隧道爆破设计方案全断面法

1、XXXXXX高速公路一期土建工程XX合同段隧道爆破设计方案XXXXXXXX合同段项目经理部2010年12月隧道爆破设计方案1 / 15文档可目由编辑、工程概述本合同段有四座隧道。隧道设计为左右幅分离式双洞单向行车双车道，净 跨 11.2m,净高7. Om的三心圆拱曲墙断面。隧道区域处于构造剥蚀丘陵一低山地貌区，主要出第四系全新统残坡积碎石土、 中元古武当山群片岩和上元古界震旦系上 统灯组片岩。本段内短隧道为IV、V级围岩，中长隧道为111、 IV、V级围岩， 其中III级围岩采用全断面法爆破开挖（V级围岩主要采取人 工配合机械开挖，不 需要爆破）、锚、喷、格栅、网、初期支护，全断面复 合式衬砌

2、。爆破方法采用光 面爆破。二、光面爆破的特点光面爆破施工，可以减少对围岩的扰动，增强围岩的自承能力，特别是在不良地质条件下效果更为显著，不仅可以减少危石和支护的工程量，而且保 证了施 工的安全；由于光面爆破使开挖面平整，岩石无破碎，减少了裂隙，这样可以大大减少超欠挖量。据有关资料统计，光面爆破与普通爆破相比，超挖量由原来的15%? 20%降低到4%? 7%,不但减少出磴量，而且还很大程度 的减少了支护的工 作量，从而降低的成本，加快了施工进度。根据公路隧道“新奥法”施工的需要和工程地质条件，结合施工现场实际情况，我标段的四座隧道中的III、IV级围岩决定采用光面爆破施工。三、光面爆破方案的确定

3、目前，大断面隧道光面爆破施工有 2种方法：一是预留光爆层法；二是全 断面 一次性开挖法。根据施工现场的实际条件及围岩情况，本段隧道采用全断面一次性2 / 15文栏可目由褊辑开挖法 四、全断面（ni级围岩）爆破方案设计1、爆破参数的选择光面爆破参数选择主要与地质条件有关， 其次是炸药的品种与性能；隧道 开挖 断面的形状与尺寸，装药结构与起爆方法。隧道主要为III、IV、V级围 岩，III级围岩全断面爆破断面面积为83.52, IV级围岩上导坑爆破断面面积为58.45m2采用2号岩石乳化炸药，V级围岩主要采取人工配合机械开挖，不需要爆破。周边眼采用不耦合间隔装药，其他炮眼采用连续柱状装药，采用导爆

4、索和毫秒延期导爆雷管 起爆。严格控制周边眼的装药量，采用合理的装药结构，尽可能的使药沿药眼长 均匀 的分布，这是实现光面爆破的重要条件。在光面爆破中，炮眼间距 E、最小抵抗线V、炮眼密集系数K、装药密度q是 相互制约的。（1）炮眼深度炮眼深度受开挖面大小的影响，炮眼过深，周边岩石的夹制作用较大，故 炮 眼深度不宜过大，一般最大炮眼深度取断面宽度（或高度）的 0.5? 0.7倍，同时考 虑到III级围岩每循环掘进一般不超过 3. Om, IV级围岩一般不超过1. 5mo3 / 15文档可目由编辑 故III级围岩钻孔深度取3. On)o钻孔采用YT-28风钻，钻头直径为4) 40mm,炮眼孔径为4

5、) 42mm,为克服 及减 少岩石的夹制作用，除掏槽眼和底眼深度3.2米外，其余周边眼、辅 助眼等炮孔 深度L二3.0米。(2)、光面爆破不耦合系数(D)及装药直径(d)炮眼直径dk与药卷直径di之比称为不偶合系数，合适的周边眼不偶合系 数应 使爆炸后作用于炮眼壁的压力小于围岩抗压强度，理论与实践证明，当岩石种类为 软岩(我标段四座隧道岩层)时，不偶合系数在2.0? 2.5范围时，缓冲作用最佳，光 爆效果最好D 二 dk/di式中D 不耦合系数；dk炮眼直径(cm);di装药直径(cm);在实际使用过程中，我们采用直径为32imn的2号岩石乳化炸药，周边眼 采用2号岩石乳化炸药沿长度方向对半切

6、(相当于20小药卷)即周边眼的 不耦合系 数 D 二 42/20=2. 1，符合 D 二 2.0? 2. 5 的要求。4 / 15文档可目由（3）周边眼间距（E）、最小抵抗线（V）和相对距系数（K）最小抵抗线与开挖的隧道断面大小有关。在断面跨度大，光爆眼所受到的夹制 作用小，岩石比较容易崩落，最小抵抗线可以大些，断面小，光爆眼所 受到的夹制 作用大，最小抵抗线可以小些，最小抵抗线与岩石的性质和地质 构造也有关，坚硬 岩石最小抵抗线可小些，松软破碎的岩石最小抵抗线可大些。我标段四座隧道岩质 主要为软岩，故确定最小抵抗线（V）为0.40? 0. 60o相对距系数是周边眼间距（E）与最小抵抗线（V）

