隧道爆破设计方案台阶法

1、隧道爆破设计方案（台阶法）_、工程概述本合同段有四座隧道。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 W、V级围岩，中长隧道为III、W、V级围岩，其中W级围岩采用台阶法爆破开挖（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。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 件下效果更为显着，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

2、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 出碴量，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、W级围岩决定采用光面爆破施工。三、光面爆破方案的确定目前，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开挖法。四、台阶法（W级围岩）光面爆破设计方案（结合前文内容）光面爆破不偶合系数、装药直径 公式:

3、式中D 一不偶合系数；dk炮眼直径，mm;di炸药直径，mm;a一爆生气体分子余容系数；P一爆生气体初始压力；c 一岩石的三轴抗压强度；r一绝热指数，；在实际操作过程中，对于周边眼的药卷，我们采取将标准632mm的2号岩石乳化炸药 沿轴线对半切（相当于6 20mm）。这个数值与理论计算值相近，则实际周边眼不偶合系数 D=dk/di =42/20=，符合规范中软岩装药不耦合系数D二的要求。式中：dk炸药一炸药直径；di炮眼一炮眼直径。确定周边眼间距（E）、最小抵抗线（W）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

4、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。相对距系数是周边眼间距（E）与最小抵抗线（V）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=3846mm，E=3050cm，V=4060cm 时，K=。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=E/V=。3、炮眼

5、装药系数周边眼的装药集中度采用规范取值范围0.15kg.m-1,取0.14kg/m，其它炮眼的填充 系数选用见下表：炮眼名称掏槽眼辅助眼底板眼装药系数75%70%75%4、循环进尺综合考虑各项因素，取L=1.5m5、孔径和孔深凿岩采用一字纤头，直径为=40mm，则炮眼孔径为=42mm。孔深除掏槽、底角眼为 1.7m外，其它采用1.5m。孔深：为克服岩石的夹制作用，对掏槽眼和底板眼取1.7m （20cm的超深），其余各 眼孔深取1.5m。6、炮眼数量（采用2号岩石乳化炸药时）N 眼二ad2式中N炮眼数目（个）；q一单位炸药消耗量，取1.2kg.m-3；S一开挖断面面积（m2），S=98.84m；

6、A一炮眼装填系数，取；d一药卷直径，乳化炸药（除周边眼外）为32mm;N=XXXX=224（个）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，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（632）起爆；普通 标准药卷沿长度方向对半切（相当于6 20小药卷）不耦合间隔装药。图2周边眼装药结构示意图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。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

7、爆区使用非电毫秒雷管，周边眼用导爆索一次同时起爆。9、各孔装药量及总装药量总装药量Q，及各孔装药量，详见下表：台阶法施工开挖上部爆破参数表项目 名称炮眼毫秒雷管装药总计个数深度段数个数中20药卷中32药卷填充系数个m段个节-长度-重量节-长度-重量掏槽眼919辅助眼838辅助眼454辅助眼15715辅助眼18918辅助眼211121底板眼201520周边眼4213420.14kg小计137137台阶法施工开挖下部爆破参数、项目名称、炮眼毫秒雷管装药总计个数深度段数个数中20药卷中32药卷填充系数个m段个节-长度-重量节-长度-重量底板眼15115底板眼15315底板眼858底板眼13713周边

8、眼369360.14kg小计8787五、施工方法及工艺一、钻爆机具材料钻孔采用13台YT28型凿岩机和3台20m3空压机，人工钻孔，钻孔直径为42mm, 一字形合金钢钻头。采用中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。二、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、角度按设计施工，

9、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、炮眼布置要求先布置掏槽眼，

10、其方向在岩层层理明显时应尽量垂直于层理，掏槽眼应比其他眼加 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L0L0=（）V一般堵塞长度浅眼不超过20cm，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

11、 周边眼不小于20cm，其他眼不小于30cm。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。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。用不耦合装药结构，光面爆破不耦合系数为，但药卷直径不应小于该炸药的