高岭隧道出口全断面法爆破设计[古柏书苑].doc

高龄隧道出口口全断面法爆破设计1.工程概况高龄隧道位于广东省省英德市连江口镇东侧，全长6208m，最大埋深480m，属深埋长隧道，是全线重点控制工程之一；其中中铁十一局集团承建出口DK2069+945～DK2068+165段1780m，Ⅴ级围岩170m，Ⅳ级围岩250m，Ⅲ级围岩807m，Ⅱ级围岩275m隧道设计为双线隧道标准，时速以200Km/h为基速，预留提速空间，采用双块式无碴轨道隧道Ⅴ级围岩采用双侧壁导坑法施工、台阶法施工；Ⅳ级围岩采用台阶法施工；Ⅲ、Ⅱ级围岩采用全断面施工，采用无轨运输方式出碴，隧道衬砌采用复合式衬砌，二衬采用10.4m液压衬砌台车全断面衬砌隧道施工至DK2069+670里程时，岩石凝灰岩，灰绿色，紫红色，由弱风化变成为微风化，岩体较完整，呈巨块状，经建指、设计、监理、施工四方现场核查，同意改为全断面法施工根据开挖断面图得知，其中开挖最大宽度为13.78米，最大高度为10.18米，开挖面积119.62平方米隧道岩体为凝灰岩，岩石坚固系数f＝12，有少量地下水，为基岩裂隙水，不发育2.设计方案选择根据岩岩石坚固系数f＝12查表得，岩石为坚石，结合工地现有的机械设备，采用YT28风枪钻孔，拟定采用全断面爆破开挖。

YT28风枪钻孔直径为34-42mm开挖设计循环进尺为3.5m，采用非电毫秒雷管微差爆破，尽可能减少扰动，控制超欠挖，周边眼采用光面爆破技术，周边眼炸药采用筒装Ф20mm的2＃岩石铵梯炸药，辅助眼、底板眼炸药采用筒装Ф32mm的2＃岩石铵梯炸药，有水时采用乳化炸药 3.钻孔设计3.1掏槽区爆破设计（1）掏槽方式及断面大小根据隧道提供的机械设备，结合断面大小，拟定掏槽眼采用楔形掏槽，掏槽区布设在整个断面中下部分，以便于施作，同时减小掏槽区抛掷距离，按掏槽区面积为断面面积的10%～15%进行选择，结合楔眼掏槽眼的布置，采用梅花形布置，爆破效果较好，且单耗适中，故采取掏槽区面积为12.16m2，其布置详见后附图2）掏槽区装药计算每循环设计进尺为3.5m，掏槽眼钻孔深度比其它炮眼深度深0.2m，取掏槽眼钻孔深度为4.5m掏槽区炸药总装药量：　　Qt= 式中L――孔长（m）,取4.8m；――装填系数，要求在50%～80%，取73%（装3.5米）；――线装药密度（采用Ф32，0.75kg/m）Nt――掏槽区孔装约孔数，取24个Qt=＝4.8×0.73×0.75×24＝63.07kg掏槽区单耗qt=Qt/(L×St)＝63.07/（4.8×12.16）=1.081kg/m3。

式中St――掏槽区面积（m2）；St＝12.16 m2掏槽区单耗qt要求在1～10 kg/m3，符合要求3.2周边眼爆破设计（1）周边眼参数选择及装药计算周边眼沿开挖轮廓线均匀布置，为了尽可能减少对周边围岩的扰动，周边眼按光面爆破考虑，孔径Ф42mm，按规范要求硬岩光爆破参数为：周边眼间距55～70cm，抵抗线60～80cm，线装药密度300～350g/m，结合设计外轮廓线周长及炮眼综合考虑，取周边眼间距a=60cm，取抵抗线W＝70cm，线装药密度取Δ＝315g/m，保证产生拉力＞岩石拉应力且小于压应力采用Ф20mm药卷空气间隔装药结构，为了确保周边孔同时起爆，采用导爆索起爆不耦合系数η＝孔径/药径＝42/20=2.1，符合光爆破要求1.5～2.5孔距系数md=a/d=60/4.2=14.29，符合光爆破要求7～15孔密集系数mw=a/w=孔距/抵抗线＝60/70＝0.857，符合光爆破要求0.7～0.9Sz =29.05×0.7=20.33m2 （2）周边眼装药结构鉴于本隧道为坚石，在炮眼底加装加强药包，底部加入Ф30mm药卷一节每循环设计进尺为3.5m，炮孔深度取4.0m，周边堵塞长度按50cm计。

