地下工程爆破

PAGEPAGE95·隧道地下工程爆破——中建五局隧道公司技術(shù)培訓(xùn)教材之一中建五局隧道公司2011年4月目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1．隧道爆破 31.1隧道爆破的基本概念 31.2常用術(shù)語及各部位炮眼名稱 51.3隧道爆破設(shè)計(jì) 61.4小斷面導(dǎo)坑爆破設(shè)計(jì) 271.5軟巖隧道爆破設(shè)計(jì) 351.6中硬巖、硬巖隧道爆破設(shè)計(jì) 431.7隧道光面爆破、預(yù)裂爆破 532．特殊條件下的隧道爆破 662.1軟弱圍巖隧道大斷面開挖爆破 662.2瓦斯隧道爆破 752.3微振動(dòng)爆破 813．爆破對(duì)隧道圍巖的擾動(dòng)破壞 823.1擾動(dòng)破壞的主要特征 833.2不同爆破方法對(duì)隧道圍巖的擾動(dòng)影響 834．隧道爆破質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) 864.1影響隧道爆破質(zhì)量的因素 864.2隧道爆破質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) 904.3關(guān)于質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的解釋 92地下工程爆破隨著土建工程的大規(guī)模發(fā)展，修建地下建筑物總是不可缺少的，除鐵路、公路、礦山井巷、油庫、工廠外，在大型水庫、農(nóng)田水利的長大水工隧洞和水力發(fā)電站等工程內(nèi)，地下建筑物也都占有相當(dāng)?shù)谋戎亍５叵鹿こ瘫葡抵干襟w內(nèi)的隧道、坑道、斜井、豎井和各種洞庫爆破的總稱。本書主要敘述鐵路、公路隧道的爆破設(shè)計(jì)與施工方法，其他地下工程的開挖與此均有相似之處，只作扼要敘述。1．隧道爆破1.1隧道爆破的基本概念1．單自由面爆破隧道爆破為只有一個(gè)臨空面的單自由面爆破。因而，爆破時(shí)受到巖石的夾制作用影響較大。通常它的裝藥量較露天爆破要多。而且，形成第二個(gè)臨空面的掏槽技術(shù)，是隧道爆破的關(guān)鍵技術(shù)。2．受地質(zhì)條件影響大通常隧道爆破受地質(zhì)條件的影響比露天爆破更大。因此，必須充分重視巖層的節(jié)理、裂隙、軟弱夾層、斷層破碎帶、涌水等對(duì)爆破效果的影響。3．受原始地應(yīng)力場的影響用爆破方法在山體中開挖隧道時(shí)，由于隧道上方有一定的覆蓋厚度，使隧道在山體或地層中有一埋置深度。隧道開挖之前，地層處于原巖應(yīng)力狀態(tài)，保持著相對(duì)平穩(wěn)和穩(wěn)定，地層處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，通常稱為原始應(yīng)力狀態(tài)。隧道開挖后，挖出了隧道斷面內(nèi)的巖體，產(chǎn)生了新的臨空面，導(dǎo)致圍巖面產(chǎn)生應(yīng)力重分布。模型試驗(yàn)證明，炮眼在爆破時(shí)裂縫的生成方向，通常有與主應(yīng)力方向一致的現(xiàn)象，即裂縫生成的順壓力原理。此外，水平方向炮眼的下方有第二個(gè)臨空面時(shí)，巖體自重產(chǎn)生的重力作用無疑會(huì)有助于這些炮眼的爆破。但是，某些埋深很大的堅(jiān)硬巖層中會(huì)存在很高的原始地應(yīng)力，使得爆破變得格外困難。有時(shí)甚至于要先打卸載孔減壓，以順利完成爆破工程。這些事實(shí)都告訴我們，隧道和地下工程爆破時(shí)，應(yīng)對(duì)原始地應(yīng)力場的影響給予必要的注意。4．受狹小空間的制約地下工程因其高度寬度有限，場地相對(duì)狹小，施工中也受到一定限制。如一次爆破的進(jìn)尺就有一定限度。受鉆進(jìn)效率及一次掏槽深度的制約，而有一個(gè)一次爆破的合理深度。此外，隧道的掘進(jìn)速度相當(dāng)程度上受制于在相對(duì)狹小的洞內(nèi)采用的機(jī)械裝備的效率。這些都是與地面爆破工程不相同的。5．對(duì)爆破效果應(yīng)有一個(gè)綜合的技術(shù)要求由于地下工程的特點(diǎn)，對(duì)隧道爆破效果的評(píng)價(jià)應(yīng)當(dāng)是一種綜合技術(shù)要求。即除了循環(huán)爆破進(jìn)尺深度、炮眼利用率、雷管炸藥等爆破器材的消耗指標(biāo)外，通常還對(duì)破壞塊度、渣堆形狀及拋擲距離、隧道圍巖穩(wěn)定的影響及成形指標(biāo)，如炮眼痕跡保存率等有明確的要求。通常隧道工程均要求采用光面爆破或預(yù)裂爆破技術(shù)。1.2常用術(shù)語及各部位炮眼名稱l.隧道爆破常用的術(shù)語(1)掏槽——在隧道開挖斷面中部偏下位置，鉆一定數(shù)量炮眼，并且超量裝藥，破碎并拋擲巖石，首先形成一個(gè)槽腔構(gòu)成新自由面的技術(shù)。這個(gè)新增加的自由面（臨空面）將為后續(xù)的其它炮眼爆破創(chuàng)造條件。(2)循環(huán)進(jìn)尺——一次開挖爆破的隧道進(jìn)尺。(3)炮眼間距——兩相鄰炮眼的中心距離。(4)抵抗線——裝藥中心至自由面的最小距離。(5)炸藥單耗——爆破1m(6)炮眼單耗——爆破1m3(7)炮眼利用率——實(shí)際循環(huán)進(jìn)尺與炮眼深度之比。(8)圍巖——開挖邊線以外的隧道保留的周圍巖體。(9)眼痕率——隧道爆破后，圍巖表面保留的炮眼痕跡與周邊炮眼數(shù)（不包括底眼）之比。2.隧道爆破各部位炮眼名稱隧道爆破各部位炮眼如圖1-1所示。(l)掏槽眼——開挖斷面中下部，最先起爆的一些炮眼。(2)擴(kuò)槽眼——隨掏槽眼之后圖1-1隧道爆破各部位炮眼名稱爆破的一部分炮眼。(3)邊墻眼——直墻部位的炮眼。(4)拱頂眼——隧道拱圈部位的炮眼。(5)周邊眼——周邊輪廓線上的炮眼。(6)底板眼——隧道最底部的一排炮眼。(7)二臺(tái)眼——緊挨底板眼之上的炮眼。(8)崩落眼——又稱掘進(jìn)炮眼。上述部位炮眼外的其余炮眼。1.3隧道爆破設(shè)計(jì)一、隧道開挖方法隧道開挖方法與隧道爆破方案之間有密切的關(guān)系。而隧道開挖方法則主要由隧道地質(zhì)條件、所擁有的機(jī)械設(shè)備、技術(shù)水平及工期等決定。目前常用的有以下幾種。1.全斷面法全斷面法適用于地質(zhì)條件較好隧道（如圖1-2所示），同時(shí)需配備一些大型施工機(jī)械，如鉆孔臺(tái)車、大型挖裝機(jī)械車輛，襯砌模板臺(tái)車等。全斷面法由于可采用高效大型機(jī)具，施工場地寬敞，通風(fēng)排水及管線布置簡單，且最大限度地減少了開挖過程中對(duì)隧道圍巖的擾動(dòng)而被廣泛采用。國內(nèi)鐵路系統(tǒng)如秦嶺隧道采用全斷面法，已成功實(shí)現(xiàn)平均月掘進(jìn)350m，最高達(dá)450m以上的記錄。實(shí)踐表明，全斷面法應(yīng)是大多數(shù)隧道施工時(shí)首選的合理的先進(jìn)的施工方法。圖1-2全斷面法2.半斷面法半斷面法通常也適用于地質(zhì)條件較好的隧道（如圖1-3所示）。在缺乏大型機(jī)械，或是中短長度隧道施工，配備過多大型設(shè)備成本過高時(shí)，常采用半斷面法。這種開挖方法，又可分為微臺(tái)階法(上半斷面臺(tái)階長為2.5-3.0m)及長臺(tái)階法。對(duì)于地質(zhì)條件不夠好的隧道，應(yīng)采用短臺(tái)階或微臺(tái)階法開挖，并要按設(shè)計(jì)要求平時(shí)做好初期支護(hù)；必要時(shí)仰拱要緊跟施工。1-3半斷面（正臺(tái)階）法3.分部開挖法在20世紀(jì)60、70年代以前，機(jī)械和隧道施工技術(shù)比較落后，曾廣泛采用分部開挖法施工。如上下導(dǎo)坑法、下導(dǎo)坑法、蘑菇形開挖法等。這些施工方法由于工序繁多，對(duì)圍巖多次擾動(dòng)，并長時(shí)間暴露，有時(shí)還因要抽換支撐造成隧道失穩(wěn)，隧道坍方經(jīng)常發(fā)生。此外，作業(yè)空間的狹小，半機(jī)械的作業(yè)方式造成施工速度低下。上下導(dǎo)坑等落后施工方法由于其施工順序的不合理性，導(dǎo)致用這種方法施工的隧道，大多在交付運(yùn)營前后襯砌發(fā)生長大貫通裂縫。因此，今后一般不應(yīng)再輕易選用這類施工方法。當(dāng)然，隧道施工還有眼鏡法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、中隔壁法、臨時(shí)仰拱法等等新技術(shù)，但因它們多用于非常軟弱的圍巖條件施工，此時(shí)，大多無需也不宜采用爆破方法，故不在本手冊(cè)介紹范圍。二、隧道爆破掏槽方法（一）直眼掏槽直眼掏槽是由若干個(gè)彼此距離很近的，垂直于開挖面的相互平行的炮眼組成。其中一個(gè)或幾個(gè)不裝藥的炮眼稱為空眼，其作用是給裝藥眼創(chuàng)造臨空面，保證掏槽眼范圍內(nèi)的巖石被破碎。