隧道爆破设计计算

4.3w级围岩爆破设计工程概况大瑶山隧道位于广东省乐昌市的庆云镇至两江镇的九峰河，隧道全长10331m隧道以碳酸盐岩和碎屑岩为主，隧道内考虑到断裂带、部分浅埋段岩体风化、破碎等，2隧道围岩多为〃级。隧道穿越地区有断裂构造，围岩较为破碎，裂缝较发育，断裂带附近易富水，岩溶水赋水性为中等，碎屑岩及浅变质岩属含水丰富的基岩裂隙水含水层，所以地下水较发育。隧道断面设计为马蹄型，跨度B=14.22m，高为H=11・93mo爆破方案选择为了保证隧道的开挖质量，又能加快施工速度，缩短工期，故IV级围岩实施爆破区段采用上、中、下三台阶开挖的光面爆破方案，由于围岩较为破碎，所以采用段台阶法，实现及早支护封闭。由于采用三台阶的开挖方法，所以每循坏进尺的爆破工作都要分成三部分完成的。对于一个开挖断面，先对上台阶进行爆破开挖、出渣，当上台阶向前开挖推进一定距离后，再对中、下进行爆破作业，应尽量减少相邻两个工作面之间施工相互干扰。每月施工28天，采用2班循环掘进平行作业，月掘进计划进尺为120m。爆破参数选择（一）上台阶参数计算⑴炮眼数N断面炮眼数是受多个因素限制，它和爆破作业面积、围岩等级等因素有关。炮眼数目N可根据式（4-1）计算得出：一（4-1）式中，q一炸药消耗量，一般取1.2〜2.4实际根据表4-1选取：，，，。S一爆破作业的面积，由开挖断面图可知，IV级围岩开挖断面上台阶断面积为，中台阶断面积，下台阶断面积；仰拱断面积。:一系数，根据表4-3取值，选取时要综合考虑各类炮眼，上台阶取：：P・43;:一药卷的炸药质量，2号岩石铵梯炸药的每米质量见表4-2；本工程中取二078；根据上式计算得出，上台阶炮眼数为耽：109个，中台阶炮眼数为N2：102个，下台阶炮眼数为N3：94个，仰拱炮眼数为N425个。表4-1隧道爆破单位耗药量（）开挖部位和掘进断面积/围岩类别IVV川Vn川I单自由面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多自由面扩大挖底0.60.520.740.620.950.791.21.0表4-22号岩石铵梯炸药每米质量值药卷直径32353840444550(kg/m)0.70.91.11.21.1.1.9086055259表4—3装药系数值炮眼名称围岩类别VV川Vn川I掏槽眼0.50.550.600.650.80辅助眼0.40.450.500.550.70周边眼0.40.450.550.600.75（2）每循环炮眼深度本隧道工程初步拟定月掘进循坏进尺为85m每掘进循环的计划进尺数I:120：28：221m,工程中炮眼利用率实取091，由式（4-2）计算炮眼深度得炮眼深度为2.35m。(4-2)实际取炮眼深度为2.4m,每循环进尺为124:0.91218m。一般深掏槽眼较炮眼加深0・15-0・25m。炮孔直径由于地下水量较发育，因此选用2号岩石乳化炸药，其药卷直径为32mm，药卷长度为200mm，每卷装药质量为0・15kg。炮孔直径的选择要考虑对填装炸药，钻眼速度和爆破效果的影响，还有兼顾施工单位的现有设备，故本工程中炮孔直径确定为42mm。⑷炮眼间距和排距掏槽眼本隧道开挖断面较大，所以选用复式楔形掏槽，上台阶共布置10个掏槽眼，其中深掏槽眼6个，孔深在原设计孔深的基础上加深0・2m，故深掏槽眼深度为2・6m；浅掏槽眼4个孔深为1・2m。周边眼本隧道采用光面爆破，周边眼间距取500mm，最小抵抗线为600mm，光爆孔密集系数为0.83,周边眼向外倾斜，距开挖轮廓线为100m。上台阶轮廓线总长为28.68m，故周边眼数目为N2=28.68十0.5=57.36个，实际取58个。辅助眼为减少钻眼量，加快施工进度，辅助眼间距适当的加大，所以工程中辅助眼间距实取770mm，共布置N3=109-10-58=41个辅助眼。(5)装药量计算①总装药量总装药量可以由下式(4-3)进行计算Q：qV式中：q——2号岩石铵梯炸药的单位耗药量，工程中q取1.0;每循坏进尺爆破的岩石量；计算得总装药量。=1.036.62.40.91=79.9kg。本隧道用2号岩石乳化炸药，根据2号岩石乳化炸药的换算系数则一个循环2号岩石乳化炸药总装药量为79.91.1=87.9kg。