隧道爆破設(shè)計(jì)計(jì)算

4.3w級(jí)圍巖爆破設(shè)計(jì)工程概況大瑤山隧道位于廣東省樂(lè)昌市的慶云鎮(zhèn)至兩江鎮(zhèn)的九峰河，隧道全長(zhǎng)10331m隧道以碳酸鹽巖和碎屑巖為主，隧道內(nèi)考慮到斷裂帶、部分淺埋段巖體風(fēng)化、破碎等，2隧道圍巖多為〃級(jí)。隧道穿越地區(qū)有斷裂構(gòu)造，圍巖較為破碎，裂縫較發(fā)育，斷裂帶附近易富水，巖溶水賦水性為中等，碎屑巖及淺變質(zhì)巖屬含水豐富的基巖裂隙水含水層，所以地下水較發(fā)育。隧道斷面設(shè)計(jì)為馬蹄型，跨度B=14.22m，高為H=11?93mo爆破方案選擇為了保證隧道的開挖質(zhì)量，又能加快施工速度，縮短工期，故IV級(jí)圍巖實(shí)施爆破區(qū)段采用上、中、下三臺(tái)階開挖的光面爆破方案，由于圍巖較為破碎，所以采用段臺(tái)階法，實(shí)現(xiàn)及早支護(hù)封閉。由于采用三臺(tái)階的開挖方法，所以每循壞進(jìn)尺的爆破工作都要分成三部分完成的。對(duì)于一個(gè)開挖斷面，先對(duì)上臺(tái)階進(jìn)行爆破開挖、出渣，當(dāng)上臺(tái)階向前開挖推進(jìn)一定距離后，再對(duì)中、下進(jìn)行爆破作業(yè)，應(yīng)盡量減少相鄰兩個(gè)工作面之間施工相互干擾。每月施工28天，采用2班循環(huán)掘進(jìn)平行作業(yè)，月掘進(jìn)計(jì)劃進(jìn)尺為120m。爆破參數(shù)選擇（一）上臺(tái)階參數(shù)計(jì)算⑴炮眼數(shù)N斷面炮眼數(shù)是受多個(gè)因素限制，它和爆破作業(yè)面積、圍巖等級(jí)等因素有關(guān)。炮眼數(shù)目N可根據(jù)式（4-1）計(jì)算得出：一（4-1）式中，q一炸藥消耗量，一般取1.2?2.4實(shí)際根據(jù)表4-1選?。海?，，。S一爆破作業(yè)的面積，由開挖斷面圖可知，IV級(jí)圍巖開挖斷面上臺(tái)階斷面積為，中臺(tái)階斷面積，下臺(tái)階斷面積；仰拱斷面積。:一系數(shù)，根據(jù)表4-3取值，選取時(shí)要綜合考慮各類炮眼，上臺(tái)階?。海篜?43;:一藥卷的炸藥質(zhì)量，2號(hào)巖石銨梯炸藥的每米質(zhì)量見表4-2；本工程中取二078；根據(jù)上式計(jì)算得出，上臺(tái)階炮眼數(shù)為耽：109個(gè)，中臺(tái)階炮眼數(shù)為N2：102個(gè)，下臺(tái)階炮眼數(shù)為N3：94個(gè)，仰拱炮眼數(shù)為N425個(gè)。表4-1隧道爆破單位耗藥量（）開挖部位和掘進(jìn)斷面積/圍巖類別IVV川Vn川I單自由面467—910121315162040—431.51.31.21.21.21.81.61.51.41.32.32.01.81.71.61.12.92.52.252.12.01.4多自由面擴(kuò)大挖底0.60.520.740.620.950.791.21.0表4-22號(hào)巖石銨梯炸藥每米質(zhì)量值藥卷直徑32353840444550(kg/m)0.70.91.11.21.1.1.9086055259表4—3裝藥系數(shù)值炮