7、的比值，是影响爆破效 果的重要 因素。K= E/V式中，E为周边炮眼间距，cm; V为最小抵抗线，cm;K 值总是小于 1,当 d 二 38? 46mm, E 二 30? 50cm,V 二 40 ? 60cm 时，K=0. 5 ? 0. 8。考虑到权爆区岩石节理较发育，并参照规范周边眼间距取值范围 30cm-50cm,对 周边眼间距取45cm,最小抵抗线值取60cm, K二E/V二0. 75。（4）装药量计算：光面爆破装药量的计算，主要是确定周边眼光爆层炮眼装药集中度，即以kg/m表示，一般采用实验方法求得或从同类工程中选取。q=QEV5 / 15文栏可目由褊辑式中q一装药集中度，kg/m;Q

8、一单位体积耗药量)g/m3;E一周边眼间距，m;V最小抵抗线，m;通过现场试验和施工经验数据，用计算法进行校核，确定 q=0.07?0. 15kg/mo 按照 q 二 0. 15kg/m 计算。(5)炮眼数量N=qS/n Y式中：N 炮眼数量)不包括未装药的空眼;q 单位炸药消耗量)一般取q=l. 2八2. 4kg/m3 ;S -开挖段面积，m2;T1 装药系数，即装药长度与炮眼长度的比值，暂取 0.7;Y每米药卷的炸药质量)kg/m, 2号岩石乳化炸药Y =0. 91o即：N= (1.47X83. 1) / (0.7X0.91) =192 个6 /巧文档可目由编辑其中掏槽眼6个（向内倾斜15

9、）,辅助掏槽眼8个（向内倾斜15 ）,辅助强爆破效眼111个，周边眼53个，底眼14个，非装药眼四个（增加临空面，增果）。20 804 X 8580 20（6）每一循环装药量计算及分配Q=qV式中：q单位炸药消耗量）取q=1.47kg/m3 ；V1个开挖循环进尺爆落岩石总体积，用;7 / 15文档可目由编辑即：Q=l. 47X3. 0X83. 1=366. 47kg各炮眼装药量分配如下：因为计算炮眼数量时，采用n=0.7,由周边眼装药集中度q二0.15血/m,得出周 边眼装药系数为0. 165设其它各炮眼装药系数取值：掏槽眼 0.9，底 眼0.9,辅助眼 0.9，则6X0. 9+8X0. 9+

10、53X0. 165+14X0. 9+111 X0. 9= (6+8+53+14+111) n计算得：ti二0.7若计算T1H0. 7,则需重新调整n值代入N二qS/n v,并适当调整所设 掏槽眼、 底眼、辅助眼装填系数，使试选 T1值与计算n相符。所以按上列装填系数进行分配是可以的。8 / 15文档可目由编辑每个掏槽眼装药量=0.91X3. 106X0. 9=2. 544kg折合为12.719卷，采用13卷每个辅助掏槽眼装药量=0.91X3.313X0. 9=2. 713kg折合为13.57卷，采用13. 5 卷；每个辅助眼装药量=0.91X3.0X0. 9=2. 439kg,折合为12.19

11、5卷，采用12卷；每个周边眼装药量=0. 91X3. 0X0. 165=0. 447kg折合为2. 236卷，采用2卷；每个底眼装药量=0.91X3.2X0. 9=2. 621 kg,折合为13. 1卷，采用13卷；（7）装药结构和起爆方式光面爆破采用不耦合装药，软岩一般不耦合系数为2.0? 2.5，炮眼装药按装药集 中度计算出的药量均匀装入炮眼内。 为克服底部炮眼的阻力，在炮 眼底部放半个标 准药卷，使光爆层易于脱离岩体。施工中采用如下图装药结 构：1/2普通标准药 卷（*32）起爆；普通标准药卷沿长度方向对半切 （相当于20小药卷）不耦合间 隔装药。9 / 15文栏可目由褊辑图2周边眼装药

12、结构示意图(8)光面爆破的分区起爆顺序为：掏槽眼一一辅助眼一一底板眼一一周边眼c采用多段微差起爆(由内向外)，其中主爆区的周边眼比辅助眼眼跳 2段起爆, 并用同一段雷管。主爆区使用非电毫秒雷管，周边眼用导爆索一次 同时起爆。2、装药量分布及光面爆破参数表 (见下表)顺序炮眼名称炮眼/药卷直径 (mm)炮眼个数(个)累计装药量(kg)1掏槽眼42/32615.62辅助掏槽眼42/32821.63辅助眼42/32716.84辅助眼42/321331.25辅助眼42/321638.46辅助眼42/322048合计70171. 610 / 15文档可目由编辑全断面开挖断面面积：83. 1平方米，掘进长