所以直眼掏槽就是利用一些相互平行、眼距不大的炮眼內(nèi)炸藥包爆炸的巨大能量，將掏槽區(qū)范圍內(nèi)的巖石破碎，并將其拋出槽外，從而形成一個(gè)設(shè)定的槽腔。這就為后續(xù)爆破的炮眼提供了一個(gè)平行于這些炮眼的第二臨空面，然后按順序起爆，直到設(shè)計(jì)的斷面周邊輪廓為止。1.直眼掏槽的優(yōu)缺點(diǎn)直眼掏槽一般適用于中硬或堅(jiān)硬巖層。由于炮眼垂直于掌子面，所以炮眼深度不受開挖斷面寬度的限制，適宜打較深的炮眼以提高一次爆破的進(jìn)度。所有的炮眼均垂直于掌子面，炮眼鉆進(jìn)方向易于控制。各臺(tái)鑿巖機(jī)之間相互干擾少，便于多臺(tái)鉆機(jī)同時(shí)作業(yè)，提高效率。同時(shí)，也較易控制鉆眼精度和確保眼底均在同一垂直面上，炮眼利用率高達(dá)90%~100%。直眼掏槽爆破的渣堆較集中，拋渣距離小，可提高出渣效率，也不易打壞洞內(nèi)管線設(shè)備。直眼掏槽的缺點(diǎn)是，爆破同樣體積的巖體要消耗較多的炮眼數(shù)量及炸藥量，炮眼的開眼精度及間距誤差要求高。因此，直眼掏槽炮眼要求有熟練鉆眼技術(shù)的人員施工。2．幾種典型的直眼掏槽形式直眼掏槽技術(shù)發(fā)展過程中，先后有龜裂掏槽、梅花形小直徑中空眼掏槽、螺旋掏槽、菱形掏槽、大直徑中空眼掏槽等類型。目前采用較多的是中空眼直眼掏槽。炮眼深度在2.5m以下時(shí)，稱為淺眼爆破。隧道爆破采用全斷面開挖法時(shí)，常用3.5-5.0m深的炮眼進(jìn)行深眼爆破，這時(shí)大多采用大直徑中空眼直眼掏槽。1)淺眼直眼掏槽的典型形式淺眼直眼掏槽的典型形式，有龜裂直眼掏槽，五梅花小直徑中空直眼掏槽，螺旋形掏槽，菱形掏槽，無空眼直眼掏槽等。(1)龜裂直眼掏槽龜裂直眼掏槽主要是利用龜裂眼起爆后，在整個(gè)炮眼深度范圍內(nèi)形成條狀槽口，為輔助眼創(chuàng)造臨空面。龜裂眼的布置分一般布置、六眼布置、七眼布置，如圖1-4。圖1-4龜裂掏槽炮眼布置（單位：cm）a）一般布置；b）六眼布置；c）七眼布置龜裂眼裝藥量一般不小于炮眼眼深度的90%，過小會(huì)產(chǎn)生炮眼內(nèi)部爆通，孔口部位炸不開，碎石拋不出來的現(xiàn)象，影響槽腔的形成。(2)五梅花小直徑中空直眼掏槽五梅花小直徑中空直眼掏槽炮眼布置如圖1-5。在1號(hào)眼的周圍設(shè)置四個(gè)距離很近的小直徑空眼作l號(hào)眼的臨空面，l號(hào)眼起爆后，在中央形成一個(gè)孔洞，作其它眼的臨空面，這樣逐步擴(kuò)大形成槽腔，提高炮眼的利用率。其裝藥量至炮眼深度的90%左右。(3)螺旋形掏槽比較成功的常用的螺旋形掏槽炮眼布置形式，見圖1-6。石質(zhì)軟一些的，在中部布置兩個(gè)小直徑空眼，石質(zhì)較硬的，布置三個(gè)小直徑空眼，作為1號(hào)炮眼爆破的臨空面。爆破順序從1號(hào)眼開始，而后2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)，螺旋形進(jìn)行。裝藥量為炮眼深度的90%左右。在設(shè)計(jì)合理的情況下，較易形成槽腔，且掏槽爆破的振動(dòng)效應(yīng)較小。圖1-5五梅花小直徑中空直眼掏槽炮眼布置圖1-6螺旋形掏槽炮眼布置（單位：cm）（單位：cm）(4)菱形掏槽常用的且能取得良好掏槽效果的菱形掏槽炮眼布置，見圖1-7。較軟的巖層中部布置一個(gè)小直徑空眼，且炮眼間距取小值，較硬的巖層中部布置三個(gè)小直徑空眼，且炮眼間距取大值，起爆順序?qū)ΨQ進(jìn)行，如圖1-7所示。1、2號(hào)炮眼爆后形成一個(gè)菱形槽腔。裝藥量取其炮眼深度的90%左右，一般均能取得滿意的效果。圖1-7菱形掏槽炮眼布置（單位：cm）圖1-8無空眼直眼掏槽（單位：cm）(5)無空眼直眼掏槽無空眼直眼掏槽炮眼布置，見圖1-8。l號(hào)眼爆破后，附近的巖石被粉碎和壓縮，形成一個(gè)漏斗形空洞，這個(gè)空洞的直徑往往比原炮眼直徑大2~6倍之多，約為200mm，為后繼炮眼創(chuàng)造臨空面。它的優(yōu)點(diǎn)是減少了炮眼數(shù)目，不需要大直徑鉆機(jī)，炮眼利用率可達(dá)90%以上。(6)小直徑中空直眼掏槽在軟巖、中硬巖層中，節(jié)理裂隙較發(fā)育的淺眼爆破，較為普遍采用小直徑中空直眼掏槽，見圖1-9。中間留一不裝藥的空眼，其周圍的四個(gè)眼同時(shí)爆破，一般均能取得良好的掏槽效果。軟巖時(shí)圖1-9中的尺寸取大值，偏硬的巖層取小值，這根據(jù)石質(zhì)情況靈活決定。裝藥量取炮眼深度的20%~60%。小直徑中空直眼掏槽的優(yōu)點(diǎn)是容易被工人所掌握，實(shí)施操作方便，需要雷管的段數(shù)比較少，適用于軟巖、中硬巖。不足的是，與微振動(dòng)掏槽及螺旋掏槽相比，爆破產(chǎn)生的震動(dòng)強(qiáng)度要大一些。2)大直徑中空直眼掏槽大直徑中空直眼掏槽的中心空眼，一般是用重型鑿巖機(jī)鉆鑿成較大直徑的中空跟，由此逐漸擴(kuò)大形成槽腔。常用的有單螺旋掏槽，雙螺旋掏槽，對(duì)稱掏槽等形式，見圖1-10。圖1-9小直徑中空直眼掏槽（cm）圖1-10大直徑中空直眼掏槽炮眼布置形式a）單螺旋掏槽；b）雙螺旋掏槽；c）對(duì)稱掏槽采用大直徑中空直眼掏槽，首先要求鉆眼方向精確，盡量減少眼位偏差值；按設(shè)計(jì)的起爆順序起爆，最好使用毫秒雷管；控制掏槽眼間距，且用于中硬巖、硬巖整體性好的巖體中，以防止殉爆。其次，控制掏槽眼的炸藥用量，以防止“壓死”而拒爆。大直徑中空直眼掏槽的主要參數(shù)見表1-1、表1-2、表1-3。上述幾種中深孔隧道爆破掏槽技術(shù)，要在實(shí)際工作中，根據(jù)不同種類掏槽的特征及現(xiàn)場的具體條件進(jìn)行選擇，并根據(jù)實(shí)際掏槽的效果進(jìn)行改進(jìn)，以期取得更好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。單螺旋掏槽中孔直徑D，各掏槽眼與中空孔的中心距以及單位長度裝藥量之間的關(guān)系表1-1各掏槽炮眼abcd與中心炮眼的中心距離（mm）（1.0~1.2）D100~130（1.2~1.3）D130~200（1.3~1.4）D200~300（1.4~1.5）D300~400炮眼單位長度的裝藥量（kg/m）0.520.520.520.52雙螺旋掏槽中孔直徑D，各掏槽眼與中空孔的中心距以及掏槽炮眼單位長度裝藥量之間的關(guān)系表1-2中空孔直徑D(mm）7585100110125150200各掏槽炮眼與中空孔眼中心距離（mm）a110120130140160190250b130140160170190230310c160175195210240290380d270290325350400455570第一圈掏槽炮眼單位長度裝藥量（kg/m）0.30.350.40.450.50.60.8第二圈掏槽炮眼單位長度裝藥量（kg/m）0.650.750.850.91.11.31.3對(duì)稱掏槽中空孔直徑D，掏槽眼與中空孔眼的最大距離a以及掏槽眼單位長度裝藥量Q之間的關(guān)系表1-3中空孔眼直徑D(mm)502×5775851002×75110125150200掏槽眼與中空眼的中心距a（mm）90100130145175200190220250330掏槽眼單位長度裝藥量（kg/m）d=32mm0.200.300.300.350.400.450.450.500.600.80d=37mm0.250.350.350.400.450.530.530.600.700.95d=45mm0.300.420.420.500.550.630.650.700.851.11注：“d”為掏槽眼直徑。3)深眼大直徑中空直眼掏槽的典型形式大直徑中空直眼掏槽的基本類型，一般有菱形，螺旋形及對(duì)稱形，如圖1-11所示。圖1-11大直徑中空直眼掏槽基本類型a）菱形b）螺旋形c）對(duì)稱形菱形掏槽L1=(1~1.5)DL2=(1.5~1.8)D螺旋掏槽L1=(1~1.5)DL2=(1.5~1.8)DL3=(2.5~3.0)DL4=(3.5~4.5)D對(duì)稱掏槽W=1.2D（一個(gè)空眼）W=1.2x2D(兩個(gè)空眼)b=0.7a式中D為大直徑空眼的直徑。裝藥量一般取眼深的85%~90%。起爆順序如圖1-11所示。本類型適用于中硬巖石，圖中大直徑空眼可以是一個(gè)，可以是兩個(gè)，也可以是三個(gè)，根據(jù)具體情況設(shè)定。4)大直徑中空直眼掏槽的設(shè)計(jì)掏槽就是使掏槽眼按照一定的爆破順序起爆，最初的幾個(gè)炮眼爆破后形成一個(gè)槽口，使其余炮眼能向這個(gè)槽口順利地爆破。槽口能否形成是掏槽設(shè)計(jì)和施工的技術(shù)關(guān)鍵。掏槽設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下問題。（1）了解巖石的特性影響直眼掏槽的最重要的因素為巖石的特性，這可從隧道設(shè)計(jì)的地質(zhì)縱斷面圖及現(xiàn)場勘探等有關(guān)資料上了解到。