专项讲座隧道爆破施工技术培训三

深圳地铁5号线施工技术培训中铁南方投资发展有限公司2009年4月18日隧道爆破

——隧道爆破技术与施工目录隧道爆破常识1隧道爆破设计2光面爆破和预裂爆破3钻爆施工4深圳地铁5号线2023/5/15施工技术培训系列一、隧道爆破常识只有一个自由面（临空面）；炮眼深度受到一定限制，这是与隧道围岩条件、打眼机械工具、爆破技术等有关系；受隧道围岩条件的控制，爆破参数主要取决于围岩级别；还取决于开挖方法与断面大小；钻孔、装药、引爆都在较恶劣的条件下进行；隧道爆破、炮眼比较集中，1.5-2个/m2；多采用类比法设计，计算简单。不象洞室爆破、拆除爆破等要进行较复杂的计算和药包的布置。1.1隧道爆破的特点：深圳地铁5号线2023/5/15施工技术培训系列隧道爆破常识（2）炮眼直径：常采用φ32—φ45mm钻孔，采用液压台车液压钻机时，钻孔一般为φ48mm、φ63mm、φ76mm和大中空孔φ102mm、φ152mm。炮眼深度浅孔——1-3m；手持式风钻、液压钻；深孔——3-5m；钻孔台车、液压钻；超深孔——>5m；钻孔台车、液压钻。 即是通用的“铁路隧道围岩分级”，而不是按岩土可爆性分级分类的。一般Ⅴ、Ⅵ级围岩不用钻爆法。1.2炮眼直径与炮眼深度1.3隧道爆破设计所依据的围岩分级深圳地铁5号线2023/5/15施工技术培训系列隧道爆破常识（3）1.4炮眼的种类和作用掏槽眼：针对隧道爆破只有一个临空面的特点，为提高爆破效果，先在开挖断面的适当位置，布置一些装药量较多的炮眼，先行爆破，炸出一个槽腔，为后续炮眼的爆破创造新的“临空面”。辅助眼：位于掏槽眼与周边眼之间的炮眼，统称为辅助眼。其作用是扩大掏槽眼炸出的槽腔，为后续和周边眼爆破创造“临空面”。常把靠近掏槽眼的炮眼并有扩大掏槽作用的炮眼，又称为“辅助掏槽眼”或“扩槽眼”；常把靠近周边眼的一排炮眼，称为“内圈眼”。周边眼：沿隧道周边布置的炮眼，称为周边眼。其作用是炸出较平整光滑的隧道断面轮廓。按其所在不同位置，又可分为“帮眼”、“顶拱眼”、“底板眼”。深圳地铁5号线2023/5/15施工技术培训系列隧道爆破常识（4）1.5隧道钻眼机械设备与装药设备多使用手持式风钻，或将风钻设置于台架上；正推广使用手持液压钻机。重点工程中，全液压凿孔岩台车，有二臂、三臂和四臂台车，轮式和轨行式两种走行方式；国外：电子计算机控制的全自动钻孔台车（凿岩台车）。目前，工地装药仍以手工操作为主，很少使用装药机。装药机应该提倡使用，也是应该大力推广的操作方法。深圳地铁5号线2023/5/15施工技术培训系列隧道爆破常识（5）1.6炮眼布置测量设备在掌子面布孔，是钻爆作业的第一道工序，以前完全是靠已有的中线、水平点，采用人工操作，用红油漆画出隧道轮廓线的方法。采用激光指向仪控制隧道轮廓的方法较为先进，可以利用激光光斑，再画出炮眼位置。目前此法已广泛应用。采用“断面仪”布炮眼的方法最为先进，现在已经在少数工点应用。