a=6080cm，抵抗線取80cm，上臺階孔數(shù)可按下式計算。式中：R -開挖輪廓線半徑，m；W -周邊眼抵抗線，m；L -開挖輪廓線周長，m；a -二圈眼眼間距，m;7、掘進(jìn)眼掘進(jìn)眼布置主要是確定炮眼間距和最小抵抗線，炮眼間距和最小抵抗線大小的選取由巖石的堅硬程度和炮眼深度確定。抵抗線W與炮眼深度L的關(guān)系式為：W=（0.20.5）L在硬巖中，炮眼越深，取較小的系數(shù)，反之取較大的系數(shù)結(jié)合本隧道、級圍巖的掘進(jìn)眼環(huán)向間距通?？刂圃赼=0.6

9、1.0m，掘進(jìn)眼層間距為b=0.81.2m，且環(huán)向間距和層間距一般按由內(nèi)向外逐漸減小的原則布設(shè)。8、底板眼底板眼主要對巖石進(jìn)行二次粉碎和起到翻渣的作用，布置原則一般為孔間距a=0.81.2m，距離二臺眼距離b=0.81.0m。當(dāng)?shù)装逖畚恢梦挥谒淼姥龉暗撞块_挖輪廓線時，孔間距一般為0.50.8m。9、各類孔炸藥分配(1)周邊眼采用不耦合間隔裝藥結(jié)構(gòu)，其余孔采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)。 (2)各類孔裝藥量分配順序?yàn)椋禾筒劭字苓吙锥拙蜻M(jìn)孔底板孔。(3)孔內(nèi)炸藥長度結(jié)合圍巖情況、炮口封堵長度和孔所在位置，綜合考慮各孔藥量。上臺階布置原則如下：掏槽孔一般按照0.80.9倍孔深連續(xù)裝藥；周邊孔按裝藥集中度計算單

10、孔藥量；二圈眼按照0.60.7倍孔深連續(xù)裝藥；掘進(jìn)眼按照0.70.8倍孔深連續(xù)裝藥；底板孔一般按照0.70.8倍孔深連續(xù)裝藥。同樣，由于下臺階和仰拱具有良好的臨空面，裝藥量配置適當(dāng)減小。上臺階各孔布置及藥量布置 表3 上臺階、級圍巖鉆爆參數(shù)表下臺階各孔布置及藥量布置 下臺階、級圍巖鉆爆參數(shù)表 10、總藥量與總孔數(shù)核算(1)上臺階總藥量鉆孔深度為3.2m爆破總裝藥量：Q=KSL=0.9（77.823.2）=224.12kg 式中：K -單位炸藥消耗量，結(jié)合本合同段巖石強(qiáng)度、斷面寬度和爆破進(jìn)尺綜合考慮，上臺階：取K=0.9kg/m3，（查定額堅固系數(shù)f= 68時，松動爆破K=0.5 kg/m3，加

11、強(qiáng)松動K=0.7 kg/m3，拋擲爆破K=1.2 kg/m3）。S -斷面面積（m2）,上臺階面積S上=77.82m2；L -炮眼深度（m）,3.2 m。 （2）上臺階總孔數(shù)除周邊孔外，炮眼數(shù)目按式計算。N = 式中：N -炮眼數(shù)目，個 K -光面爆破單位炸藥消耗量，kg/m3 L -炮眼深度，3.2m n -炮眼裝藥系數(shù)，查表取0.8， r -炸藥的線裝藥密度，1kg/m S=開挖斷面積，m2 -周邊眼總裝藥量， kg 上臺階輪廓線長22.6m，周邊眼按間距45cm布孔，裝藥集中度取0.19kg/m,孔深3.2m。得：N孔=22.6/0.45=50個，周邊眼總藥量=500.193.2=30.4kg上臺階總藥量Q=KSL=224.12kg 代入?yún)?shù)得：N=76個則上臺階總炮孔N=76+50=126個。計算得知，其上臺階布孔數(shù)和總裝藥量合理。同理，計算仰拱和下臺階，其參數(shù)合理。11、 起爆網(wǎng)路隧道爆破開挖使用塑料導(dǎo)爆管非電起爆網(wǎng)絡(luò)，起爆過程中嚴(yán)格控制孔內(nèi)各段位的毫秒雷管段差，起到微差起爆的目的。在網(wǎng)絡(luò)連接過程中，孔內(nèi)的非電毫秒雷管跳段使用，段差按由內(nèi)向外跳級增加，考慮減震效應(yīng)，多重掏槽的掏槽眼段差一般取5075ms，周邊眼和二圈眼段差一般在100ms左右，周邊眼一般采用大段的非電毫秒雷管引爆，且周邊眼通常結(jié)合使