首先判明所爆巖石是屬于塑性巖石還是脆性巖石，因?yàn)樵谥毖厶筒壑兴苄詭r石要比脆性的困難得多；其次要了解巖石的結(jié)構(gòu)，因?yàn)樵O(shè)計(jì)空眼掏槽時(shí)巖石的結(jié)構(gòu)也是必須考慮的因素。層面、斷裂面、軟弱夾層或其他非連續(xù)性與非均質(zhì)型都將成為設(shè)計(jì)時(shí)的特殊問題，并且大量斷裂面或裂隙的存在對(duì)應(yīng)力波的傳播很不利。一般來說脆性巖石且完整性好，對(duì)于大直徑中空直眼掏槽是更易于成功的。（2）空眼的直徑與數(shù)量的考慮各種不同的直眼掏槽方法，主要差別在于給予裝藥眼的應(yīng)力釋放能量的不同。應(yīng)力釋放可以定義為使空眼與裝藥眼之間破碎與自由地膨脹到空眼的容易性?？昭塾?，破碎與膨脹愈容易。同樣，所給的應(yīng)力釋放愈大，掏槽愈深。這一點(diǎn)不少大直徑中空直眼掏槽法已給予肯定的證明。另一種說法，即空眼的容積要接近于最先一段起爆的掏槽眼所爆巖石膨脹所增大的體積，也就是考慮膨脹余量問題。否則，爆碎而拋不出來，導(dǎo)致掏槽失敗。由此看來，空眼的直徑要足夠，空眼的數(shù)量要足夠，至少滿足膨脹余量的要求。具體來說，要根據(jù)現(xiàn)有的設(shè)備情況，鉆眼的技術(shù)水平，施工進(jìn)度及經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行綜合考慮后選定。目前，我國采用的空眼直徑為75~100mm，空眼個(gè)數(shù)2~4個(gè)。為掏槽設(shè)計(jì)時(shí)考慮膨脹余量這一因素，現(xiàn)將各類巖石的巖石膨脹系數(shù)列于表1-4。巖石膨脹系數(shù)K值表1-4圍巖類別IIIIIIIIIIVVVI圍巖名稱砂礫粘砂土一般土硬粘土巖石巖石巖石巖石K1.151.251.31.351.61.771.81.85（3）最先起爆的掏槽眼與空眼的距離在考慮碎石完全拋出的條件下，隧道局推薦的裝藥眼至空眼距離的計(jì)算公式（1-1）（1-2）式中：A——空眼中心至裝藥眼中心的間距，mm；φ——空眼直徑，mm；d——裝藥眼直徑，mm；a——空眼壁至裝藥眼眼壁的最小距離，mm；λ——與巖石種類、巖性、結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)（中硬以下取1.4~l.9，中硬以上取1.9~2.2）；π——圓周率。實(shí)踐證明：空眼直徑102mm，裝藥眼直徑40mm，取空眼到裝藥眼壁的設(shè)計(jì)間距為18~20cm，只要鉆眼精度有保證，掏槽爆破效果非常好。(4)炸藥性能與裝藥量炸藥的性質(zhì)對(duì)直眼掏槽的影響很大，其中爆速最具決定性的意義。為使巖石從槽腔拋出而不固結(jié)，以選用與巖石性質(zhì)相適宜的炸藥為宜。這就是近年來人們研究的炸藥與巖石的阻抗匹配問題。中硬巖石以選用爆速3000m/s左右的炸藥為宜，采用硝銨類炸藥是比較合適的。對(duì)于堅(jiān)硬巖石，應(yīng)選用爆速為4000m/s左右的炸藥，如水膠、乳化類炸藥。其次由于鉆眼精度的原因，以及孔底部的抵抗線增大，夾制作用大，孔底部應(yīng)采取加強(qiáng)裝藥措施，如耦合裝藥，或是選用高威力炸藥等。在掏槽設(shè)計(jì)與施工中，裝藥量的多少往往是采用把炮眼基本填滿，淺眼一般留出10~20cm的炮眼位置，深眼一般留出20~40cm的炮眼位置裝填炮泥。掏槽眼裝藥量必須結(jié)合眼間距A與空眼直徑φ來考慮。蘭格福斯提出一個(gè)裝藥集中度q的計(jì)算公式可作為參考。q=1.5×10-3（A／φ）3/2(A-φ/2)（1-3）式中：q的單位為kg/m，A與φ的單位為mm。該式的缺點(diǎn)未考慮不同類型的巖石與炸藥的性質(zhì)，不能適用于所有條件。另外也可用體積公式計(jì)算，在中硬巖、硬巖中，使用硝銨類炸藥進(jìn)行掏槽爆破，據(jù)統(tǒng)計(jì)炸藥單耗為1.4~1.8kg/m(5)鉆眼偏差的允許值在設(shè)計(jì)直眼掏槽時(shí)，常常忽略的一個(gè)因素是，因可能產(chǎn)生的鉆眼偏差及其對(duì)掏槽效果的影響問題,這必須引起足夠的重視。因?yàn)椋笾睆街锌罩毖厶筒鄣某晒?，取決于十分靠近的炮眼，必須互相平行。所以鉆眼的偏差必須加以限制。蘭格福斯的理論認(rèn)為，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到鉆眼時(shí)會(huì)發(fā)生的三種偏差：①開眼偏差Rc；②方向偏差Rd；③鉆眼深入巖石中因?qū)用?、裂隙等可能引起的巖性偏差Rr。提出了計(jì)算總偏差R的公式，即R=(Rc2+Rd2+Rr2)?（1-4）式中：Rc=2；Rd=H;Rr=0.6H3/2。由上述公式計(jì)算得到的不同鉆眼深度下鉆眼的最小偏差值見表1-5。不同鉆眼深度H下最小鉆眼偏差值1-5H(m)123468Rc(cm）222222Rd(cm）123456Rr(cm）0.62.73.14.88.813.6R(cm）2.33.34.76.61116R/H(cm/m)2.31.61.61.61.82(6)起爆順序與段間隔時(shí)差大直徑中空直眼掏槽必須采用段發(fā)雷管，因一次響炮的即發(fā)雷管容易造成槽腔被堵塞。掏槽眼的起爆順序，距空眼最近的炮眼最先起爆，一段起爆眼數(shù)視空眼直徑及設(shè)置空眼的個(gè)數(shù)而定，同時(shí)受現(xiàn)有雷管總段數(shù)的限制，一般先起爆1~4個(gè)炮眼。后續(xù)掏槽眼同樣按上述原則確定其起爆順序及同一段起爆炮眼個(gè)數(shù)。至于段間隔時(shí)間，間隔為1s的段發(fā)雷管可以使每一段爆破的炮眼都有充分的時(shí)間來破碎巖石，并在下一段響炮以前把巖石拋出。此外還可以從響炮的順序來判斷是否發(fā)生殉爆和瞎炮事故。然而目前的秒級(jí)誤差太大，大多使用毫秒級(jí)雷管，其段間隔時(shí)間從25~300ms，在實(shí)用中，開始幾段一定要跳段使用，以免串段，實(shí)踐證明段落間隔時(shí)差為50~100ms左右，掏槽效果均比較好。(7)順向起爆與反向起爆對(duì)于順向起爆與反向起爆問題，國內(nèi)外有關(guān)專家都做過試驗(yàn)，其結(jié)論是：要想破碎效果好，取得較好的石渣粒度，就應(yīng)采取反向起爆。只是那些裝有零段雷管的炮孔才可采用順向起爆，其余炮眼應(yīng)使用反向起爆。周邊預(yù)裂爆破應(yīng)采用零段雷管和順向起爆以減少超挖。因此掏槽眼除第一段順向起爆外，其余眼均應(yīng)采用反向起爆，以便于破碎巖石，并將碎石拋出槽外。（二）、斜眼掏槽掏槽炮眼與開挖面成一定角度打入，充分利用原有的唯一自由面，以實(shí)現(xiàn)掏槽爆破。在一次爆破深度較大時(shí)，往往需要采用多重斜眼掏槽。常用的掏槽形式為V形掏槽，或稱楔形掏槽。這種掏槽，只要鉆眼精確（達(dá)到要求深度，保證角度正確），按設(shè)計(jì)裝藥，一般均能取得良好效果。它適用于中硬巖、硬巖的中深眼爆破。中深眼沒有統(tǒng)一的規(guī)定，一般將炮眼深度1.5-3.5m大斷面中深眼隧道爆破有以下幾種掏槽類型。而v形掏槽是在淺眼楔形掏槽的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。有的文獻(xiàn)上也叫多重楔形掏槽。1．三級(jí)復(fù)式楔形掏槽我們?cè)啻问褂玫男Ч^好的三級(jí)復(fù)式楔形掏槽，見圖1-12。圖1-12a)設(shè)計(jì)循環(huán)進(jìn)尺為3.5m，圖1-12b）設(shè)計(jì)循環(huán)進(jìn)尺為2.5m。這種掏槽適用于單線鐵路隧道全斷面爆破開挖。圖1-12三級(jí)復(fù)式楔形掏槽（單位：cm）一般情況下：上下排距為50~90cm，硬巖取小值，中硬巖取中值，軟巖取大值；在硬巖中爆破時(shí)，最好全部采用高威力炸藥（如膠質(zhì)炸藥，乳化炸藥，水膠炸藥等）；排數(shù)通常只用上下兩排即可，巖石十分堅(jiān)硬時(shí)可用三排或四排；炮眼深度小于2.5值得注意的有以下幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問題。(l)楔形掏槽在斷面較寬時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量縮小掏槽角，因而也要盡量加大第一級(jí)掏槽眼的水平間距。新手往往想不到這一點(diǎn)。(2)楔形掏槽在炮眼較深時(shí)(如大于2.5m)，其底部加強(qiáng)裝藥應(yīng)保持炮眼全長的1/3長度，前部裝藥（柱狀結(jié)構(gòu)）集中度可以減為底部裝藥集中度的40%-50%或換成威力較低的炸藥。不應(yīng)把炸藥裝填到炮眼口，而應(yīng)大約留出20%的炮眼長度不裝藥，并裝填不少于40cm長的炮泥。（3)楔形掏槽眼應(yīng)每級(jí)均盡量同時(shí)起爆，以使用毫秒雷管爆破最好。段間間隔時(shí)差也不宜太短，以25-50ms較合適，以保證前段爆破的巖石破碎與拋擲。V形掏槽的優(yōu)點(diǎn)：適用于各類巖層，不需大直徑鉆眼設(shè)備。缺點(diǎn)：受斷面限制，鉆眼角度不好掌握，巖碴拋擲較遠(yuǎn)。