眼名稱圍巖類別VV川Vn川I掏槽眼0.50.550.600.650.80輔助眼0.40.450.500.550.70周邊眼0.40.450.550.600.75（2）每循環(huán)炮眼深度本隧道工程初步擬定月掘進(jìn)循壞進(jìn)尺為85m每掘進(jìn)循環(huán)的計(jì)劃進(jìn)尺數(shù)I:120：28：221m,工程中炮眼利用率實(shí)取091，由式（4-2）計(jì)算炮眼深度得炮眼深度為2.35m。(4-2)實(shí)際取炮眼深度為2.4m,每循環(huán)進(jìn)尺為124:0.91218m。一般深掏槽眼較炮眼加深0?15-0?25m。炮孔直徑由于地下水量較發(fā)育，因此選用2號(hào)巖石乳化炸藥，其藥卷直徑為32mm，藥卷長(zhǎng)度為200mm，每卷裝藥質(zhì)量為0?15kg。炮孔直徑的選擇要考慮對(duì)填裝炸藥，鉆眼速度和爆破效果的影響，還有兼顧施工單位的現(xiàn)有設(shè)備，故本工程中炮孔直徑確定為42mm。⑷炮眼間距和排距掏槽眼本隧道開挖斷面較大，所以選用復(fù)式楔形掏槽，上臺(tái)階共布置10個(gè)掏槽眼，其中深掏槽眼6個(gè)，孔深在原設(shè)計(jì)孔深的基礎(chǔ)上加深0?2m，故深掏槽眼深度為2?6m；淺掏槽眼4個(gè)孔深為1?2m。周邊眼本隧道采用光面爆破，周邊眼間距取500mm，最小抵抗線為600mm，光爆孔密集系數(shù)為0.83,周邊眼向外傾斜，距開挖輪廓線為100m。上臺(tái)階輪廓線總長(zhǎng)為28.68m，故周邊眼數(shù)目為N2=28.68十0.5=57.36個(gè)，實(shí)際取58個(gè)。輔助眼為減少鉆眼量，加快施工進(jìn)度，輔助眼間距適當(dāng)?shù)募哟?，所以工程中輔助眼間距實(shí)取770mm，共布置N3=109-10-58=41個(gè)輔助眼。(5)裝藥量計(jì)算①總裝藥量總裝藥量可以由下式(4-3)進(jìn)行計(jì)算Q：qV式中：q——2號(hào)巖石銨梯炸藥的單位耗藥量，工程中q取1.0;每循壞進(jìn)尺爆破的巖石量；計(jì)算得總裝藥量。=1.036.62.40.91=79.9kg。本隧道用2號(hào)巖石乳化炸藥，根據(jù)2號(hào)巖石乳化炸藥的換算系數(shù)則一個(gè)循環(huán)2號(hào)巖石乳化炸藥總裝藥量為79.91.1=87.9kg。②單孔裝藥量根據(jù)表4-1可知，掏槽眼裝藥系數(shù)為：：0.5,輔助眼裝藥系數(shù)為：：0.4，周邊眼裝藥系數(shù)為：；0.4,為保證光爆效果，周邊眼裝藥系數(shù)實(shí)取0.35。單孔裝藥量，裝藥卷數(shù)與裝藥系數(shù)、炮孔深度和藥卷長(zhǎng)度及質(zhì)量有關(guān)。具體計(jì)算如下：4個(gè)淺掏槽眼：?jiǎn)慰籽b藥卷數(shù)二0?5X1.2￡.2=3卷單孔裝藥量二3X0?15=0?45kg換算為2號(hào)巖石乳化炸藥：?jiǎn)慰籽b藥量=0?45X.1=0.495kg單孔裝藥卷數(shù)二0?495￡?15=3?3卷實(shí)際取3.5卷，則單孔裝藥量為3.5X.15=0.525kg6個(gè)深掏槽眼：?jiǎn)慰籽b藥卷數(shù)二0?5X.6￡.2=6.5卷單孔裝藥