②单孔装药量根据表4-1可知，掏槽眼装药系数为：：0.5,辅助眼装药系数为：：0.4，周边眼装药系数为：；0.4,为保证光爆效果，周边眼装药系数实取0.35。单孔装药量，装药卷数与装药系数、炮孔深度和药卷长度及质量有关。具体计算如下：4个浅掏槽眼：单孔装药卷数二0・5X1.2£.2=3卷单孔装药量二3X0・15=0・45kg换算为2号岩石乳化炸药：单孔装药量=0・45X.1=0.495kg单孔装药卷数二0・495£・15=3・3卷实际取3.5卷，则单孔装药量为3.5X.15=0.525kg6个深掏槽眼：单孔装药卷数二0・5X.6£.2=6.5卷单孔装药量二6.5X.15=0.975kg换算为2号岩石乳化炸药：单孔装药量=0・975X.1=1.0725kg单孔装药卷数二1・0725£・15=7・15卷实际取7.5卷，则单孔装药量为7.5X.15=1.125kg41个辅助眼：单孔装药卷数二0・4X.4£.2=4.8卷单孔装药量二4.8X.15=0.72kg换算为2号岩石乳化炸药：单孔装药量=0・72X.1=0.792kg单孔装药卷数二0・792£・15=5・28卷实际取5.5卷，则单孔装药量为5.5X.15=0.825kg58个周边眼：单孔装药卷数二0・35X.4£.2=4.2卷单孔装药量二4.2X.15=0.63kg换算为2号岩石乳化炸药:单孔装药量=0・63>1.仁0.693kg单孔装药卷数二0・693£.15=4.62卷实际取5卷，则单孔装药量为5»・15=0・75kg按此计算，上台阶每循坏进尺所需总装药量为：QO525J6:1.125：：：41：0.825：：：58：0.75：=86.175kg实际装药量略小于计算的总装药量，但基本上一致，故可以按此值进行装药。中台阶参数计算(1)参数选择中台阶的工程概况与上台阶相同，故炮眼深度按照上台阶的参数选取即可。其中由于上台阶已经开挖，则中台阶有两个临空自由面，所以中台阶就不再布置掏槽眼，只布置辅助眼和周边眼孔深依据上台阶选取，辅助眼2.4m,周边眼2.4m。⑵炮孔直径炮孔直径确定为42mm。炮眼间距和排距周边眼本隧道采用光面爆破，周边眼间距取500mm，最小抵抗线为600mm，光爆孔密集系数为0.83，周边眼向外倾斜，距开挖轮廓线为100m。周边眼数目为39个。辅助眼本隧道中辅助眼间距实取770mm，共布置N=102—39=63个辅助眼。装药量①总装药量当上台阶爆破、出渣完成后，再对中台阶进行施工，所以落底便会有两个临空面，即掌子面和上台阶底面，此时单位炸药消耗量q根据表4-3取为0.74。计算得总装药量Q=0.7446.52.40.91=75.15kg。本隧道用2号岩石乳化炸药，根据2号岩石乳化炸药的换算系数则一个循环2号岩石乳化炸药总装药量为②单孔装药量根据表4-1可知，辅助眼装药系数为：：0.4,周边眼装药系数为：：0.4,为保证光爆效果，周边眼装药系数实取0.35。具体计算如下：63个辅助眼：单孔装药卷数二0・4>2.4£.2=4.8卷单孔装药量二4.8>0.15=0.72kg换算为2号岩石乳化炸药：单孔装药量=0・72>.1=0.792kg单孔装药卷数二0・792£・15=5・28卷实际取5.5卷，则单孔装药量为5.5>.15=0.825kg39个周边眼：单孔装药卷数=0・35>.4£.2=4.2卷单孔装药量二4.2>.15=0.63kg换算为2号岩石乳化炸药：单孔装药量=0・63>.1=0.693kg单孔装药卷数二0・693£.15=4.62卷实际取5卷，则单孔装药量为5»・15=0・75kg综上所述，每循坏进尺上台阶所需炸药的总装药量为：Q:630825：::39：0.75：:81.23kg实际装药量略小计算的总装药量，但基本上一致，故可以按此值进行装药。下台阶参数计算(1)参数选择下台阶的工程概况与中台阶相同，故炮眼深度按照中台阶的参数选取即可。其中由于中台阶已经开挖，贝U下台阶有两个临空自由面，所以下台阶就不再布置掏槽眼，只布置辅助眼和周边眼孔深依据上台阶选取，辅助眼2.4m,周边眼2.4m。⑵炮孔直径炮孔直径确定为42mm。(3)炮眼间距和排距①周边眼本隧道采用光面爆破，周边眼间距取500mm,最小抵抗线为600mm,光爆孔密集系数为0.83,周边眼向外倾斜，距开挖轮廓线为100m。