2.二級(jí)復(fù)式楔形掏槽這里介紹兩個(gè)國外的實(shí)例供參考，見圖1-13。圖1-13a)是在法國洛林礦堅(jiān)硬礦石中使用過的V形掏槽形式，炸藥為銨油炸藥，一般鉆3.6m的炮眼，掘進(jìn)進(jìn)尺可達(dá)到3m以上。圖1-13b)為《SwedishBlastingTechnique》雜志介紹的最普遍采用的V形掏槽形式，使用的炸藥為硝化甘油炸藥，比重l4kg/dm3，爆速5500m/s，鉆眼和裝藥的參考數(shù)據(jù)見表1-6。掏槽形式的選定。掏槽選定的條件，掏槽形式的選定由以下幾方面條件考慮決定圖1-13二級(jí)復(fù)式楔形掏槽（單位：cm）圖1-13b）的鉆眼裝藥參數(shù)表表1-6炮眼直徑（mm）掏槽深度（m）抵抗線（m）底部裝藥集中度（kg/m)垂向炮眼個(gè)數(shù)301.510.93381.61.21.43451.81.52351222.63①開挖斷面的大小及寬度；②地質(zhì)條件；③機(jī)具器材條件；④鉆眼爆破技術(shù)水平；⑤開挖之技術(shù)要求等。(2)直眼掏槽與斜眼掏槽的選用條件根據(jù)以上條件把兩大類掏槽適用條件加以對(duì)比，如表1-7。因此，應(yīng)當(dāng)根據(jù)現(xiàn)場條件因地制宜地選擇恰當(dāng)?shù)奶筒鄯绞?，除考慮上述因素外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)及技術(shù)效果，而不應(yīng)以不變應(yīng)萬變，死搬硬套。直眼掏槽與斜眼掏槽的適用條件表1-7序號(hào)直眼掏槽斜眼掏槽1大小斷面均可以，小斷面更優(yōu)越大斷面較適用2韌性巖層不適用對(duì)各種地質(zhì)條件均使用3一次爆破深度可以較大受隧道寬度限制，不易太深（<5m）4技術(shù)要求高，鉆眼精度影響大相對(duì)來說可稍差些5炸藥用量較多相對(duì)較少些6需用雷管段數(shù)較多需用雷管段數(shù)少7鉆眼互相干擾小鉆眼時(shí)，鉆機(jī)干擾大8碴堆較集中拋碴遠(yuǎn)，易打壞設(shè)備三、隧道爆破設(shè)計(jì)程序隧道爆破設(shè)計(jì)，一般分為準(zhǔn)備階段和設(shè)計(jì)階段。準(zhǔn)備階段主要了解工程的基本情況，在現(xiàn)場做些小型試驗(yàn)，為設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。設(shè)計(jì)階段主要包括初步設(shè)計(jì)、試炮、調(diào)整參數(shù)做出正式設(shè)計(jì)。（一）準(zhǔn)備階段1．查閱工程設(shè)計(jì)圖，了解工程情況(l)隧道開挖斷面。(2)工程地質(zhì)(3)施工方案。(4)工程對(duì)爆破開挖的技術(shù)要求。2．查閱并了解施工組織設(shè)計(jì)情況(1)工期安排。(2)機(jī)械設(shè)備。(3)開挖循環(huán)進(jìn)尺。3．實(shí)地考察隧道周圍的環(huán)境條件及有關(guān)情況4．爆破器材的選型、檢測、制訂購置計(jì)劃5．進(jìn)行小型爆破試驗(yàn)，如漏斗試驗(yàn)、成縫試驗(yàn)等（二）設(shè)計(jì)階段(1)綜合上述情況，考察確定開挖方案、炮眼直徑、循環(huán)進(jìn)尺。(2)查閱類似工程條件的有關(guān)資料和經(jīng)驗(yàn)公式。(3)根據(jù)爆破試驗(yàn)的情況，及確定的開挖方案與工程經(jīng)驗(yàn)做出隧道爆破的初步設(shè)計(jì)。(4)進(jìn)行現(xiàn)場試爆，觀測分析爆破效果。(5)根據(jù)試爆結(jié)果，調(diào)整有關(guān)爆破參數(shù)，做出正式隧道爆破設(shè)計(jì)。四、隧道爆破設(shè)計(jì)文件內(nèi)容設(shè)計(jì)文件內(nèi)容包括：炮眼布置圖及裝藥參數(shù)表，綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表，編制說明等。（一）炮眼布置圖通常應(yīng)有開挖斷面的正面炮眼布置圖，其內(nèi)容有：炮眼間距、抵抗線、總的斷面尺寸、起爆順序、裝藥量、一般為對(duì)稱布置，故可一側(cè)標(biāo)注尺寸，一側(cè)標(biāo)注起爆順序與單孔裝藥量。掏槽眼一般應(yīng)單獨(dú)畫出施工大樣詳圖。炮眼布置較為復(fù)雜時(shí)，應(yīng)增掏槽部位炮眼布置的水平剖面圖，并應(yīng)標(biāo)明鉆眼方向，角度與鉆眼深度。（二）裝藥參數(shù)表裝藥參數(shù)表應(yīng)包括以下內(nèi)容。(1)炮眼名稱與編號(hào)。(2)炮眼參數(shù)，包括炮眼直徑、炮眼深度、炮眼問距、炮眼抵抗線、同類炮眼數(shù)量等。(3)單眼裝藥量，有兩種或兩種以上炸藥時(shí)應(yīng)分別列出，并分別以卷數(shù)和重量列出。(4)段落裝藥量，即同段雷管的總裝藥量，以便于估算爆破振動(dòng)強(qiáng)度。(5)雷管段號(hào)與裝藥結(jié)構(gòu)。(6)必要的說明。(7)最后一欄為合計(jì)。計(jì)算出總炮眼數(shù)、鉆眼總延米、各類炸藥用量、總用藥量、雷管用量等。（三）技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(1)周邊眼鉆爆參數(shù)：間距、抵抗線、E/W值、炮眼深度、裝藥集中度、堵塞長度、起爆方式等。(2)工程量：開挖斷面、循環(huán)進(jìn)尺、爆破石方量、鉆眼總數(shù)及總延米。(3)材料消耗：各類炸藥消耗量、雷管消耗、其它材料消耗量。(4)其它數(shù)據(jù)指標(biāo)：預(yù)計(jì)進(jìn)尺、炮眼利用率、比鉆眼量、比耗藥量等。（四）設(shè)計(jì)說明(1)設(shè)計(jì)依據(jù)。(2)本設(shè)計(jì)的適用條件。(3)施工要求與注意的問題。(4)機(jī)具與材料的有關(guān)說明。(5)設(shè)計(jì)未盡問題的說明。(6)安全事項(xiàng)說明。（五）其它必要的補(bǔ)充附圖主要有裝藥結(jié)構(gòu)圖、爆破網(wǎng)路連接圈、鉆眼分工順序圖等。無論是初步設(shè)計(jì)還是正式爆破設(shè)計(jì)圖，均必須進(jìn)行復(fù)核后才能交付施工使用。重要爆破工程，還應(yīng)請(qǐng)專家對(duì)爆炸方案進(jìn)行審查后才能實(shí)施。1.4小斷面導(dǎo)坑爆破設(shè)計(jì)一、炮眼布置（一）炮眼數(shù)目的確定炮眼數(shù)目過少會(huì)影響爆破效果，過多會(huì)增加鉆眼工作量，因而影響掘進(jìn)速度。正確確定炮眼數(shù)目是取得良好爆破效果和提高掘進(jìn)速度的重要條件之一。l.通過計(jì)算確定炮眼數(shù)目炮眼數(shù)目以總裝藥量與單個(gè)炮眼裝藥量之比來計(jì)算：N=KSL/Lnr（1-5）式中：N——炮眼數(shù)目，個(gè)；K——導(dǎo)坑爆破單位炸藥消耗量(見表1-12)，kg/m3;L——炮眼深度，m;n——裝藥系數(shù)(見表1-8)；r——炸藥的線裝藥密度(見表1-9)，kg/m；S——開挖斷面積，m2。炮眼裝藥系數(shù)n值表1-8巖石f值炮眼名稱10~208~107~85~63~41~2掏槽眼0.800.700.650.600.550.50輔助眼0.700.600.550.500.450.40周邊眼0.750.650.600.550.450.40二號(hào)巖石硝銨炸藥每米重量r值表1-9藥卷直徑（mm）323538404550r值（kg/m)0.780.961.11.251.591.92．查表確定炮眼數(shù)目N查一些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，列于表1-10，該表適用于炮眼直徑為38-46mm的導(dǎo)坑爆破，不裝藥炮眼未予計(jì)人。當(dāng)采用小直徑炮眼或大直徑炮眼時(shí)，炮眼數(shù)目應(yīng)相應(yīng)增減。導(dǎo)坑炮眼數(shù)目N參考值表1-10開挖面積炮眼數(shù)目巖石等級(jí)導(dǎo)坑開挖斷面積（m2）4~67~910~1213~15巖石等級(jí)軟石（I-III類）10~1315~1617~1920~24次堅(jiān)石（III-IV類）11~1616~2018~2523~30堅(jiān)石（IV-V類）12~1817~2421~3027~35特堅(jiān)石（VI類）18~2528~3337~4243~48然后，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)先布置掏槽眼，再根據(jù)地質(zhì)情況及開挖斷面的大小均勻布置輔助眼和周邊眼。導(dǎo)坑斷面較大時(shí)，可根據(jù)上稀下密、周邊適當(dāng)加眼、中部均勻分布的原則布置輔助眼和周邊眼。