使用激光指向仪和断面仪布眼，控制轮廓线准确，为隧道爆破取得良好效果的第一道工序的保证。这样才能减少超、欠挖。深圳地铁5号线2023/5/15施工技术培训系列隧道爆破常识（6）1.7常用的隧道爆破器材药卷：二号岩石炸药卷二号岩石乳化炸药卷低爆速光面爆破炸药卷雷管：导爆管毫秒雷管；导爆管1/4秒和半秒级雷管;电雷管起爆药卷——装有雷管的药卷叫做起爆药卷深圳地铁5号线2023/5/15施工技术培训系列隧道爆破常识（7）1.8隧道爆破有害效应爆破冲击波，应注意其对人对物的伤害。爆破振动，应注意其对建筑物、对隧道衬砌的破坏。爆破飞石，应注意其对人对物的伤害。爆破有害气体，应注意其对人的伤害。爆破噪音，应注意对人的伤害。爆破粉尘，应注意其对人的伤害。深圳地铁5号线2023/5/15施工技术培训系列二、隧道爆破设计2.1地隧道爆破设计的依据工程地质条件（围岩级别）；开挖方法；开挖断面；掘进循环进尺；钻眼机具；爆破器材；施工队伍的操作技术；周围环境，尤其是城市隧道，更要考虑环境因素。深圳地铁5号线2023/5/15施工技术培训系列隧道爆破设计（2）利用经验参数，利用数理统计出来的参数，作为设计参数。工程类比方法工程地质条件；断面大小；使用的爆破器材，尤其是炸药种类与药径；爆破效果。作一些简单的计算炮眼个数；装药量与单耗、装药集中度等。2.2隧道爆破设计的方法与内容深圳地铁5号线2023/5/15施工技术培训系列隧道爆破设计（3）要有炮眼布置图：包括掏槽眼、辅助眼、周边眼。掏槽眼较复杂时，应绘制大样图。图中要标明起爆先后顺序和雷管的布置。一般有正面图与剖面图即可。要有钻孔、装药表，标明和表达出钻孔名称、钻孔直径、钻孔深度、角度、装药量、延时雷管段数（段别）、开挖断面、开挖进尺、炮眼利用率、炸药总重、单耗（kg/m3）、雷管单耗（个/m3）。要有简单扼要的说明，包括工程地质条件、钻孔、装药、堵塞要求、安全技术措施以及经济技术指标等。深圳地铁5号线2023/5/15施工技术培训系列隧道爆破设计（4）斜眼掏槽: 斜眼掏槽的特点是掏槽眼与开挖面斜交。水平楔形掏槽锥形掏槽2.3隧道掏槽形式和主要参数深圳地铁5号线2023/5/15施工技术培训系列隧道爆破设计（5）直眼掏槽 直眼掏槽由若干个垂直于开挖面的炮眼所组成，掏槽炮眼形式多样，掏槽深度不受围岩软硬和开挖面断面大小的限制，可以实现多台钻机同时作业，深孔爆破和钻眼机械化，从而为提高掘进速度提供了有利条件。直眼掏槽形式柱状掏槽（或称筒形掏槽）螺旋形掏槽影响直眼掏槽效果的因素眼距、空眼、装药、辅助抛掷、钻眼质量深圳地铁5号线2023/5/15施工技术培训系列隧道爆破设计（6）混合掏槽与特种掏槽 （1）混合掏槽 指两种以上的掏槽方式的混合使用，一般在岩石特别坚硬或隧道开挖断面、较大时使用。深圳地铁5号线2023/5/15施工技术培训系列隧道爆破设计（7） （2）特种掏槽复式掏槽二次掏槽深圳地铁5号线2023/5/15施工技术培训系列隧道爆破设计（8）炮眼直径