量二6.5X.15=0.975kg換算為2號(hào)巖石乳化炸藥：?jiǎn)慰籽b藥量=0?975X.1=1.0725kg單孔裝藥卷數(shù)二1?0725￡?15=7?15卷實(shí)際取7.5卷，則單孔裝藥量為7.5X.15=1.125kg41個(gè)輔助眼：?jiǎn)慰籽b藥卷數(shù)二0?4X.4￡.2=4.8卷單孔裝藥量二4.8X.15=0.72kg換算為2號(hào)巖石乳化炸藥：?jiǎn)慰籽b藥量=0?72X.1=0.792kg單孔裝藥卷數(shù)二0?792￡?15=5?28卷實(shí)際取5.5卷，則單孔裝藥量為5.5X.15=0.825kg58個(gè)周邊眼：?jiǎn)慰籽b藥卷數(shù)二0?35X.4￡.2=4.2卷單孔裝藥量二4.2X.15=0.63kg換算為2號(hào)巖石乳化炸藥:單孔裝藥量=0?63>1.仁0.693kg單孔裝藥卷數(shù)二0?693￡.15=4.62卷實(shí)際取5卷，則單孔裝藥量為5??15=0?75kg按此計(jì)算，上臺(tái)階每循壞進(jìn)尺所需總裝藥量為：QO525J6:1.125：：：41：0.825：：：58：0.75：=86.175kg實(shí)際裝藥量略小于計(jì)算的總裝藥量，但基本上一致，故可以按此值進(jìn)行裝藥。中臺(tái)階參數(shù)計(jì)算(1)參數(shù)選擇中臺(tái)階的工程概況與上臺(tái)階相同，故炮眼深度按照上臺(tái)階的參數(shù)選取即可。其中由于上臺(tái)階已經(jīng)開挖，則中臺(tái)階有兩個(gè)臨空自由面，所以中臺(tái)階就不再布置掏槽眼，只布置輔助眼和周邊眼孔深依據(jù)上臺(tái)階選取，輔助眼2.4m,周邊眼2.4m。⑵炮孔直徑炮孔直徑確定為42mm。炮眼間距和排距周邊眼本隧道采用光面爆破，周邊眼間距取500mm，最小抵抗線為600mm，光爆孔密集系數(shù)為0.83，周邊眼向外傾斜，距開挖輪廓線為100m。周邊眼數(shù)目為39個(gè)。輔助眼本隧道中輔助眼間距實(shí)取770mm，共布置N=102—39=63個(gè)輔助眼。裝藥量①總裝藥量當(dāng)上臺(tái)階爆破、出渣完成后，再對(duì)中臺(tái)階進(jìn)行施工，所以落底便會(huì)有兩個(gè)臨空面，即掌子面和上臺(tái)階底面，此時(shí)單位炸藥消耗量q根據(jù)表4-3取為0.74。計(jì)算得總裝藥量Q=0.7446.52.40.91=75.15kg。本隧道用2號(hào)巖石乳化炸藥，根據(jù)2號(hào)巖石乳化炸藥的換算系數(shù)則一個(gè)循環(huán)2號(hào)巖石乳化炸藥總裝藥量為②單孔裝藥量根據(jù)表4-1可知，輔助眼裝藥系數(shù)為：：0.4,周邊眼裝藥系數(shù)為：：0.4,為保證光爆效果，周邊眼裝藥系數(shù)實(shí)取0.35。