典型導(dǎo)坑眼布置圖式見圖1-14，具體布置要求如下：(1)掏槽炮眼的方向，在巖層層理明顯時(shí)，應(yīng)盡量垂直于層理面；(2)周邊眼眼口可距已開挖輪廓線10-20cm，以利于鉆眼。炮眼方向從眼口朝外稍為傾斜；(3)周邊眼間距一般為40–60cm，輔助眼間距一般為60-80cm(4)除掏槽，所有炮眼眼底均應(yīng)落在同一平面內(nèi)，掏槽炮眼一般應(yīng)比掘進(jìn)炮眼深20cm。（二）炮眼直徑與炮眼深度1.大小直徑炮眼的比較采用大直徑炮眼(50-70mm)能提高掘進(jìn)速度。這主要是依靠減少炮眼數(shù)目來縮短鉆眼。時(shí)間，以在循環(huán)時(shí)間不變時(shí)，相應(yīng)地加長炮眼深度而達(dá)到目的。采用大直徑炮眼的前提是，鑿巖速度降低不現(xiàn)著；減少炮眼數(shù)目后，石渣塊度符合裝渣要求；開挖斷面能達(dá)到設(shè)計(jì)要求和能夠保持圍巖穩(wěn)定。故一般只適用于石質(zhì)較好的隧道大斷面開挖，并在使用重型鑿巖機(jī)和大型裝碴機(jī)時(shí)采用。小直徑炮眼(直徑24-48mm)是在采用輕型高頻鑿巖機(jī)和優(yōu)質(zhì)鑿巖刃具配以高威力炸藥的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。采用小直徑炮眼，可提高鑿巖速度。不僅開挖輪廓整齊，減輕了對(duì)圍巖的破壞，并減少了炸藥、鋼釬、硬質(zhì)合金鉆頭等材料，以及動(dòng)力的消耗。所以是提高掘進(jìn)工效，降低成本的重要措施。2．不同直徑藥卷與炮眼利用率及炮眼裝填系數(shù)的關(guān)系如圖1-15所示。3．確定炮眼直徑的原則(1)在一定的掘進(jìn)條件下，能達(dá)到較高的炮眼利用率。(2)在掘進(jìn)循環(huán)中，使鉆眼、裝藥、爆破、裝碴、支護(hù)等所用的時(shí)間最少。圖1-14導(dǎo)坑炮眼布置圖1-15不同藥卷直徑炮眼裝填眼利用率的關(guān)系1~6掏槽炮眼；7-13擴(kuò)槽炮眼；14-26周邊炮眼；18-21為上壓頂眼；22-26為下底板眼；14-17為側(cè)壁眼(3)爆下的石碴符合裝碴要求。(4)開挖斷面符合要求，圍巖穩(wěn)定。(5)工效高、材料消耗少。(6)應(yīng)考慮與炸藥包的直徑相匹配。4．炮眼深度的有關(guān)影響因素炮眼深度決定了一個(gè)循環(huán)的鉆眼、裝碴工作量、循環(huán)時(shí)間以及施工組織和掘進(jìn)速度。所謂合理的炮眼深度，應(yīng)根據(jù)施工組織要求、技術(shù)條件與循環(huán)作業(yè)能力確定。一般隨著掘進(jìn)速度的提高，炮眼深度也相應(yīng)加深。若施工組織與循環(huán)時(shí)間要求增大炮眼深度時(shí)，為避免炮眼利用率下降，應(yīng)適當(dāng)改進(jìn)掏槽形式和增大炸藥用量。5.單位炸藥耗量不變，炮眼深度與炮眼利用率的關(guān)系見圖1-16所示。6.炮眼深度的確定(1)經(jīng)驗(yàn)值對(duì)于導(dǎo)坑爆破掘進(jìn)，合理炮眼深度L大約在1.5-2.5m的范圍內(nèi)比較合適。(2)用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算采用垂直楔形掏槽時(shí)，按開挖斷面寬度決定：L=(0.5-0.7)B按掘進(jìn)循環(huán)時(shí)間決定：(1-6)式中：L——炮眼深度，m；B——開挖斷面寬度，mT——掘進(jìn)循環(huán)總時(shí)間，minN——炮眼數(shù)目，個(gè)；n——同時(shí)裝藥的人數(shù)，人；t’——每個(gè)炮眼裝藥所需的時(shí)間，min；t3——爆破與通風(fēng)的時(shí)間，min；t4——從一個(gè)循環(huán)轉(zhuǎn)入下一個(gè)循環(huán)作業(yè)過程所消耗的時(shí)間，min；m——同時(shí)鉆眼的鑿巖機(jī)臺(tái)數(shù)，臺(tái)；Vcp——平均鉆眼速度，m/min;δ——鑿巖機(jī)利用率，δ=08；S——開挖斷面積，m2；η——炮眼利用率，η=0.8-0.9；a——炮眼角度，度；φ——鉆眼與裝碴平行作業(yè)系數(shù)，φ=0.4-0.6;P——裝碴機(jī)實(shí)際生產(chǎn)率，m3/min。二、裝藥量（一）單位炸藥消耗量的確定1.炮眼深度對(duì)單位炸藥消耗量的影響系數(shù)炮眼深度對(duì)單位炸藥消耗量影響系數(shù)lz值見表1-11。炮眼深度對(duì)單位炸藥消耗量的影響系數(shù)lz表1-11炮眼深度（m）1.01.5~2.53.03.5影響系數(shù)lz1.051.001.101.152.在一定條件下，單位炸藥消耗量與炮眼利用率之間的關(guān)系如圖6-17所示。圖1-16單位炸藥耗量不變炮眼深度與圖1-17單位炸藥消耗量炮眼利用率的關(guān)系曲線與炮眼利用率的關(guān)系曲線參照國家統(tǒng)一規(guī)定的定額確定，見表1-12。（2）單位耗藥量的計(jì)算，僅適用于導(dǎo)坑爆破導(dǎo)坑爆破炸藥單位耗K值表表1-12開挖斷面m2開挖條件一個(gè)臨空面的水平和傾斜坑道4~67~910~1213~1516~20炸藥類型硝銨炸藥62%膠質(zhì)炸藥硝銨炸藥62%膠質(zhì)炸藥硝銨炸藥62%膠質(zhì)炸藥硝銨炸藥62%膠質(zhì)炸藥硝銨炸藥62%膠質(zhì)炸藥巖石等級(jí)軟巖R<30.0(III~IV類)1.51.11.31.01.20.91.21.1次堅(jiān)石R=30.0~60.0(III~IV類）1.81.31.61.31.51.11.41.3堅(jiān)石R=60.0~100.0(IV~V類）2.31.72.01.61.81.41.71.6堅(jiān)石R=60.0~100.0(VI類）2.92.12.52.52.31.72.12.0注：表中“R”為巖石極限抗壓強(qiáng)度，單位：MPa。（1-7）式中：f——普氏巖石硬度系數(shù)；——相對(duì)斷面積，S=S/5；S——開挖斷面積，m；——相對(duì)藥徑，d=d/32；D——藥卷直徑，mm；e——炸藥換算系數(shù)；——炮眼深度對(duì)炸藥消耗量的影響系數(shù)，見表1-11。（二）總裝藥量的計(jì)算Q=KLS(1-8)式中：Q——次（一個(gè)循環(huán)）爆破總裝藥量，kg;K——單位巖石爆破炸藥消耗量，k/m3；L——炮眼深度或循環(huán)設(shè)計(jì)進(jìn)尺，m;S——斷面積，m2。（三）炸藥量的分配炸藥量的分配可根據(jù)表1-8炮眼裝藥系數(shù)進(jìn)行。當(dāng)采用直眼掏槽時(shí)，掏槽眼可適當(dāng)增加10%~20%，以保證掏槽效果。分配完后，按裝整卷藥或半卷藥的檔次進(jìn)行調(diào)整，以便于裝藥施工。三、起爆順序只有起爆順序正確才能達(dá)到理想的爆破效果。正確的起爆順序原則是：先爆破的炮眼要為后繼爆破的炮眼減小巖石的夾制作用、增大自由面創(chuàng)造更好的爆破條件。為了保證準(zhǔn)確地按設(shè)計(jì)順序起爆，應(yīng)選用毫秒電雷管和非電毫秒雷管起爆。圖1-18導(dǎo)坑炮眼布置中的數(shù)碼，既是炮眼號(hào)碼也是采用火雷管起爆的點(diǎn)炮順序即起爆順序。若采用電雷管或非電雷管，正確的起爆順序圖1-18正確的起爆順序參考圖示是：先掏槽眼，后輔助眼，然后是底板眼，側(cè)壁眼，壓頂眼；或參照?qǐng)D1-18設(shè)計(jì)起爆順序。1.5軟巖隧道爆破設(shè)計(jì)國際巖石力學(xué)討論會(huì)最近建議，把強(qiáng)度低、風(fēng)化、破碎的巖層統(tǒng)稱為軟弱圍巖。在這一類巖層中開挖的隧道，我們稱為軟巖隧道。在開挖和修筑隧道的過程中，如何維護(hù)圍巖的穩(wěn)定是一個(gè)十分重要的問題。在軟弱圍巖隧道施工時(shí)，為了采用鑿巖臺(tái)車等高效的施工機(jī)械，提高隧道施工速度，更重要的是為了能應(yīng)用新奧法施工技術(shù)開挖和支護(hù)隧道，區(qū)別于傳統(tǒng)的施工概念，常常要求盡量采用大斷面方法施工。通過普濟(jì)隧道、下坑隧道、金家?guī)r隧道、南嶺隧道及楓林一號(hào)隧道、重慶人防工程、白云山公路隧道等若干個(gè)工點(diǎn)試驗(yàn)表明：凡具有一定自穩(wěn)能力的巖石隧道，采用鉆爆法開挖時(shí)，都可以采用減輕地震動(dòng)控制爆破技術(shù)進(jìn)行半斷面微臺(tái)階開挖爆破。該方法可滿足上述要求?？偟脑O(shè)計(jì)思想是，拱部采用光面爆破，邊墻采用預(yù)裂爆破，核心采用控制爆破，掏槽采用拋擲爆破的綜合控制爆破技術(shù)。其目的是盡可能減輕對(duì)圍巖的擾動(dòng)，維護(hù)圍巖自身的穩(wěn)定性，達(dá)到良好的輪廓成形。（一）開挖方案的確定在軟弱圍巖條件下，一般采用半斷面微臺(tái)階開挖；在圍巖過于軟弱、巖體極風(fēng)化、破碎、松散的情況下，可采用拱部先打通（即先爆破開挖拱部，并予以支護(hù)），后進(jìn)行下半斷面的開挖與支護(hù)。