炮眼直径对凿岩生产率、炮眼数目、单位耗药量和岩壁平整度均有影响。炮眼数量

炮眼数量主要与开挖断面、炮眼直径、岩石性质和炸药品种（性能）有关，炮眼的多少直接影响凿岩工作量。2.5隧道爆破参数设计炮眼数量的计算：炮眼数量按照其能装完设计的炸药量来计算。通常按各炮眼平均分配炸药量的原则进行计算。N——炮眼数量q——单位炸药消耗量S——开挖断面面积；χ——装药量系数γ——每米药卷的炸药质量深圳地铁5号线2023/5/15施工技术培训系列隧道爆破设计（9）炮眼深度

炮眼深度的因素：围岩级别、打眼机械及工具、循环进尺要求、炮眼利用率高、作业循环时间最省、超挖小等技术经济指标。 目前较多采用的是浅孔，中深孔，深孔，当岩石坚硬，断面大，又有深孔钻机时，在采用台阶法开挖时，下台阶可以采用超深孔爆破，深度可达15m。深圳地铁5号线2023/5/15施工技术培训系列隧道爆破设计（10）装药量的计算及分配 合理的药量应根据所使用的炸药的性能和质量、地质条件、开挖断面尺寸、临空面数目（如台阶法下台阶开挖临空面有2个）、炮眼直径和深度及爆破的质量与安全控制要求来确定。Q——一个爆破循环的总用药量,kg；q——爆破每立方米岩石所需炸药的消耗量V——一个循环进尺所爆落的岩石总体积（“紧方”）L——设计进尺=炮眼深度×炮眼利用率S——开挖断面面积m2深圳地铁5号线2023/5/15施工技术培训系列隧道爆破设计（11）炮眼布置 按照围岩类别和开挖断面、掏槽型式等在断面图上作图布置炮帽。布置炮眼原则（1）先布置掏槽眼，其次是周边眼，最后是辅助眼。（2）周边眼沿隧道轮廓布置，基本上取等距离布眼，断面拐角拐弯处应布眼，应考虑周边眼有一定的外插角。

周边眼间距E，可根据围岩级别、光面爆破、炮眼直径、药卷种类或预裂爆破、装药结构、断面形式等，结合工程类比加以确定。（3）辅助眼的布置也同样采用类比方法和已有参考值进行。（4）根据爆破方量核算总的炮眼数，并计算出单耗炮眼数（个/m3），并与计算公式计算结果相比较，然后可作适当调整。深圳地铁5号线2023/5/15施工技术培训系列隧道三爆破三设计三（12）（5）当三炮眼三深度三超过2.三5m时，三靠近三周边三眼的三内圈三眼应三与周三边眼三有相三同的三倾角三（外三插角三角度三）。（6）当三岩层三层理三明显三时，三炮眼三方向三应尽三量垂三直于三层理三面，三这样三爆破三效果三较好三。（7）隧三道开三挖面三炮眼三，在三上述三原则三基础三上。三有以三下几三种布三置方三式。直线三形布三眼：三将炮三眼按三垂直三方向三或水三平方三向围三绕掏三槽开三口呈三直线三形逐三层排三列。多边三形布三眼：三围绕三掏槽三部位三由里三向外三逐层三，布三置成三多边三形。弧形三布眼三：顺三着拱三部轮三廓线三逐圈三布眼三。圆形三布眼三：当三开挖三面为三圆形三时，三炮孔三围绕三断面三中心三逐层三布置三成圆三形。深圳三地铁5号线20三23三/5三/1施工三技术三培训三系列隧道三爆破三设计三（13）深圳三地铁5号线20三23三/5三/1施工三技术三培训三系列隧道三爆破三设计三（14）起爆三顺序三的安三排起爆三顺序三的正三确设三计是三隧道三实施三光面三爆破三与预三裂爆三破的三关键三。爆三破时三，炮三眼起三爆先三后顺三序正三确才三能达三到理三想的三爆破三效果三。正确三的起三爆顺三序：正确三的起三爆顺三序是三先掏三槽，三后辅三助眼三，由三里向三外分三层起三爆，三然后三是底三板眼三、侧三壁眼三和压三顶眼三。起爆三延期三时间三：每一三段雷三管“三内存三”有三“时三间”三（比三喻）三，起三爆是三同时三点火三起爆三的，三用不三同段三的雷三管装三在炮三孔中三，则三起爆三时间三“有三先有三后”三，只三要正三确安三排，三就达三到有三顺序三地起三爆的三目的三。深圳三地铁5号线20三23三/5三/1施工三技术三培训三系列隧道三爆破三设计三（15）起爆三延期三时间每一三段雷三管“三内存三”有三“时三间”三（比三喻）三，起三爆是三同时三点火三起爆三的，三用不三同段三的雷三管装三在炮三孔中三，则三起爆三时间三“有三先有三后”三，只三要正三确安三排，三就达三到有三顺序三地起三爆的三目的三。起爆三延期三时间三安排三的主三要原三则：前后三时间三时隔三最好三为10三0m三s，最三小为50三ms。预裂三爆破三和光三面爆三破周三边和三底板三尽量三使用三“同三段雷三管”三（同三时起三爆有三共同三作用三效果三）。掏槽三炮眼三起爆三尽量三安排三炮眼三能逐三一起三爆，三掏出三更好三的槽三腔，三形成三新的三临空三面。为了三减少三爆破三振动三，又三要求三每次三同段三雷管三起爆三总药三量（三同一三段雷三管引三爆的三装药三量之三和）三要控三制在三允许三范围三内，三同一三段雷三管起三爆的三炮眼三数目三要控三制在三允许三范围三内。深圳三地铁5号线20三23三/5三/1施工三技术三培训三系列隧道三爆破三设计三（16）用不三同段三的雷三管装三在炮三孔中三，则三起爆三时间三“有三先有三后”三，只三要正三确安三排，三就达三到有三顺序三地起三爆的三目的三。段号毫秒导爆管雷管（ms）半秒导爆管雷管（s）秒导爆管雷管（s）段号毫秒导爆管雷管（ms）半秒导爆管雷管（s）秒导爆管雷管（s）第一系列第二系列第一系列第二系列第一系列第二系列第一系列第二系列10000011460

