隧道爆破施工技术培训讲义

隧道施工爆破概述炮眼的种类及作用掏槽眼布置隧道爆破参数及炮眼布置周边眼的控制爆破钻爆施工一、隧道的基本概念第一节隧道爆破施工概述二、围岩分级隧道的定义隧道的分类隧道施工方法以围岩的稳定性为基础的分级方法岩石强度完整性三、岩石隧道爆破特点临空面少要求高地质条件复杂第二节炮眼的种类及作用掏槽眼辅助眼周边眼图5-1炮眼布置图一、掏槽眼针对隧道开挖爆破只有一个临空面的特点，为提高爆破效果，宜先在开挖断面的适当位置（一般在中央偏下部)布置几个装药量较多的炮眼,如图5-1中的红色炮眼。其作用是先在开挖面上炸出一个槽腔，为后续炮眼的爆破创造新的临空面。二、辅助眼位于掏槽眼与周边眼之间的炮眼称为辅助眼。如图5-1中的黑色炮眼。其作用是扩大掏槽眼炸出的槽腔，为周边眼爆破创造临空面。三、周边眼周边眼(perimeterhole)。沿隧道周边布置的炮眼称为周边眼。如图5-1中的蓝色炮眼。其作用是炸出较平整的隧道断面轮廓。按其所在位置的不同，又可分为帮眼、顶眼、底眼。一、斜眼掏槽第三节掏槽眼布置斜眼掏槽（inclinecut）的特点是掏槽眼与开挖断面斜交，它的种类很多，如锥形掏槽、爬眼掏槽、各种楔形掏槽、单向掏槽等。隧道爆破中常用的是垂直楔形掏槽和锥形掏槽。单向掏槽由数个朝同一方向倾斜的炮眼组成。适用于隧道断面内有软弱夹层、层理、节理和裂隙时。单向掏槽法可根据巷道断面大小或软夹层的厚度不同，布置一排或两排掏槽眼。掏槽眼的倾斜角度一般为50°~70°，岩石坚固程度高，角度取小值(一)斜眼掏槽布置形式(a)顶部掏槽(b)底部掏槽(c)侧向掏槽(d)扇形掏槽楔形掏槽由两排相对称的倾斜炮眼组成，爆破后形成一个楔形槽。楔形掏槽的分类及适用条件分为：水平楔形掏槽和垂直楔形掏槽水平楔形掏槽适用于岩层为水平层理时。垂直楔形掏槽适用于中硬以上的均质岩石(a)垂直楔形掏槽(b)水平楔形掏槽垂直楔形掏槽爆破参数围岩级别α（°）斜度比a(cm)b(cm)炮眼数量（个）Ⅳ级以下Ⅲ级Ⅱ级Ⅰ级75～8075～8070～7555～701:0.27～1:0.181:0.27～1:0.181:0.37～1:0.271:0.47～1:0.3770～8060～7050～6030～503030252044～666掏槽数目较少，掏槽体积大，易将岩石抛出。掏槽眼深度受到隧道断面尺寸的限制，岩堆分散。楔形掏槽的特点bαL=0.5~0.7BB为了提高循环进尺，可以采用复式楔形掏槽复式楔形掏槽锥形掏槽这种炮眼呈角锥形布置，各掏槽眼以相等或近似相等的角度向工作面中心轴线倾斜，眼底趋于集中，但互相并不贯通，爆破后形成锥形槽。根据掏槽炮眼数目的不同分为三角锥、四角锥、五角锥等。(a)三角锥(b)四角锥(c)五角锥锥形掏槽围岩级别α（°）a(cm)眼数（个）Ⅳ级以上Ⅲ级Ⅱ级Ⅰ级706865601009080703456锥形掏槽爆破参数斜眼掏槽具有操作简单，精度要求较直眼掏槽低，能按岩层的实际情况选择掏槽方式和掏槽角度，易把岩石抛出，掏槽眼的数量少且炸药耗量低等优点。优点眼深易受开挖断面尺寸的限制，不易提高循环进尺，也不便于多台凿岩机同时作业。

缺点(二)斜眼掏槽的优缺点二、三直眼三掏槽直眼三掏槽(c三yl三in三de三r三cu三t)由若三干个三垂直三于开三挖面三的炮三眼所三组成三，掏三槽深三度不三受围三岩软三硬和三开挖三断面三大小三的限三制，三可以三实现三多台三钻机三同时三作业三、深三眼爆三破和三钻眼三机械三化，三从而三为提三高掘三进速三度提三供了三有利三条件三。(一)直眼三掏槽三的布三置形三式柱状三掏槽(a三)菱形三布置(b三)楔形三布置(c三)三角三形布三置它是三充分三利用三大直三径空三眼作三为临三空孔三和岩三石破三碎后三的膨三胀空三间，三使爆三破后三能形三成柱三状槽三口的三掏槽三爆破三。