(二)周邊眼的爆破在比較風(fēng)化、破碎的地質(zhì)條件下，宜采用光面爆破或輪廓線鉆眼法，或者預(yù)留光面層光面爆破或采用風(fēng)鎬開挖修邊，效果都比較好；在地層雖然軟弱，但巖體的整體性較好的地質(zhì)條件下，宜采用預(yù)裂爆破。（三）最大一段允許用藥量的確定一般由類似工程條件的工點(diǎn)實(shí)際測得的爆破振動(dòng)速度衰減規(guī)律公式計(jì)算得到。計(jì)算公式為Q=R(V/K)（1-9）式中：Q——最大一段允許用藥量kg；V——振速安全控制標(biāo)準(zhǔn)(一般為設(shè)計(jì)文件所要求，距掌子面5m處振速一般控制在5cm/s)，參考表1-13；R——爆源中心到振速控制點(diǎn)的距離，m；K——與爆破地震波傳播途徑介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，參考表1-14；α——爆破振動(dòng)衰減指數(shù)，參考表1-14.（四）掏槽形式的選定從有關(guān)隧道爆破開挖質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度的觀測中發(fā)現(xiàn)：一般情況下，掏槽爆破的地震動(dòng)強(qiáng)度比其它部位炮眼爆破時(shí)的地震動(dòng)強(qiáng)度都要大。因此，從減小掏槽爆破的地震動(dòng)強(qiáng)度出發(fā)，一般宜選用楔形掏槽，眼隧道及地表建筑質(zhì)點(diǎn)振速安全控制參考標(biāo)注參考值表1-13適用條件地質(zhì)特征及建筑特征振速控制值（cm/s）隧道內(nèi)距掌子面一倍洞徑處軟巖1.Ⅱ~Ⅲ類圈巖整體性好，開挖后自穩(wěn)時(shí)間4以上52.Ⅱ類圍巖整體性差，開挖后自穩(wěn)時(shí)間4h必上33.Ⅱ類圍巖整體性極差，開挖后自穩(wěn)時(shí)問較短1.54.Ⅱ類圍巖（偏低），整體性差，自穩(wěn)時(shí)間極短＜1中硬巖Ⅳ類圍巖整體性好，V類圍巖整體性差一些10硬巖Ⅴ類圍巖整體性好，及Ⅴ類圍巖以上15地表建筑物1.比較堅(jiān)固的磚砌樓房≤2.32.一般磚砌建筑物≤1.53.質(zhì)量差的陳舊建筑物＜0.8幾座隧道的K值、值——洞內(nèi)拱頂垂向監(jiān)測得到表1-14隧道名稱地質(zhì)特征K值Q/R值范圍楓林1號(hào)Ⅱ類圍巖、頁巖與砂質(zhì)頁巖，灰?guī)r、灰綠色呈薄層狀，層厚1~2cm16.231.190.1~0.3下坑隧道f值1~1.5，系極嚴(yán)重風(fēng)化破碎的千枝巖，呈近似直立型片狀層理41.521.670.04~0.4金家?guī)r隧道砂巖、節(jié)理裂隙發(fā)育，f=1~1.5，巖樣單軸抗壓強(qiáng)度0.8~2.2MPa324.872.40.03~0.09普濟(jì)隧道泥砂巖地層單斜構(gòu)造，節(jié)理稍發(fā)育370.522.110.02~0.1深稍大一點(diǎn)時(shí)，最好采用多重楔形掏槽、直眼分層掏槽。在有條件鉆大直徑空眼時(shí)，可選用螺旋掏槽。楓林一號(hào)隧道采用上述掏槽形式，現(xiàn)場實(shí)測的各段質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度較為均衡，沒有發(fā)生掏槽爆破質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度最大的現(xiàn)象。總之，在雷管段數(shù)足夠的條件下，掏槽部位的巖體一部分一部分地進(jìn)行爆破，這樣既容易掏出槽來，又能保證掏槽效果，且能使掏槽的單段藥量減少，保證減振效果。（五）爆破器材的選擇一般情況下，人們普遍使用的是二號(hào)巖石硝銨炸藥。這在隧道內(nèi)沒有水的情況下是可行的，有水時(shí)應(yīng)考慮采用乳化炸藥、水膠炸藥或其它防水型炸藥。而在有瓦斯的隧道內(nèi)，應(yīng)選用煤礦安全炸藥。另外，軟弱巖層的抗拉強(qiáng)度是比較低的，同樣它的聲阻抗系數(shù)也比較小。在隧道周邊爆破時(shí)，為了充分發(fā)揮炸藥的最大效率和減小對(duì)圍巖的破壞，選擇低爆速炸藥與之匹配，可望取得良好的效果。一般可選用專用光爆炸藥，如慶陽化工廠生產(chǎn)的二號(hào)光爆炸藥和二號(hào)低爆速炸藥。雷管的選擇：在沒有瓦斯的隧道內(nèi)，可首先考慮采用非電毫秒級(jí)和非電半秒級(jí)雷管，因?yàn)樗僮鞣奖?；在有瓦斯的隧道?nèi)，可以考慮使用電雷管，但毫秒雷管的延遲時(shí)間不得超過130ms。為滿足大斷面爆破、減振的要求（即段落間隔時(shí)差的要求），雷管應(yīng)有足夠的段數(shù)。隧道大斷面爆破，至少要求有1-15段雷簪。（六）選擇合理的段間隔時(shí)差根據(jù)有關(guān)實(shí)測資料表明：在軟弱圍巖中爆破，振動(dòng)頻率比較低，一般均在100Hz以下；至于振動(dòng)持續(xù)時(shí)間，縱向、橫向振動(dòng)持續(xù)時(shí)間大時(shí)，可達(dá)到200ms左右，垂直向可達(dá)到100ms左右。為避免振動(dòng)強(qiáng)度的疊加作用，雷管最好跳段使用，特別是第1-5段的低段雷管。為盡量避免振動(dòng)波形的疊加，段間隔時(shí)差應(yīng)考慮控制在100ms左右。當(dāng)然在雷管段落數(shù)不足的情況下，可采用減少單段雷管一次共同作用的炸藥量來進(jìn)行控制，段間隔時(shí)差可適當(dāng)縮小。（七）循環(huán)進(jìn)尺的選定主要根據(jù)地質(zhì)條件，進(jìn)度安排等來考慮。但在軟弱巖層中，一般宜在0.8-1.5m范圍內(nèi)考慮，常選用1.1m左右較合適。采用淺眼爆破，控制一次爆破的總用藥量，也就控制了段用藥量，這樣可以控制爆破對(duì)圍巖的擾動(dòng)。（八）底板眼的爆破與起爆順序底板眼的爆破，傳統(tǒng)的習(xí)慣做法是加大裝藥量，并且最后同時(shí)起爆，以達(dá)到翻碴的目的，便于出碴。但是，隧道爆破振動(dòng)觀測表明，隧道爆破產(chǎn)生的地震動(dòng)強(qiáng)度除掏槽最大外，其次是底板眼的爆破，有時(shí)底板眼爆破產(chǎn)生的地震動(dòng)強(qiáng)度最大。從保護(hù)圍巖穩(wěn)定的角度來看，顯然是不合理的。所以應(yīng)改變傳統(tǒng)的習(xí)慣做法，將底板眼分成幾個(gè)段落分開起爆。這樣減少了底板眼同段起爆，共同作用的炸藥量，改變了底板眼抵抗線的方向，實(shí)際上縮小了底板眼的抵抗線，從而可減小底板眼爆破產(chǎn)生的地震動(dòng)強(qiáng)度。起爆順序：預(yù)裂爆破時(shí)先預(yù)裂后掏槽，然后擴(kuò)槽、掘進(jìn)眼、二臺(tái)眼、內(nèi)圈服；光面爆破，從掏槽眼開始，一層一層地往外進(jìn)行，最后是周邊光面爆破。具體落實(shí)雷管段號(hào)時(shí)，注意三點(diǎn)：首先應(yīng)有合理的段間隔時(shí)間；其次同一段炮眼的裝藥量應(yīng)小于最大單段的允許裝藥量；第三，前一段的爆破要盡量為后段爆破創(chuàng)造良好的臨空面。（九）爆破參數(shù)的選定爆破參數(shù)的選取方法主要有三種：工程類比法；計(jì)算法；現(xiàn)場試驗(yàn)法。各個(gè)工程的地質(zhì)條件干變?nèi)f化，現(xiàn)場的施工條件也是多變的，所以比較科學(xué)實(shí)用的方法是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初選參數(shù)，再通過現(xiàn)場的試驗(yàn)確定下來。一般的隧道爆破工程可在洞外路塹邊坡上做單眼爆破漏斗試驗(yàn)及三眼爆破成縫試驗(yàn)，來確定有關(guān)爆破參數(shù)，必要時(shí)可做掏槽的分解爆破實(shí)驗(yàn)，以確定掏槽的類型及有關(guān)參數(shù)。1.炮眼深度L軟弱圍巖隧道通常均以循環(huán)進(jìn)尺作為眼深，掏槽眼另加10%~20%，參考表1-15。2.炮眼數(shù)目N在小直徑(35-42mm)炮眼，開挖斷面積在5-50m2的條件下，單位面積鉆眼數(shù)為1.5~4.5個(gè)/㎡.計(jì)算時(shí)需注意：軟巖隧道的炮眼平均裝藥系數(shù)，大約在0.2-0.4的范圍內(nèi)；單位炸藥消耗量則大斷面爆破與小導(dǎo)坑爆破不同。此外，若采用光面爆破，炮眼數(shù)目就再增加20%左右。3.炮眼布置原則上應(yīng)先布置掏槽眼，再按光面爆破原則布置周邊跟。然后是底板眼、內(nèi)圈眼、二臺(tái)眼、最后布置掘進(jìn)眼，掘進(jìn)眼均勻布置即可。通常內(nèi)圈眼應(yīng)比掘進(jìn)眼密一些，比周邊眼稀一些，其間距為周邊眼間距的1.5倍左右，抵抗線為間距的0.7倍左右。另外，為了不至于使底板越爆越高，底板眼也常要有下插角度，又考慮到先爆炮眼的部分石碴堆在其上面，爆破時(shí)負(fù)荷較大，因此二臺(tái)眼、底板眼也應(yīng)比掘進(jìn)眼適當(dāng)加密，它們的稀密程度和內(nèi)圈眼差不多。