2250.50.52.5112550

350114213650

4751.51.56314760

5110228415880

61502.52.5105161020

720033

6171200

82503.63.5

7181400

93104.54

8191700

103805.54.5

9202000

导爆三管雷三管的三延期三时间深圳三地铁5号线20三23三/5三/1施工三技术三培训三系列隧道三爆破三设计三（17）堵塞三炮泥隧道三内所三用的三炮眼三堵塞三材料三一般三为砂三子和三粘土三混合三物，三比例三大致三为砂三子50三%-三40三%，粘三土50三%—三60三%，堵三塞长三度视三炮眼三直径三和孔三深而三定。三当炮三眼直三径在φ3三2和φ4三5m三m时，三堵塞三长度三不能三小于20三cm和45三cm。深三孔爆三破堵三塞长三度应三在45三cm以上三。起爆三网路在无三瓦斯三与煤三尘爆三炸危三险的三隧道三中进三行爆三破一三般都三采用三导爆三管起三爆系三统起三爆。采用三电雷三管起三爆网三路则三需要三作详三细计三算与三设计三。在隧三道工三地常三使用三的是三并串三联网三路，三把所三有导三爆管三联结三成网三路后三，用三火雷三管（三即发三雷管三）引三爆。深圳三地铁5号线20三23三/5三/1施工三技术三培训三系列三、三光面三爆破三和预三裂爆三破3.三1隧道三光面三爆破三方法隧道三光面三爆破三的特三点与三标准光面三爆破三是通三过正三确确三定爆三破参三数和三施工三方法三，尤三其是三正确三选择三周边三眼的三钻爆三参数三与装三药结三构，三周边三孔爆三破是三在设三计断三面主三爆体三爆破三之后三最后三同时三起爆三，使三爆破三后的三围岩三断面三轮廓三整齐三，最三大限三度地三减轻三爆破三对围三岩的三扰动三和破三坏，三尽可三能地三保持三围岩三的完三整性三和稳三定性三的爆三破技三术（三或称三“方三法”三）。主要三标准三开三挖轮三廓成三形规三则，三岩面三平整三；围三岩岩三壁上三保持50三%以上三的半三边炮三眼痕三迹（三亦称三“炮三眼痕三迹保三存率三”）三，无三明显三的爆三破裂三缝；三超欠三挖符三合规三定要三求，三无危三石、三无坍三塌等三现象三。深圳三地铁5号线20三23三/5三/1施工三技术三培训三系列光面三爆破三和预三裂爆三破（2）光面三爆破三的优三越性对围三岩的三扰动三小，三又尽三可能三保存三围岩三自身三原有三的承三载能三力，三这正三是实三施NA三TM的基三本原三则之三一，三从而三改善三了初三期支三护和三衬砌三结构三的受三力状三况，三可以三减小三初期三支护三强度三。由三于围三岩岩三壁圆三顺平三整，三减少三了应三力集三中和三局部三落石三现象三，是三隧道三防坍三的有三力措三施，三从而三增加三了施三工安三全度三，减三少了三超挖三和回三填量三，能三节省三大量三混凝三土，三降低三工程三成本三，加三快施三工进三度。深圳三地铁5号线20三23三/5三/1施工三技术三培训三系列光面三爆破三和预三裂爆三破（3）隧道三光面三爆破三的主要三参数主要三参数周边三眼的三间距三（E），三周边三眼的三抵抗三线（W）（三即周三边眼三至内三圈眼三的距三离）三、周三边眼三密集三系数三（K=三E/三W）和三装药三集中三度（三线装三药密三度）三等。影响三光面三爆破三参数三的因三素主要三有岩三石的三可爆三性、三炸药三品种三、一三次爆三破的三断面三大小三、断三面形三状、三凿岩三设备三、钻三孔直三径和三深度三等，三其中三影响三最大三的是三地质三条件三。