具體計(jì)算如下：63個(gè)輔助眼：?jiǎn)慰籽b藥卷數(shù)二0?4>2.4￡.2=4.8卷單孔裝藥量二4.8>0.15=0.72kg換算為2號(hào)巖石乳化炸藥：?jiǎn)慰籽b藥量=0?72>.1=0.792kg單孔裝藥卷數(shù)二0?792￡?15=5?28卷實(shí)際取5.5卷，則單孔裝藥量為5.5>.15=0.825kg39個(gè)周邊眼：?jiǎn)慰籽b藥卷數(shù)=0?35>.4￡.2=4.2卷單孔裝藥量二4.2>.15=0.63kg換算為2號(hào)巖石乳化炸藥：?jiǎn)慰籽b藥量=0?63>.1=0.693kg單孔裝藥卷數(shù)二0?693￡.15=4.62卷實(shí)際取5卷，則單孔裝藥量為5??15=0?75kg綜上所述，每循壞進(jìn)尺上臺(tái)階所需炸藥的總裝藥量為：Q:630825：::39：0.75：:81.23kg實(shí)際裝藥量略小計(jì)算的總裝藥量，但基本上一致，故可以按此值進(jìn)行裝藥。下臺(tái)階參數(shù)計(jì)算(1)參數(shù)選擇下臺(tái)階的工程概況與中臺(tái)階相同，故炮眼深度按照中臺(tái)階的參數(shù)選取即可。其中由于中臺(tái)階已經(jīng)開挖，貝U下臺(tái)階有兩個(gè)臨空自由面，所以下臺(tái)階就不再布置掏槽眼，只布置輔助眼和周邊眼孔深依據(jù)上臺(tái)階選取，輔助眼2.4m,周邊眼2.4m。⑵炮孔直徑炮孔直徑確定為42mm。(3)炮眼間距和排距①周邊眼本隧道采用光面爆破，周邊眼間距取500mm,最小抵抗線為600mm,光爆孔密集系數(shù)為0.83,周邊眼向外傾斜，距開挖輪廓線為100m。周邊眼數(shù)目為32個(gè)。②輔助眼本隧道中輔助眼間距實(shí)取770mm,共布置虬=94—32=62個(gè)輔助眼。(4)裝藥量總裝藥量當(dāng)上臺(tái)階爆破、出渣完成后，再對(duì)中臺(tái)階進(jìn)行施工，所以落底便會(huì)有兩個(gè)臨空面，即掌子面和上臺(tái)階底面，此時(shí)單位炸藥消耗量q根據(jù)表4-3取為0.74。計(jì)算得總裝藥量Q=0.7442.92.40.91=69.3kg。本隧道用2號(hào)巖石乳化炸藥，根據(jù)2號(hào)巖石乳化炸藥的換算系數(shù)則一個(gè)循環(huán)2號(hào)巖石乳化炸藥總裝藥量為69.31.1=76.27kg。單孔裝藥量根據(jù)表4-1可知，輔助眼裝藥系數(shù)為：：0.4,周邊眼裝藥系數(shù)為：：0.4,為保證光爆效果，周邊眼裝藥系數(shù)實(shí)取0.35。具體計(jì)算如下：62個(gè)輔助眼：?jiǎn)慰籽b藥卷數(shù)二0?4>2.4￡.2=4.8卷單孔裝藥量二4.8>0.15=0.72kg換算為2號(hào)巖石乳化炸藥：?jiǎn)慰籽b藥量=0?72>.1=0.792kg單孔裝藥卷數(shù)二0?792￡?15=5?28卷實(shí)際取5.5卷，則單孔裝藥量為5.5>.15=0.825kg32個(gè)周邊眼：?jiǎn)慰籽b藥卷數(shù)=0?35>.4￡.2=4.2卷單孔裝藥量二4.2>.15=0.63kg換算為2號(hào)巖石乳化炸藥：?jiǎn)慰籽b藥量=0?63>.1=0.693kg單孔裝藥卷數(shù)二0?693￡?15=4?62卷實(shí)際取5卷，則單孔裝藥量為5?.15=0.75kg綜上所述，每循壞進(jìn)尺上臺(tái)階所需炸藥的總裝藥量為：實(shí)際裝藥量略小于計(jì)算的總裝藥量，但基本上一致，故可以按此值進(jìn)行裝藥。(三)仰拱參數(shù)計(jì)算(1)參數(shù)選擇仰拱的工程概況與中臺(tái)階相同，故炮眼深度按照中臺(tái)階的參數(shù)選取即可。