周邊眼參數(shù)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式：間距E=（8~12）d（d為炮眼直徑），cm；抵抗線W=（1.0~1.5）E，cm；裝藥集中度q=0.04~019kg/m。幾座軟巖隧道的實(shí)際炮眼深度及有關(guān)參數(shù)表1-15隧道名地質(zhì)條件開挖方法開挖面積(㎡)眼深（m）眼徑（m）炮眼數(shù)（個(gè)）炸藥類型單耗（kg/m3）楓林1號(hào)硝質(zhì)頁巖II類拱部光面15.30.8~1.04566巖石硝銨0.3~0.4南嶺泥質(zhì)頁巖II類半斷面微臺(tái)階上32.06下63.701.145上111下120巖石硝銨上0.52下0.31下坑千枚巖f=1~1.5半斷面微臺(tái)階上14.5下30.77145上65下67巖石硝銨上0.61下0.42大瑤山0號(hào)斷層、砂巖II類全斷面預(yù)裂101.31.148168乳化與硝銨0.73大瑤山九號(hào)斷層板巖II~III類全斷面預(yù)裂72.51.348147乳化與硝銨0.75花果山斷層破碎帶花崗巖III類半斷面微臺(tái)階上44.25下53.25348上116下94水膠與硝銨上1.24下0.74韓家河片麻巖、斷層破碎帶半斷面微臺(tái)階上10.88下23.24342上38下38巖石硝銨上1.74下0.7重慶人防砂泥巖互層f=2.5~6分布開挖501.642294巖石硝銨1.24.一次爆破總裝藥量的計(jì)算可參照公式(1-8)進(jìn)行計(jì)算。5.單眼裝藥量的計(jì)算隧道爆破，炮眼所在部位不同，所起的作用是不同的。掏槽眼要求拋擲；掘進(jìn)眼只要求松動(dòng)，而在掏槽部位的兩側(cè)與其上、下部要求又不一樣，側(cè)部要求松動(dòng)，上部要求弱松動(dòng)，下部要求加強(qiáng)松動(dòng)，周邊眼則要求光面爆破，底板眼則要用拋擲爆破的藥量，否則可能底板爆破失敗。所以各部位炮眼的裝藥量是不同的。周邊眼參照隧道光面爆破考慮。其它各部位炮眼的裝藥量均可按下式計(jì)算：q=KaW（1-10）式中：q——單眼裝藥量，kg；K——可參閱表1-15選取，kg/m3；A——炮眼間距，m；W——炮眼爆破方向的抵抗線，m；L——炮眼深度，m;——炮眼所在部位系數(shù)，可參閱表1-16選取。炮眼部位系數(shù)表1-16炮眼部位掏槽炮眼擴(kuò)槽炮眼掘進(jìn)槽下掘進(jìn)槽側(cè)掘進(jìn)槽上內(nèi)圈炮眼二臺(tái)炮眼底板炮眼值2~31.5~21.0~1.210.8~0.10.8~1.0預(yù)0.5~0.8光1.2~1.51.5~2.06.裝藥結(jié)構(gòu)周邊眼一般采用三種形式：比較破碎軟弱的巖層采用雙導(dǎo)爆索，如圖1-19a）；軟巖類屬于中等巖層，采用竹片、導(dǎo)爆索、小直徑藥卷間隔綁扎裝藥結(jié)構(gòu)，底部藥量適當(dāng)加強(qiáng)，如圖1-19b）；較為完整的軟弱巖層，可采用圖1-19軟巖隧道周邊眼裝藥結(jié)構(gòu)專用小直徑光爆炸藥的連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，見圖1-19c）、d)。上述裝藥結(jié)構(gòu)均要求堵塞炮泥。1.6中硬巖、硬巖隧道爆破設(shè)計(jì)中硬巖、硬巖隧道工程，通常采用大型施工機(jī)械全斷面法開挖。這種開挖方法工序簡單，工作面寬敞，有利于通風(fēng)、排水、運(yùn)輸，及大型機(jī)械作業(yè)。從一些長大隧道開挖的實(shí)踐證明，這種方法可以實(shí)現(xiàn)圖1-20軟巖隧道其余炮眼裝藥結(jié)構(gòu)長時(shí)間的、穩(wěn)定的快速掘進(jìn)目標(biāo)，是一種安全、快速、經(jīng)濟(jì)的硬巖隧道施工技術(shù)。（一）循環(huán)進(jìn)尺的確定從3m深眼爆破和5m深眼爆破的經(jīng)濟(jì)效益來看，5m優(yōu)于3m，一般取大值。但是，這應(yīng)根據(jù)鉆眼機(jī)械的最大鉆進(jìn)深度，鉆眼的效率，及與之相配套的裝運(yùn)機(jī)械設(shè)備的裝運(yùn)能力，巖體所能承受的爆破地震動(dòng)強(qiáng)度，循環(huán)作業(yè)能力等綜合考慮。（二）鉆眼直徑的選擇中硬巖、硬巖雙線鐵路隧道全斷面深眼爆破，斷面較大，一般在100㎡左右。只要掏槽設(shè)計(jì)合理，施工誤差小，掏槽爆破成功，其它炮眼的爆破類似于露天深眼爆破，只不過工作面比露天爆破小一些，因此可采用較大鉆眼直徑，如φ48mm、φ80mm、φ100mm，以減少炮眼數(shù)量及鉆眼工作量。一般來說炮眼直徑越大，鉆眼數(shù)量越少，相對(duì)來說巖碴塊度要大一些。目前國內(nèi)的隧道鑿巖機(jī)械設(shè)備，僅做φ48mm鉆眼直徑的深眼爆破，其它的大孔徑深孔爆破尚有待于進(jìn)一步試驗(yàn)研究。此外湖南東江電站水工隧洞，曾在洞內(nèi)使用過TQ—100型潛孔鉆議CLQ—80型潛孔鉆進(jìn)行大孔徑深孔爆破。（三）炮眼布置1．炮眼數(shù)量的確定(1)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式、曲線查取不同的炮眼直徑，炮眼數(shù)量與隧道斷面積之間關(guān)系，如圖1-21所示?？筛鶕?jù)炮眼直徑及開挖斷面積，直接從圖1-21中查得炮眼數(shù)量。本圖不包括周邊光面爆破的炮眼。(2)工程類比法選定可根據(jù)類似工程爆破條件確定炮眼數(shù)目。(3)按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算圖1-21炮眼數(shù)量與隧道斷面積的關(guān)系N=(1-11)式中：N——全斷面炮眼數(shù)（不包括光面爆破的）個(gè)；K——單位巖石體積耗藥量(查表1-17)，kg/mS——開挖斷面積,m；Qq——各類炮眼裝藥系數(shù)（查表1-18取平均值）；r——炸藥的線裝藥密度（根據(jù)實(shí)際使用的炸藥獲得）kg/m；L——炮眼深度，m；Q——周邊光爆藥量，kg。2．炮眼布置原則(1)掏槽眼的布置原則R壓幾座中硬巖、硬巖隧道實(shí)際K值表表1-17隧道名地質(zhì)條件開挖方法開挖面積（㎡）眼深(m)眼徑（mm）炮眼數(shù)（個(gè)）炸藥類型K值（kg/m3）蜂蜜菁2#泥質(zhì)厚層砂巖f=4~5全斷面光面爆破462.5ZC-419臺(tái)車91硝銨炸藥1.36~1.46普濟(jì)泥沙巖R壓=31.8MPa全斷面光面爆破501.850126硝銨炸藥1.8粟家灣2#IV類圍巖全斷面光面爆破約903.248136約0.87雷公尖中厚層隱品質(zhì)灰?guī)rIV-V全斷面光面爆破100.7548200硝銨炸藥1.7~1.8軍都山Ⅱ類圍巖（等時(shí)差爆破）全斷面光面爆破90548185抗水、硝銨1.71~1.99大瑤山砂巖、板巖IV-V類全斷面光面爆破96.2548180抗水、硝銨1.63花果山花崗巖Ⅳ類已有3.8×4m2全斷面光面爆破75.723.248142抗水、硝銨1.66大瑤山砂巖板巖IV-V類全斷面光面爆破101.3548198乳化、硝銨1.95花果山花崗巖V類全斷面光面爆破93.5548198水膠、抗水、硝銨1.43白家灣IV-V類全斷面光面爆破81~85448180~2001.8河南寺IV-V類全斷面光面爆破81~85548180~2001.68眼深爆破各類炮眼裝藥系數(shù)表1-18炮眼名稱掏槽眼擴(kuò)槽眼掘進(jìn)眼內(nèi)圈眼二臺(tái)眼底板眼備注全斷面裝藥系數(shù)0.930.850.80.620.820.85全斷面一次成型有下導(dǎo)坑裝藥系數(shù)0.620.720.620.770.08有4m×3.8m的超前導(dǎo)坑為便于石碴裝運(yùn)，爆后找頂，及噴混凝土等作業(yè)，要求碴堆集中一些，堆得高一些，掏槽區(qū)應(yīng)布置在斷面的中下方。另外為了滿足TH286型四臂液壓鉆眼臺(tái)車鉆鑿掏槽跟的方便，達(dá)到要求的精確度，掏槽區(qū)通常偏離中心線1.5-1.8m，設(shè)置在中線的左側(cè)和右側(cè)，距底板線1.5-1.8m。這樣采用1-15段毫秒雷管，或毫秒雷管與半秒雷管組合應(yīng)用，其拋碴在20-(2)周邊眼的布置原則值得注意的是，實(shí)踐證明全斷面深眼爆破，周邊采用光面爆破，塊度比較適宜；周邊采用預(yù)裂爆破，崩落帶普遍出現(xiàn)大塊現(xiàn)象，給裝運(yùn)帶來困難，不過預(yù)裂爆破的輪廓成型及炮眼保存率普遍優(yōu)于光面爆破；如果采用預(yù)裂爆破，最好在崩落帶增加幾個(gè)炮眼，特別是拱部，以排除周邊崩落帶產(chǎn)生大塊現(xiàn)象，增加的幾個(gè)眼可以與相應(yīng)的內(nèi)圈眼安排在同一段起爆。(3)擴(kuò)槽眼、內(nèi)圈眼、二臺(tái)眼、底板眼的布置原則擴(kuò)槽跟、內(nèi)圈眼、二臺(tái)眼、底板眼的布眼原則，均應(yīng)比掏槽眼、周邊眼稀一些，而與掘進(jìn)眼相比，應(yīng)適當(dāng)?shù)丶用?。