单孔装药量Q＝0.315×3.5＝1.10kg(即二节Ф32mm，八节Ф25mm药卷)周边眼装药总量Qz=48×Q=52.80kg3.3辅助眼爆破设计辅助眼的作用是扩大临空面，为周边眼创造有利条件，其间距与岩层特点有关，整体性好的岩层，布眼宜密，较破碎的岩层布眼宜疏一般应避开节理、裂隙辅助眼的单孔装药量：Qb=式中L――孔长（m）――装填系数,取＝0.68，符合要求0.4～0.8――线装药密度,取＝0.75kg/mQb＝0.68×4.0×0.75＝2.04kg全断面每进尺炸药总量：　　q为单耗，查取相关参考资料，取q＝1.1kg/m3L为设计进尺，取3.5m；钻孔深度取4.0mS为隧道全断面面积， S＝119.62m2∑Q=q×L×S＝1.1×4.0×119.62＝526.33kg辅助眼炸药总量＝为掏槽炸药总量，＝63.07kg为周边眼炸药总量，＝52.80kg∑Qb=526.33-63.07-52.80=410.46kg辅助眼数量Nb==410.46/2.04=201个每孔平均控制面积A＝(S总-St-Sz)/Nb =(119.62-12.16-20.33)/201=0.433m2符合0.3～0.8m2/孔的要求。

辅助孔间距a，排距W的选择炮孔密集系数考虑到为坚石，m取0.9，符合m=0.8～1.0排距W=√0.433／0.9＝0.73m结合隧道总宽度取70－80cm辅助孔间距a＝mw＝0.9×0.80＝72cm，结合弧长平均分配取70－90cm，详见后炮孔布置图3.4底板眼爆破设计底板眼间距、抵抗线同辅助眼a＝100cm，W=80cm3.5仰拱爆破设计，根据上台阶爆破设计参数取得：周边眼间距a＝60cm，W=80cm；辅助眼间距、抵抗线a＝70－100cm，W=80cm；4.装药、填塞和起爆网络设计4.1装药装药均采用不藕合装药结构，周边眼采用Ф20mm筒装2＃岩石炸药空气间隔装药结构，为了确保周边眼同时起爆，孔内装入导爆索其他孔采用Ф32mm筒装2＃岩石炸药连接装药结构，并采用反向爆破，以提高炮孔利用率 4.2填塞采用低成本、塑性变形大、摩擦系数大的粘土炮泥，其成分为粘土和砂子，其比例按粘土∶砂子＝2∶1，含水量约为25％当炮孔中有较大的裂隙、泥夹层带时，为防止其过多“漏气”，应将该处以炮泥填实堵塞长度按下列公式计算式中：——堵塞长度（m）；L ——炮孔深度（m），此处取3.0m；Vp——岩石的纵波波速（m/s）；4000m/s。

D ——炸药爆速（m/s）；2＃岩石取3200m/sρ0——炸药密度（kg/m3）；2＃岩石取1000kg/m3ρ1——炮泥密度（kg/m3）取1900 kg/m3代入求得ls=0.4243m设计填塞长度ls为45cm，ls>[ls]5.起爆网络设计为了提高光面爆破质量，周边眼孔内全部采用导爆索起爆，导爆索与孔口环向主导爆索连接，为了避免先爆孔将光爆孔的导爆索拉断，导致部分甚至全部光爆破孔拒爆，施工中采用导爆索双向环形连接法，同时在导爆索每间隔5m加入MS11段毫秒雷管，接入起爆网络中；要求导爆索搭接处搭接长度不小于15cm，与主导爆索的交叉角度控制在45～90º范围内，引爆导爆管与导爆索头的距离不得小于15cm，并确保聚能穴的方向指向传爆方向所有与导爆索的连接必须绑扎牢固，以确保准爆率掏槽眼、辅助眼(掘进眼及底板眼)均采用非电毫秒微差起爆网路，严格按起爆网路图中的段别号进行连接上、下网路汇总后采用MS1段即发雷管包裹1/4卷2＃岩石炸药，确保能带动所用导爆管采用火雷管引爆上下网路的连接导爆管要求火雷管的聚能穴的方向与传爆方向相反， 6.施工注意事项在施工过程中应及时进行掌子面地质素描，对结构节理面、出水点等特殊地质构造进行详细描素。

在掌子面有水时，炸药应改用乳化炸药等防水炸药，确保爆破效果在钻孔时，严禁在残孔中钻眼，可根据地质结构面进行及时调整确保爆破效果1建筑土木a。