其中由于下臺(tái)階已經(jīng)開挖，則仰拱有兩個(gè)臨空自由面，所以仰拱就不再布置掏槽眼，只布置輔助眼和周邊眼孔深依據(jù)上臺(tái)階選取，輔助眼2.4m,周邊眼2.4m。⑵炮孔直徑炮孔直徑確定為42mm。炮眼間距和排距周邊眼本隧道采用光面爆破，周邊眼間距取500mm，最小抵抗線為600mm，光爆孔密集系數(shù)為0.83，周邊眼向外傾斜，距開挖輪廓線為100m。周邊眼數(shù)目為19個(gè)。輔助眼本隧道中輔助眼間距實(shí)取770mm，共布置N3=25—19=6個(gè)輔助眼。裝藥量總裝藥量當(dāng)下臺(tái)階爆破、出渣完成后，再對(duì)仰拱進(jìn)行施工，所以落底便會(huì)有兩個(gè)臨空面，即掌子面和下臺(tái)階底面，此時(shí)單位炸藥消耗量q根據(jù)表4-3取為0.74。計(jì)算得總裝藥量Q=0.7411.182.40.91=18.07kg。本隧道用2號(hào)巖石乳化炸藥，根據(jù)2號(hào)巖石乳化炸藥的換算系數(shù)則一個(gè)循環(huán)2號(hào)巖石乳化炸藥總裝藥量為18.071.1=19.87kg。單孔裝藥量根據(jù)表4-1可知，輔助眼裝藥系數(shù)為：：0.4,周邊眼裝藥系數(shù)為：：0.4,為保證光爆效果，周邊眼裝藥系數(shù)實(shí)取0.35。具體計(jì)算如下：6個(gè)輔助眼：換算為2號(hào)巖石乳化炸藥：?jiǎn)慰籽b藥量=0?72>.1=0.792kg單孔裝藥卷數(shù)二0?792￡?15=5?28卷實(shí)際取5.5卷，則單孔裝藥量為5.5>.15=0.825kg19個(gè)周邊眼：?jiǎn)慰籽b藥卷數(shù)=0?35>.4￡.2=4.2卷單孔裝藥量二4.2>.15=0.63kg換算為2號(hào)巖石乳化炸藥：?jiǎn)慰籽b藥量=0?63>.1=0.693kg單孔裝藥卷數(shù)二0?693￡.15=4.62卷實(shí)際取5卷，則單孔裝藥量為5??15=0?75kg綜上所述，每循壞進(jìn)尺上臺(tái)階所需炸藥的總裝藥量為：Q：：60825二：：0?75：；：—kF"實(shí)際裝藥量略小于計(jì)算的總裝藥量，但基本上一致，故可以按此值進(jìn)行裝藥炮孔名稱孔深/m孔數(shù)單孔裝藥量/kg總裝藥量/kg雷管段別起爆順序掏槽眼1.240.5252.11I2.661.1256.753II輔助眼2.4410.82533.8255III周邊眼2.4580.7543.57IV合計(jì)10986.175臺(tái)階爆破參數(shù)炮孔名稱孔深/m孔數(shù)單孔裝藥量/kg總裝藥量/kg雷管段別起爆順序中上臺(tái)階爆破參數(shù)表表

輔助眼2.4630.82551.9755I周邊眼2.4390.7529.257II合計(jì)10281.23下臺(tái)階爆破參數(shù)表炮孔名稱孔深/m孔數(shù)單孔裝藥量/kg總裝藥量/kg雷管段別起爆順序輔助眼2.4620.82551.155I周邊眼2.4320.75247II合計(jì)9475.15下臺(tái)階爆破參數(shù)表炮孔名稱孔深/m孔數(shù)單孔裝藥量/kg總裝藥量/kg雷管段別起爆順序輔助眼2.460.8254.955I