隧道爆破设计方案

1、XXXXXX 高速 公路一期 土 建工程 XX 合同段隧道爆破设计方案XXXXXXXX 合同段项目经理部2 0 1 0 年 12 月隧道爆破设计方案一、工程概述本合同段有四座隧道。隧道设计为左右幅分离式双洞单向行车双车道，净 跨11.2m,净髙7.0m的三心圆拱曲墙断面。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III级围岩采用全断面法爆破开挖（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著，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

2、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、全断面（皿级围岩）爆破方案设计1、爆破参数的选择光面爆破参数选择主要与地质条件有关，其次是炸药的品种与性能；隧道开挖断面的形状与尺寸，装药结构与起爆方法。隧道主要为III、W、V级围 岩，111级围岩全断面爆破断面面积为83.1m2,W级围岩上导坑爆破断面面积 为58.45m2，采用2号岩石乳化炸药，V级围岩主要采取人工配合机械开挖， 不需要爆破。周边眼采用不耦合间隔装药，其他炮眼采用连续柱状装药，采 用导爆索和毫秒延期导爆雷管起爆。严格控制周边眼的装药量，采用合理的装药结构，尽可能的使药沿药眼长 均匀的分布，这是实现光面爆破的重要条件。在光面爆破中，炮眼间距E、最小抵抗线V、炮眼密集系数K、装药密度q 是相互制约的。（1）炮眼深度炮眼深度受开挖面大

3、小的影响，炮眼过深，周边岩石的夹制作用较大，故 炮眼深度不宜过大，一般最大炮眼深度取断面宽度（或髙度）的0.50.7倍， 同时考虑到III级围岩每循环掘进一般不超过3.0m, W级围岩一般不超过1.5m。故III级围岩钻孔深度取3.0m。钻孔采用YT-28风钻，钻头直径为d40mm，炮眼孔径为d42mm，为克服 及减少岩石的夹制作用，除掏槽眼和底眼深度 L=3.2 米外，其余周边眼、辅 助眼等炮孔深度 L=3.0 米。（2）、光面爆破不耦合系数（D）及装药直径（d）炮眼直径dk与药卷直径di之比称为不偶合系数，合适的周边眼不偶合系 数应使爆炸后作用于炮眼壁的压力小于围岩抗压强度，理论与实践证明，当 岩石种类为软岩（我标段四座隧道岩层）时，不偶合系数在2.02.5范围时, 缓冲作用最佳，光爆效果最好D=dk/di式中D 不耦合系数；dk炮眼直径（cm）；di装药直径（cm）；在实际使用过程中，我们采用直径为32mm的2号岩石乳化炸药，周边眼 采用2号岩石乳化炸药沿长度方向对半切（相当于320小药卷）即周边眼的 不耦合系数D=42/20=2.1，符合D=2. 02.5的要求。（3）周边眼间

4、距（E）、最小抵抗线（V）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0.400.60。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=0.50.8。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=0.75。（4）装药量计算：光面爆破装药量的计算，主要是确定周边眼光爆层炮眼装药集中度，即以 kg/m表示，一般采用实验方法求得或从同类工程中选取。q=QEV式中q装药集中度，kg/m；Q单位体积耗药量，g/m3；E周边眼间距，m

5、；V最小抵抗线，m；通过现场试验和施工经验数据，用计算法进行校核，确定q=0.070.15kg/m。按照 q=0.15kg/m 计算。（5）炮眼数量N=qS/nY式中：N炮眼数量，不包括未装药的空眼；q单位炸药消耗量，一般取q=1.22.4kg/m ;S开挖段面积，山?；n装药系数，即装药长度与炮眼长度的比值，暂取0.7；Y每米药卷的炸药质量，kg/m， 2号岩石乳化炸药y=0.91。即：N= (1.47X83.1) / (0.7X0.91) =192 个其中掏槽眼6个（向内倾斜1 5 ） ，辅助掏槽眼8个（向内倾斜1 5 ） ，辅助眼111 个，周边眼53个，底眼14个，非装药眼四个（增加临空面，增 强爆破效果）。6）每一循环装药量计算及分配Q=qV式中：q单位炸药消耗量，取q=1.47kg/m?；V1个开挖循环进尺爆落岩石总体积，m3 ;即：Q=1.47X3.0X83.1=366.47kg 各炮眼装药量分配如下：因为计算炮眼数量时，采用n=0.7，由周边眼装药集中度q=0.15kg/m, 得出周边眼装药系数为0.165，设其它各炮眼装药系数取值：掏槽眼0.9，底 眼0.9，辅助眼0

6、.9，则6X0.9+8X0.9+53X0. 165+14X0.9+111X0. 9= (6+8+53+14+111)n计算得：n=0.7若计算nH0. 7,则需重新调整n值代入N=qS/nY，并适当调整所设 掏槽眼、底眼、辅助眼装填系数，使试选n值与计算n相符。所以按上列装填系数进行分配是可以的。每个掏槽眼装药量=0.91X3. 106X0.9=2.544kg,折合为12.719卷，采用 13卷每个辅助掏槽眼装药量=0.91X3. 313X0.9=2. 713kg,折合为13.57卷， 采用13.5卷；每个辅助眼装药量=0.91X3.0X0.9=2.439kg,折合为12.195卷，采用 12卷；每个周边眼装药量=0.91X3.0X0.165=0.447kg，折合为2.236卷，采用 2卷；每个底眼装药量=0.91X3.2X0.9=2.621 kg，折合为13.1卷，采用13 卷；（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2.02.5,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

7、中采用如下图装药结 构：1/2普通标准药卷（332）起爆；普通标准药卷沿长度方向对半切（相 当于3 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：掏槽眼辅助眼底板眼周 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。主爆区使用非电毫秒雷管，周边眼用导爆索一次 同时起爆。2、装药量分布及光面爆破参数表（见下表）顺序炮眼名称炮眼/药 卷 直径（mm）炮眼个 数（个）累计装药量（kg）1掏槽眼42/32615.62辅助掏槽眼42/32821.63辅助眼42/32716.84辅助眼42/321331.25辅助眼42/321638.46辅助眼42/322048合计70171.6全断面开挖断面面积：83. 1平方米，掘进长度按3.0m考虑。炸药单耗量：k=1.47kg/立方米。复式楔形掏槽：槽口尺寸80cmX240cm和120cmX280cm。周边眼直径：d42mm，使用d32mm药卷切半(相当于小直径药卷d20mm), 装药不耦合系数入=2.1。周边眼间距E=45cm,最小抵抗线V=4060cm, E/V=0

8、.50.8,单孔装药 量 q=0.4kg。光面爆破参数表2名称炮眼间距E(cm)最小抵抗线V(cm)相对距系数E/V装药集中度g(kg/m)不耦合系数D一般参考值305040600.5 0.80.07 0.152.02.5花石沟隧道取值45600.750.152.1五、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20m空压机，人工钻孔，钻孔直径为42mm， 一字形合金钢钻头。采用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，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

9、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，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= （0.20.5） 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

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