作为三临空三孔(f三re三e三ho三le）的三空眼(b三us三te三r三ho三le三)数目三，视三炮眼三深度三而定:一般三当孔三眼深三度小三于3.三0m时采三用一三个；当孔三眼深三度为3.三0m～3.三5m时，三采用三双临三空孔三；当孔三眼深三度为3.三5m～5.1三5m时采三用三三个。试验三表明三：第三一个三起爆三装药三孔离三开临三空孔三的距三离应三不大三于1.三5倍的三临空三孔直三径。螺旋三形掏三槽螺旋三形掏三槽是三由柱三状掏三槽发三展而三来，三其特三点是三中心三眼为三空眼三，邻三近空三眼的三各装三药眼三至空三眼之三间的三距离三逐渐三加大三，其三连线三呈螺三旋形三，并三且由三近及三远依三次起三爆a=三(1三.0～1.三5)三Db=三(1三.2～2.三5)三Dc=三(3三.0～4.三0)三Dd=三(4三.0～5.三0)三DD为钻三孔直三径，三一般三不小三于10三0m三m1234acdb(二)直眼三掏槽三的特三点适用三于中三硬岩三层或三坚硬三岩层适宜三采用三中深三孔爆三破凿眼三效率三高炮眼三利用三率高抛掷三距离三短耗药三量大要求三严格(三)影响三掏槽三效果三的因三素眼距最先三一段三起爆三的炮三眼与三空眼三的距三离空眼三直径三、眼三距与三岩石三爆破三效果三关系φdaA中空眼炮眼隧道三局的三建议三公式一般三情况三下不三大于三空眼三直径三的2倍常用三的空三眼直三径为10三2m三m，眼三距采三用18三~2三0c三m空眼三数目空眼三数目三越多三掏槽三爆破三效果三越好三；炮三眼越三深空三眼数三目越三多。装药装药三长度三占全三眼长三的70三~9三0%辅助三抛掷将空三眼加三深10三0~三20三0m三m，并三在空三眼底三部放1~三2卷炸三药。钻眼三质量(四)直眼三掏槽三实例雷公三尖、三大瑶三山隧三道灰黑三色厚三层加三中厚三层隐三晶质三灰岩三，Ⅱ级围三岩。开挖三断面10三0m2左右三，钻三眼深三度5.三15三m。装药三眼直三径48三mm，中三空眼三直径10三2m三m花果三山隧三道致密三块状三的花三岗岩三，Ⅲ级围三岩。开挖三断面10三0m2左右三，钻三眼深三度3.三9m和5.三15三m。装药三眼直三径48三mm，中三空眼三直径10三2m三m瑞典三样板三掏槽三、三混合三掏槽混合三掏槽三是指三两种三以上三的掏三槽方三式的三混合三使用三，一三般在三岩石三特别三坚硬三或隧三道开三挖断三面较三大时三使用三。四、三减轻三地震三动掏三槽为了三减少三掏槽三眼的三爆破三震动三，经三常采三用特三殊掏三槽形三式。复式三楔形三掏槽混合三掏槽直眼三分层三掏槽增加三空眼三直眼三掏槽五、三竖井三掏槽三爆破圆锥三形深三眼掏三槽大直三径空三眼掏三槽一、隧道三控制三爆破三的分三类第四三节三周三边眼三的控三制爆三破光面三爆破预裂三爆破光面三爆破三是指三延开三挖边三界布三置密三集炮三孔，三采取三不耦三合装三药或三装填三低威三力炸三药，三在主三爆区之后起爆三，已三形成三平整三的轮三廓面三的爆三破作三业。预裂三爆破三是指三延开三挖边三界布三置密三集炮三孔，三采取三不耦三合装三药或三装填三低威三力炸三药，三在主三爆区之前起爆三，已三形成三平整三的轮三廓面三的爆三破作三业。二、三光面三爆破三与预三裂爆三破的三关系相同三点区别孔距三必须三与最三小抵三抗线三相匹三配采取三不耦三合装三药或三装填三低威三力炸三药同组三光爆三孔(预裂三孔)同时三起爆起爆三顺序三不同装药三量不三同三、三光面三爆破三与预三裂爆三破的三成缝三机理爆炸三后围三岩的三静压三力场应力三集中三的预三裂效三应爆轰三气体三的楔三入效三应四、三隧道三光面三爆破控制三标准开挖三轮廓三成形三规则三，岩三面平三整围岩三壁上三保存三有50三%以上三的半三面炮三眼痕三迹无明三显的三爆破三裂缝超欠三挖符三合规三定要三求设计三参数周边三眼间三距一般三取Ki=1三0~三18在不三偶合三装药三的前三提下三，光三面爆三破应三满足三炮孔三内静三压力F小于三爆破三岩体三的极三限抗三压强三度，三而大三于岩三体的三极限三抗拉三强度三的条三件。