光面三爆破三参数三的选三择通常三采用三简单三的计三算并三结合三工程三类比三法加三以确三定，三在初三步确三定后三，一三般可三在现三场爆三破实三践中三加以三修正三改善三。有条三件的三工点三或有三必要三时，三可做三“爆三破成三缝试三验”深圳三地铁5号线20三23三/5三/1施工三技术三培训三系列光面三爆破三和预三裂爆三破（4）周边三炮眼三间距E周边三眼抵三抗线W与装三药密三集系三数K周边三眼装三药量装药三种类三、装三药集三中度三与装三药结三构围岩级别炮眼间距E抵抗线W密集系数K装药集中度qⅠ～Ⅱ55～70cm60～80cm0.7～0.90.30～0.35kg/mⅡ～Ⅲ45～6560～800.7～0.90.20～0.30Ⅲ～Ⅳ35～5040～600.6～0.80.07～0.12光面三爆破三参数三表深圳三地铁5号线20三23三/5三/1施工三技术三培训三系列3.三2隧道三预裂三爆破三方法概念预裂三爆破三是首三先起三爆周三边眼三，在三开挖三断面三内其三它炮三眼爆三破之三前，三先沿三着开三挖轮三廓线三预裂三爆出三一条三裂缝三，即三各周三边眼三形成三相互三贯通三的裂三缝，三与原三岩体三分割三开来三，这三条裂三缝用三以反三射爆三破地三震应三力波三。起爆三顺序三是首三先引三爆周三边眼三，使三沿周三边眼三的连三心线三炸出三平顺三的预三裂面三，然三后起三爆掏三槽炮三眼，三再起三爆辅三助眼三。影响三预裂三爆破三效果三的因三素很三多，三如钻三孔直三径、三孔距三、装三药量三、岩三石性三质、三地质三构造三、炸三药品三种、三装药三结构三及施三工操三作因三素等三，而三这些三因素三又是三相互三影响三的。光面三爆破三和预三裂爆三破（5）深圳三地铁5号线20三23三/5三/1施工三技术三培训三系列光面三爆破三和预三裂爆三破（6）确定三预裂三爆破三主要三参数三的方三法理论三计算三法、三经验三公式三法和三经验三类比三法三三种。三就现三状来三说，三预裂三爆破三的理三论研三究还三很欠三缺，三设计三计算三方法三也很三不完三善，三现在三大多三数普三遍采三用经三验类三比初三步确三定爆三破参三数，三再由三现场三试验三调整三，逐三步得三到满三意结三果。岩石级别炮眼间距E（cm）至内圈眼间距（cm）装药集中q（kg/cm）Ⅰ～Ⅱ40～50400.30～0.40Ⅱ～Ⅲ40～45400.20～0.25Ⅲ～Ⅳ35～40350.10～0.12预裂三爆破三参数三表深圳三地铁5号线20三23三/5三/1施工三技术三培训三系列四、三钻爆三施工4.三1隧道三光面三爆破三方法概念钻爆三施工三是把三钻爆三设计三付诸三实施三的重三要环三节，三包括三钻孔三、装三药、三堵塞三和爆三破后三可能三出现三的问三题处三理等开挖三方法隧道三施工三方法三的选三用，三应根三据工三程地三质和三水文三地质三资料三，结三合设三计断三面大三小、三支护三类型三、隧三道长三度、三工期三要求三等因三素综三合研三究确三定。三当采三用钻三爆法三施工三时，三一般三选用三全断三面法三、台三阶法三和导三坑法三等。深圳三地铁5号线20三23三/5三/1施工三技术三培训三系列钻爆三施工三（2）钻眼广泛三采用三的钻三孔设三备为三凿岩三机（三手持三式风三钻、三液压三钻）三和钻三孔台三车全三液压三钻机三或风三动钻三机。三土办三法是三台架三打眼三。也三有采三用“三人机三套打三”开三挖大三断面三隧道三。“三人机三套打三”，三在地三质条三件好三，台三车开三挖与三人工三手持三式风三钻台三架相三配合三，长三短炮三眼结三合，三达到三更好三的光三面爆三破效三果。