13、度按3.0m考虑。炸药单耗量：k二1.47kg/立方米。复式楔形掏槽：槽口尺寸 80cmX240cni和120cmX280cm。周边眼直径：v l)42nun使用4)32nim药卷切半(相当于小直径药卷4) 20mm), 装药不耦合系数入=2. Io周边眼间距E=45cm,最小抵抗线V二40? 60cm, E/V=0. 5? 0.8，单孔装药 量q二 0. 4kgo光面爆破参数表2名称炮眼间距E(cm)最小抵抗线V(cm)相对距系数E/V装药集中度(kg/m)不耦合系数D般参差值30 ? 5040 ? 600. 5 ? 0.80. 07? 0. 152.0?2. 5花石沟隧道取值45600.

14、750. 152. 1五、施工方法及工艺、钻爆机具材料钻孔采用13台YT28型凿岩机和3台20R空压机，人工钻孔，钻孔直径为42inm, 一字形合金钢钻头。采用32mmX220mm 2号岩石乳化炸药。双 电 雷管引爆连接各孔的跳段导爆管，炮眼内的起爆传爆，掏槽眼采用跳段雷管以利用扩大掏槽效果。11 / 15文档可目由编辑:、光面爆破施工工艺1、放样布眼钻眼前，测量人员用经纬仪和水准仪，准确定出隧道中心线和拱顶面高程 ；用 红油漆画出开挖轮廓线，并标出炮眼位置，其误差不得超过5cm；每次测量放线的 同时，要对上次爆破断面进行检查，及时调整爆破参数，以达到最佳 爆破效果。2、钻眼要求掏槽眼：深度、

15、角度按设计施工，眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm。辅助眼：深度、角度按设计施工，眼口排距、行距误差均不大于 10cm周边眼：开眼位置在设计断面轮廓线上允许沿轮廓线调整其误差不得大于5cm；炮眼方向可以3%? 5%的斜率外插，眼底不得超出开挖断面轮廓线10cm,最大不得超过15cm。内圈眼至周边眼的排距；误差不得大于 5cm；内圈眼与 周边眼应采用 相同的斜率。钻眼装药率调整，当开挖面凹凸较大时，应按实 际情况调整炮眼深度 （相应调整装药量），力求所有炮眼（除掏槽眼外）眼底在同一平面上。钻眼完毕， 按炮眼布置图进行检查并做好记录， 有不符合 要求的炮眼重钻，经检查合格后，方 可装药爆破3

16、、炮眼布置要求先布置掏槽眼，其方向在岩层层理明显时应尽量垂直于层理，掏槽眼应比12 / 15文档可目由编辑其他眼加深20cm。 周边眼严格按设计开挖轮廓线布置，在硬岩层中，周边眼的眼口在断面设计轮廓线上，眼底超出轮廓线小于 10cm;在软岩中，周边眼的眼口在断面 设计轮 廓线内小于8cm,眼底落在轮廓线上。 辅助眼根据上稀下密，中部均匀分布的原则布置4、孔口堵塞长度LOLO 二(0. 2? 0. 5) V一般堵塞长度浅眼不超过20cn),深眼不超过30cm。堵塞采用用水浸湿的炸药 包装箱纸团，能很好的封闭钻眼。5、清孔装药装药前用小直径高压风管将炮眼内石屑吹净，装药需分片，分组按炮眼设 计图

17、确定的装药量自上而下进行，雷管要“对号入座 ”不得混装。所有炮孔 均用炮泥堵 塞，堵塞长度周边眼不小于20cm,其他眼不小于30c他周边眼采 用小药卷配导爆索， 以增加不耦合系数和爆破时的缓冲作用，炮孔装药均采 用反向装药结构。6、连接起爆网络起爆网络采用复式网络，以保证起爆的可靠性和准确性。导爆管采用四通管连接，不能打结和拉伸，各类炮眼雷管连接段数相同引爆雷管应用绝缘 胶布包扎在13 / 15文档可目由编辑离一根导爆管自由端15cm处，聚能穴背向传爆方向，网络连好后 要有专人负责检 查后再起爆。由于毫秒雷管1段、2段、3段、4段间，延期秒差小于50ms所以 除掏槽眼外一般必须跳段使用，各孔段位布置为：掏 槽眼1段，辅助掏槽眼3段, 辅助眼由内向外依次为5、7、9、11、13段，周边眼为15段，底板眼为17段。7、光面爆破施工技术措施(1)对所有爆破作业人员进行岗前培训，使他们充分了解光面爆破的重要性及一些有效可行的施工方法，以提高操作熟悉程度。(2)选用低爆速、低猛度、低密度、传爆性能好、爆炸威力大的2号岩石乳化梯炸药。(3)用不耦合装药结构，光面爆破不耦合系数为 2.0?