三即光爆三层厚三度及三炮眼三密集三系数一般三取K=0三.8所谓三光面三层就三是周三边眼三与最三外层三辅助三眼之三间的三一圈三岩石三层。三其厚三度就三是周三边眼三的最三小抵三抗线W。周边三眼的三间距E与光三面层三厚度W有着三密切三关系三，通三常以三周边三眼的三密集三系数K（K=三E/三W）表三示，三其大三小对三光面三爆破三效果三有较三大影三响。装药三不耦三合系三数一般三取装三药不三耦合三系数三≥2~三5合理三的不三耦合三系数三应使三爆炸三后作三用在三孔壁三上的三压力三低于三岩石三的动三抗压三强度三，而三高于三其动三抗拉三强度三。装药三量在光三面层三单独三爆落三时，三周边三眼的三线装三药密三度一三般为0.三15三kg三/m～0.三25三kg三/m,全断三面一三次起三爆时三，一三般可三达0.三30三kg三/m～0.三35三kg三/m。周边三眼的三装药三量通三常以三线装三药密三度表三示。施工三中应三根据三孔距三、光三面层三厚度三、石三质及三炸药三种类三等综三合考三虑确三定装三药量三。岩石类别炮眼间距E（cm）抵抗线W(cm)密集系数(K=E/W)装药集中度(kg/m)硬岩中硬岩软岩55～7045～6535～5060～8060～8040～600.7～1.00.7～1.00.5～0.80.30～0.350.20～0.300.07～0.12表5-三6光面三爆破三一般三参考三数值五、三隧道三预裂三爆破控制三标准不平三整度三不超三过15三cm保存三有80三%~三90三%以上三的半三面炮三眼痕三迹无明三显的三爆破三裂缝设计三参数岩石类别炮眼间距E（cm）至内排崩落眼间距(cm)装药集中度（kg/m）硬岩中硬岩软岩40～5040～4535～404040350.30～0.400.2～0.250.07～0.12表5-三8预裂三爆破三参数一、隧道三爆破三参数三的确三定第五三节三隧三道爆三破参三数及三炮眼三布置炮眼三直径炮眼三数目炮眼三深度装药三量炮眼三直径炮眼三直径三对凿三岩生三产率三、炮三眼数三目、三单位三耗药三量和三洞壁三的平三整程三度均三有影三响。加大三炮眼三直径三以及三相应三装药三量可三使炸三药能三量相三对集三中，三爆炸三效果三得以三改善三。但三炮眼三直径三过大三将导三致凿三岩速三度显三著下三降，三并影三响岩三石破三碎质三量、三洞壁三平整三程度三和围三岩稳三定性一般三隧道三的炮三眼直三径在32三mm～50三mm之间炮眼三数目炮眼三数量三主要三与开三挖断三面、三炮眼三直径三、岩三石性三质和三炸药三性能三有关三，炮三眼的三多少三直接三影响三凿岩三工作三量。炮眼三数量三应能三装入三设计三的炸三药量三，通三常可三根据三各炮三眼平三均分三配炸三药量三的原三则来三计算式中三：N—炮眼三数量三，不三包括三未装三药的三空眼三数；q—单位三炸药三消耗三量，三一般三取q=三1.三2k三g/三m3～2.三4k三g/三m3；S—开挖三断面三积，m2；τ—装药三系数γ—每米三药卷三的炸三药重三量（kg三/m）第一三种方三法第二三种方三法首先三计算三周边三眼数三量N1和装三药量Q1式中三：Bl—隧道三开挖三断面三周长三；B—隧道三开挖三宽度a—周边三眼间三距；L1—周边三眼钻三孔平三均深三度γ1—周边三眼每三米药三卷的三炸药三重量三（kg三/m）其次三计算三总的三装药三量然后三计算三掏槽三眼和三辅助三眼数三量式中三：L—炮眼三的平三均深三度L2—辅助三眼和三掏槽三眼的三平均三深度γ2—辅助三眼和三掏槽三眼每三米药三卷的三炸药三重量三（kg三/m）τ2—辅助三眼和三掏槽三眼的三装药三系数η—炮眼三利用三率，三一般三取0.三8~0.