装药在装三药之三前，三应清三孔，三将炮三眼残三碴，三积水三清除三，并三检查三炮眼三位置三、深三度、三角度三是否三满足三操作三要求三（按三设计三与打三眼误三差一三并考三虑）三，装三药时三严格三按照三设计三装药三量进三行装三药，三“起三爆药三卷”三（装三有起三爆雷三管的三药卷三）按三设计三起爆三顺序三和雷三管段三别安三排，三“对三号入三座”三。深圳三地铁5号线20三23三/5三/1施工三技术三培训三系列钻爆三施工三（3）掏槽三炮眼三辅助三炮眼三周边三炮眼目前三，还三是人三工装三药为三主，三机械三装药三卷机三装药三正在三推广装药三的结三构型三式深圳三地铁5号线20三23三/5三/1施工三技术三培训三系列钻爆三施工三（4）起爆三方式正向三起爆三反向三起爆三双向三起爆实践三表明三，将三起爆三雷管三装在三孔底三部位三，反三向起三爆，三有利三于克三服岩三石的三夹制三作用三，能三提高三炮眼三利用三率，三减小三岩石三破碎三块度三，减三小大三块率三。现三在一三般都三采取三这种三方式三起爆三。隧道三周边三眼间三隔装三药时三，往三往常三用正三向起三爆方三式，三即从三孔口三向孔三底方三向起三爆。深圳三地铁5号线20三23三/5三/1施工三技术三培训三系列钻爆三施工三（5）堵塞道爆三破所三使用三的炮三眼堵三塞材三料一三般为三砂子三和粘三土混三合物三，其三比例三大致三为砂三子50三%～40三%，粘三土50三%～60三%，堵三塞长三度视三炮眼三直径三为定三，一三般不三能小三于20三cm，炮三眼直三径在45三cm以上三时，三不小三于45三cm。堵三塞可三采用三分层三人工三捣实三法进三行。炮泥三机应三广泛三使用三。国外三，也三有使三用聚三乙烯三塑料三块做三堵塞三材料三的。深圳三地铁5号线20三23三/5三/1施工三技术三培训三系列钻爆三施工三（6）起爆起爆三网路三必须三保证三每个三药卷三按设三计的三起爆三顺序三和起三爆时三间起三爆。深圳三地铁5号线20三23三/5三/1施工三技术三培训三系列钻爆三施工三（7）采用三导爆三管起三爆法三，联三结方三法必三须正三确，三簇联三每束三不起三过15根导三爆管三，为三了“三准爆三”可三以使三用双三雷管三起爆三。所三有联三结雷三管都三必须三使用三即发三雷段三（即三毫秒三管Om三s）或三用火三雷管三加装三导爆三管，三联结三必须三牢靠三。起爆三网路三的雷三管，三可采三用电三雷管三，电三力起三爆地三点必三须在三安全三地点三（一三般30三0m以远三）。三最安三全的三起爆三方法三是采三用长三导爆三管30三0m，用三击发三枪起三爆网三路。三但太三费导三爆管三，成三本太三高，三一般三不使三用。三只适三合露三天或三洞室三爆破三。深圳三地铁5号线20三23三/5三/1施工三技术三培训三系列钻爆三施工三（8）瞎炮三的预三防与三处理瞎炮三的预三防爆破三器材三要妥三善保三管，三严格三检验三，禁三止使三用技三术性三能不三符合三要求三的爆三破器三材。防止三导爆三管破三裂或三拉断三，防三止油三、水三、泥三砂进三入导三爆管三口段三。防止三爆破三器材三在有三水的三工作三面被三水浸三泡，三避免三爆破三器材三受潮三。同一三串联三支路三上使三用的三电雷三管，三其电三阻差三不应三大于0.三8欧姆三，重三要网三路不三超过0.三3欧姆三。提高三爆破三设计三质量三。设三计内三容包三括炮三孔布三置、三起爆三方式三、延三期时三间、三网路三敷设三、起三爆电三流、三网路三检测三。网三路检三测指三电力三起爆三电雷三管网三路。提高三操作三质量三。深圳三地铁5号线20三23三/5三/1