擴(kuò)槽眼的作用是將槽腔進(jìn)一步擴(kuò)大，為后續(xù)炮眼的爆破提供良好的臨空面條件；為保證爆破效果，擴(kuò)槽眼應(yīng)適當(dāng)加密。內(nèi)圈眼裝藥量過大或過于集中，均會(huì)引起圍巖的破壞，因此必須適當(dāng)加密，使炸藥量能在內(nèi)圈眼帶均勻分布，減小對(duì)圍巖的爆破破壞。擴(kuò)槽、掘進(jìn)眼的爆破，有部分巖碴被拋出開挖斷面以外，還有部分巖碴堆積在底板上，增加了二臺(tái)跟、底板眼爆破的負(fù)荷，為克服這一現(xiàn)象及保證底部的爆破效果，二臺(tái)眼、底板眼也必須適當(dāng)加密。它們的間距或抵抗線一般為掘進(jìn)眼的80%左右。(4)掘進(jìn)眼的布置原則掘進(jìn)眼一般均勻布置，可采用線形布置形式，也可采用環(huán)形布置形式。一般情況下，抵抗線均應(yīng)小于同排（同一環(huán)形）炮眼間距，常為炮眼間距的80%~100%。目前隧道內(nèi)也有采用大孔距小抵抗線的線形布置形式，炮眼間距為抵抗線的1.5~2倍。3．炮眼布置圖式炮眼布置圖式很多，這里僅介紹有代表性的，典型的圖式，供參考。(1)楔形掏槽，環(huán)狀布置見圖1-22。(2)楔形掏槽，線形布置見圖1-23。圖1-22楔形掏槽環(huán)狀布置圖1-23楔形掏槽線性布置（單位：cm）(3)直眼掏槽，環(huán)狀布置見圖1-24(4)最大一段允許用藥量的確定據(jù)日本的有關(guān)資料介紹，抗拉強(qiáng)度σ1=3.2MPa、彈性模量E=1.86×104MPa的混凝土襯砌，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度的破壞極限值為80cm/s。由此看來：以VKP=10~15cm/（五）總裝藥量的計(jì)算與炸藥的分配1.單位巖體用藥量K值的確定(1)查表1-17類比選取。圖1-24直眼掏槽環(huán)向布置（單位：cm）(2)查圖1-25單位耗藥量K與隧道斷面積的關(guān)系曲線。(3)由公式計(jì)算根據(jù)前蘇聯(lián)的資料介紹，對(duì)于在巖石堅(jiān)硬系數(shù)f=16的地層中，開挖斷面由20㎡圖1-25單位耗藥量與隧道斷面積的關(guān)系到100㎡隧道，單位巖石體積用藥量可按下式計(jì)算：（1-12）式中：K——單位巖石體積用藥量，k/m3；f——巖石堅(jiān)硬系數(shù)；S——隧道開挖斷面積，m；C——藥卷直徑的影響系數(shù)，見表1-19；B——炮眼深度影響系數(shù)，見表1-20；e——炸藥能景系數(shù)，見表1-21；——裝藥密度的影響系數(shù)，見表1-22；W——巖體結(jié)構(gòu)，裂縫和層理的影響系數(shù)，見表61-23藥卷直徑影響系數(shù)c值表1-19藥卷直徑（mm）323640424548c值1.11.00.950.920.90.87炮眼深度影響系數(shù)b值表1-20巖石堅(jiān)硬系數(shù)f當(dāng)炮眼深度為以上數(shù)值的b值1.5m2.0m2.5m3.0m3.5m以上10~161.001.051.101.151.208~101.051.001.051.101.154~81.051.051.001.051.1041.051.051.051.001.05炸藥能量系數(shù)e值表1-21炸藥類型硝化甘油1號(hào)巖石炸藥62%硝化甘油炸藥硝銨2號(hào)巖石炸藥e值1.001.101.25裝藥密度的影響系數(shù)值表1-22裝藥方式風(fēng)力裝填粉狀炸藥可擠壓的可塑性炸藥通常人工裝炸藥值1.001.051.10巖體結(jié)構(gòu)、裂隙、層理的影響系數(shù)值表1-23巖體地質(zhì)狀況值整體火成巖1.15整體巖石，帶有脈狀礦物、接觸面上已被削弱1.10整體石質(zhì)巖層，有風(fēng)化痕跡1.05覓裂縫的巖石、層理垂直于隧道縱軸1.00肉眼看不見裂縫，層理與隧道縱軸平行或傾斜70度的巖層0.95裂紋微小的巖層（每平方米不超過2條裂紋）0.90有裂縫的巖體（每半方米2~5條裂紋）0.85~0.9有顯著裂縫的巖崖（每平方術(shù)5條裂紋）0.75~0.85注：對(duì)于兩個(gè)自由面（即有下導(dǎo)坑）的工作面，系數(shù)值必須乘以0.7.2．總裝藥量的計(jì)算可參照公式(1-8)進(jìn)行計(jì)算。3．炸藥量的分配隧道爆破，不同部位的炮眼所起的作用是不同的，因而各部位炮眼的裝藥量也不相同。周邊眼的裝藥量，其裝藥集中度約為300-400g/m。掏槽眼的裝藥，其裝藥長度約為炮眼深度的90%-95%。其它炮眼的裝藥量參照公式(1-10)計(jì)算。但其炮眼所在部位系數(shù)λ，應(yīng)按表1-24選取。中硬巖、硬巖隧道炮眼部位系數(shù)λ表1-24炮眼部位掏槽炮眼擴(kuò)槽炮眼掘進(jìn)槽下掘進(jìn)槽側(cè)掘進(jìn)槽上內(nèi)圈炮眼二臺(tái)炮眼底板炮眼周邊炮眼λ值1.0~2.01.210.950.90.851.051.10.6最后再從施工出發(fā)，可對(duì)裝藥作適當(dāng)調(diào)整以單眼裝藥量為半卷、整卷計(jì)量為宜。（六）裝藥結(jié)構(gòu)隧道爆破炮眼中的炸藥，采用正向起爆或反向起爆，有人曾做過試驗(yàn)研究，結(jié)論是裝瞬發(fā)雷管的那些炮眼，應(yīng)該采用正向起爆，其它炮眼則應(yīng)采用反向起爆。即掏槽眼的首段采用正向裝藥起爆；當(dāng)采用周邊預(yù)裂爆破時(shí)，周邊眼也應(yīng)采用即發(fā)雷管正向起爆。這樣可得到較好的巖碴塊度。對(duì)于鉆眼直徑為φ48mm的深眼爆破，采用φ42mm的一號(hào)抗水硝銨炸藥大直徑藥卷，可以克服深眼爆破中存在“管道效應(yīng)”。從而避免了炸藥在深眼中中途熄爆現(xiàn)象，這時(shí)的不耦合系數(shù)為1.14。這是大瑤山隧道的一條成功經(jīng)驗(yàn)。（七）合理段落間隔時(shí)間的選擇隧道爆破，實(shí)際質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度測試得到的曲線波形圖表明，每段問隔時(shí)差大于50ms時(shí)，波形基本上無疊加現(xiàn)象。據(jù)有關(guān)資料介紹，經(jīng)測定對(duì)脆性堅(jiān)硬巖石爆破來說，巖石從炸藥爆轟開始到移動(dòng)的時(shí)間t為8~22ms;對(duì)頁巖來說t為38~68ms。從有利于后段炮眼的爆破出發(fā)，后段炮眼的起爆應(yīng)在前段炮眼爆破卸載后開始，即每段起爆的間隔時(shí)間應(yīng)大于巖體從炸藥爆轟到開始移動(dòng)這一時(shí)間。但是，每段起爆間隔時(shí)間又不宜太長，間隔時(shí)間太長，能量不能互相利用，后段爆破不能起補(bǔ)充前段爆破的破碎作用和拋擲作用。大瑤山隧道的經(jīng)驗(yàn)：掏槽爆破段間隔時(shí)間為50-75ms，后續(xù)炮眼的爆破段落間隔時(shí)間受爆破器材條件限制，只能逐段進(jìn)行安排，段間隔時(shí)間大的達(dá)到200~300ms。（八）起爆順序的安排硬巖雙線鐵路隧道深眼全斷面爆破振動(dòng)測試表明：一次裝藥爆破的質(zhì)點(diǎn)最大振動(dòng)速度值，不取決于總裝藥量的大小，而決定于某最大單段裝藥量的大小。為了減小對(duì)圍巖不必要的破壞，要注意同一段號(hào)的共同作用裝藥量不要超過計(jì)算的最大單段的允許裝藥量。，測試結(jié)果還表明：預(yù)裂爆破的周邊眼及底板眼爆破的質(zhì)點(diǎn)振速度可能最大。因此在雷管段數(shù)足夠時(shí)，為減小爆破振動(dòng)對(duì)圍巖的擾動(dòng)破壞，有必要將周邊眼，底板眼分成二至幾個(gè)段來爆破。以減小同一段號(hào)的共同作用的炸藥量。其次，起爆順序，應(yīng)該是選掏槽，而后擴(kuò)槽眼、掘進(jìn)跟、二臺(tái)眼、內(nèi)圈眼、底板眼，最后周邊眼光面爆破。預(yù)裂爆破周邊眼在掏槽爆破之前起爆，其它炮眼仍按上述順序進(jìn)行。1.7隧道光面爆破、預(yù)裂爆破一、爆破參數(shù)設(shè)計(jì)（一）光面爆破、預(yù)裂爆破的主要參數(shù)普通光面爆破，就是將周邊眼范圍內(nèi)的巖石爆下來，形成規(guī)整的輪廓壁面并盡可能多的保留半邊眼痕跡和減小對(duì)圍巖的擾動(dòng)。若要“爆下來”主要與裝藥集中度(q)、最小抵抗線（W)有關(guān)：“成型規(guī)整”主要與炮眼間距(E)、炮眼密集系數(shù)(m=E/W)、最小抵抗線有關(guān)：“保留半邊眼痕跡和減少圍巖擾動(dòng)”主要與不耦合系數(shù)（D=d／d）有關(guān)。因此，影響光面爆破效果的主要參數(shù)應(yīng)是：炮眼間距(E)、周邊眼密集系數(shù)(m)、最小抵抗線(W)、不耦合系數(shù)(D)和裝藥集中度（q）。而它們之間或它們與其它參數(shù)之間是相互有聯(lián)系的。預(yù)裂爆破，就是沿周邊眼先炸開一個(gè)規(guī)整的裂縫面，主體爆破時(shí)減