周边眼数目为32个。②辅助眼本隧道中辅助眼间距实取770mm,共布置虬=94—32=62个辅助眼。(4)装药量总装药量当上台阶爆破、出渣完成后，再对中台阶进行施工，所以落底便会有两个临空面，即掌子面和上台阶底面，此时单位炸药消耗量q根据表4-3取为0.74。计算得总装药量Q=0.7442.92.40.91=69.3kg。本隧道用2号岩石乳化炸药，根据2号岩石乳化炸药的换算系数则一个循环2号岩石乳化炸药总装药量为69.31.1=76.27kg。单孔装药量根据表4-1可知，辅助眼装药系数为：：0.4,周边眼装药系数为：：0.4,为保证光爆效果，周边眼装药系数实取0.35。具体计算如下：62个辅助眼：单孔装药卷数二0・4>2.4£.2=4.8卷单孔装药量二4.8>0.15=0.72kg换算为2号岩石乳化炸药：单孔装药量=0・72>.1=0.792kg单孔装药卷数二0・792£・15=5・28卷实际取5.5卷，则单孔装药量为5.5>.15=0.825kg32个周边眼：单孔装药卷数=0・35>.4£.2=4.2卷单孔装药量二4.2>.15=0.63kg换算为2号岩石乳化炸药：单孔装药量=0・63>.1=0.693kg单孔装药卷数二0・693£・15=4・62卷实际取5卷，则单孔装药量为5».15=0.75kg综上所述，每循坏进尺上台阶所需炸药的总装药量为：实际装药量略小于计算的总装药量，但基本上一致，故可以按此值进行装药。(三)仰拱参数计算(1)参数选择仰拱的工程概况与中台阶相同，故炮眼深度按照中台阶的参数选取即可。其中由于下台阶已经开挖，则仰拱有两个临空自由面，所以仰拱就不再布置掏槽眼，只布置辅助眼和周边眼孔深依据上台阶选取，辅助眼2.4m,周边眼2.4m。⑵炮孔直径炮孔直径确定为42mm。炮眼间距和排距周边眼本隧道采用光面爆破，周边眼间距取500mm，最小抵抗线为600mm，光爆孔密集系数为0.83，周边眼向外倾斜，距开挖轮廓线为100m。周边眼数目为19个。辅助眼本隧道中辅助眼间距实取770mm，共布置N3=25—19=6个辅助眼。装药量总装药量当下台阶爆破、出渣完成后，再对仰拱进行施工，所以落底便会有两个临空面，即掌子面和下台阶底面，此时单位炸药消耗量q根据表4-3取为0.74。计算得总装药量Q=0.7411.182.40.91=18.07kg。本隧道用2号岩石乳化炸药，根据2号岩石乳化炸药的换算系数则一个循环2号岩石乳化炸药总装药量为18.071.1=19.87kg。单孔装药量根据表4-1可知，辅助眼装药系数为：：0.4,周边眼装药系数为：：0.4,为保证光爆效果，周边眼装药系数实取0.35。具体计算如下：6个辅助眼：换算为2号岩石乳化炸药：单孔装药量=0・72>.1=0.792kg单孔装药卷数二0・792£・15=5・28卷实际取5.5卷，则单孔装药量为5.5>.15=0.825kg19个周边眼：单孔装药卷数=0・35>.4£.2=4.2卷单孔装药量二4.2>.15=0.63kg换算为2号岩石乳化炸药：单孔装药量=0・63>.1=0.693kg单孔装药卷数二0・693£.15=4.62卷实际取5卷，则单孔装药量为5»・15=0・75kg综上所述，每循坏进尺上台阶所需炸药的总装药量为：Q：：60825二：：0・75：；：—kF"实际装药量略小于计算的总装药量，但基本上一致，故可以按此值进行装药炮孔名称孔深/m孔数单孔装药量/kg总装药量/kg雷管段别起爆顺序掏槽眼1.240.5252.11I2.661.1256.753II辅助眼2.4410.82533.8255III周边眼2.4580.7543.57IV合计10986.175台阶爆破参数炮孔名称孔深/m孔数单孔装药量/kg总装药量/kg雷管段别起爆顺序中上台阶爆破参数表表

辅助眼2.4630.82551.9755I周边眼2.4390.7529.257II合计10281.23下台阶爆破参数表炮孔名称孔深/m孔数单孔装药量/kg总装药量/kg雷管段别起爆顺序辅助眼2.4620.82551.155I周边眼2.4320.75247II合计9475.15下台阶爆破参数表炮孔名称孔深/m孔数单孔装药量/kg总装药量/kg雷管段别起爆顺序辅助眼2.460.8254.955I