三95第三三种方三法首先三计算三掏槽三眼数三量N1和装三药量Q1其次三计算三周边三眼数三量N2和装三药量Q2然后三计算三周边三眼数三量N3和装三药量Q3最后三计算三炮眼三数量N和装三药量Q一、隧道三爆破三参数三的确三定第五三节三隧三道爆三破参三数及三炮眼三布置炮眼三深度炮眼三深度三是指三炮眼三底至三开挖三面的三垂直三距离三。合适三的炮三眼深三度有三助于三提高三掘进三速度三和炮三眼利三用率三。L对于三斜眼三掏槽三，由三于施三工原三因和三岩石三的夹三制作三用，三一般三最大三炮眼三深度三取断三面宽三度（三或高三度）B的0.三5～0.三7倍，三当围三岩条三件好三时，三采用三较小三值。按开三挖断三面跨三度确三定炮三眼深三度L=（0.三5～0.三7）B按每三掘进三循环三的进三尺数三来确三定按每三掘进三循环三中所三占时三间来三确定目前三常用三的炮三眼深三度为1.三8m三~2三.5三m装药三量的三计算合理三的药三量应三根据三所使三用的三炸药三的性三能和三质量三、地三质条三件、三开挖三断面三尺寸三、临三空面三数目三、炮三眼直三径和三深度三及爆三破的三质量三要求三来确三定。目前三多采三取先三用体三积公三式计三算出三一个三循环三的总三用药三量，三然后三按各三种类三型炮三眼的三爆破三特性三进行三分配三，再三在爆三破实三践中三加以三检验三和修三正，三直到三取得三良好三的爆三破效三果为三止的三方法三。式中三：Q—个爆三破循三环的三总用三药量三，kg三;q—爆破三每立三方米三岩石三所需三炸药三的消三耗量，kg三/m3;二、三炮眼三的布三置布置三原则先布三置掏三槽眼三，其三次是三周边三眼，三最后三是辅三助眼掏槽三眼一三般应三布置三在开三挖面三中央三偏下三部位三，其三深度三应比三其它三眼深15三cm～20三cm。为三爆出三平整三的开三挖面三，除三掏槽三和底三部炮三眼外三，所三有掘三进眼三眼底三应落三在同三一平三面上三。底三部炮三眼深三度一三般与三掏槽三眼相三同。周边三眼应三严格三按照三设计三位置三布置断面三拐角三处应三布置三炮眼三。周边三眼设三计位三置应三考虑0.三03～0.三05的外三插斜三率。保证三光爆三层的三合理三厚度靠近三周边三眼的三辅助三眼分三布均三匀。当炮三眼的三深度三超过2.三5m时，三靠近三周边三眼的三内圈三辅助三眼应三与周三边眼三有相三同的三倾角三。层状三岩层三炮眼三方向三应尽三量垂三直于三层理三面。布置三方式直线三形布三置形式三简单三且易三掌握三，同三排炮三眼的三最小三抵抗三线一三致，三间距三一致三，前三排眼三为后三排眼三创造三临空三面，三爆破三效果三较好三。布置三方式多边三形布三置这种三布眼三是围三绕着三掏槽三部位三，由三里向三外，三将炮三眼逐三层布三置成三正方三形、三长方三形、三多边三形等弧形三布置顺着三拱部三轮廓三线，三逐圈三布置三炮眼三。此三外，三还可三将开三挖面三上部三布置三成弧三形，三下部三布置三成直三线形三，以三构成三混合三型布三置圆形三布置当开三挖面三为圆三形时三，炮三孔围三绕断三面中三心逐三层布三置成三圆形三。这三种布三孔方三式，三多用三在圆三形隧三道、三泄水三洞以三及圆三形竖三井的三开挖三中一、隧道三开挖三方法第六三节三钻三爆施三工全断三面开三挖法台阶三开挖三法导坑三法分部三开挖三法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二、三钻爆三施工钻眼钻眼三设备气腿三式凿三岩机三臂三凿岩三台车支腿三式全三液压三凿岩三机钻眼三施工三注意三事项(1三)必须三标出三掏槽三眼和三周边三眼的三位置三，严三格按三照炮三眼的三设计三位置三、深三度、三角度三和眼三径进三行钻三眼(2三)湿式三凿岩装药装药三前一三定要三清孔使用三木质三或竹三制炮三棍注意三保护三起爆三装置堵塞禁止三无堵三塞爆三破堵塞三材料一般三为砂三子和三粘土三混合三物，三其比三例大三致为三砂子50