隧道爆破設(shè)計方案臺階法

1、隧道爆破設(shè)計方案（臺階法）_、工程概述本合同段有四座隧道。隧道區(qū)域處于構(gòu)造剝蝕丘陵一低山地貌區(qū)，主要出第四系全新 統(tǒng)殘坡積碎石土、中元古武當(dāng)山群片巖和上元古界震旦系上統(tǒng)燈組片巖。本段內(nèi)短隧道為 W、V級圍巖，中長隧道為III、W、V級圍巖，其中W級圍巖采用臺階法爆破開挖（V級 圍巖主要采取人工配合機械開挖，不需要爆破）、錨、噴、格柵、網(wǎng)、初期支護，全斷面 復(fù)合式襯砌。爆破方法采用光面爆破。二、光面爆破的特點光面爆破施工，可以減少對圍巖的擾動，增強圍巖的自承能力，特別是在不良地質(zhì)條 件下效果更為顯著，不僅可以減少危石和支護的工程量，而且保證了施工的安全；由于光 面爆破使開挖面平整，巖石無破碎，減

2、少了裂隙，這樣可以大大減少超欠挖量。據(jù)有關(guān)資 料統(tǒng)計，光面爆破與普通爆破相比，超挖量由原來的15%20%降低到4%7%，不但減少 出碴量，而且還很大程度的減少了支護的工作量，從而降低的成本，加快了施工進度。根 據(jù)公路隧道“新奧法”施工的需要和工程地質(zhì)條件，結(jié)合施工現(xiàn)場實際情況，我標(biāo)段的四 座隧道中的III、W級圍巖決定采用光面爆破施工。三、光面爆破方案的確定目前，大斷面隧道光面爆破施工有2種方法：一是預(yù)留光爆層法；二是全斷面一次性 開挖法。根據(jù)施工現(xiàn)場的實際條件及圍巖情況，本段隧道采用全斷面一次性開挖法。四、臺階法（W級圍巖）光面爆破設(shè)計方案（結(jié)合前文內(nèi)容）光面爆破不偶合系數(shù)、裝藥直徑 公式:

3、式中D 一不偶合系數(shù)；dk炮眼直徑，mm;di炸藥直徑，mm;a一爆生氣體分子余容系數(shù)；P一爆生氣體初始壓力；c 一巖石的三軸抗壓強度；r一絕熱指數(shù)，；在實際操作過程中，對于周邊眼的藥卷，我們采取將標(biāo)準(zhǔn)632mm的2號巖石乳化炸藥 沿軸線對半切（相當(dāng)于6 20mm）。這個數(shù)值與理論計算值相近，則實際周邊眼不偶合系數(shù) D=dk/di =42/20=，符合規(guī)范中軟巖裝藥不耦合系數(shù)D二的要求。式中：dk炸藥一炸藥直徑；di炮眼一炮眼直徑。確定周邊眼間距（E）、最小抵抗線（W）和相對距系數(shù)（K）最小抵抗線與開挖的隧道斷面大小有關(guān)。在斷面跨度大，光爆眼所受到的夾制作用小， 巖石比較容易崩落，最小抵抗線可

4、以大些，斷面小，光爆眼所受到的夾制作用大，最小抵 抗線可以小些，最小抵抗線與巖石的性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造也有關(guān)，堅硬巖石最小抵抗線可小些， 松軟破碎的巖石最小抵抗線可大些。我標(biāo)段四座隧道巖質(zhì)主要為軟巖，故確定最小抵抗線 （V）為。相對距系數(shù)是周邊眼間距（E）與最小抵抗線（V）的比值，是影響爆破效果的重要因 素。K= E/V式中，E為周邊炮眼間距，cm； V為最小抵抗線，cm；K值總是小于1,當(dāng)d=3846mm，E=3050cm，V=4060cm 時，K=?？紤]到權(quán)爆區(qū)巖石節(jié)理較發(fā)育，并參照規(guī)范周邊眼間距取值范圍30cm-50cm,對周邊 眼間距取45cm,最小抵抗線值取60cm，K=E/V=。3、炮眼

5、裝藥系數(shù)周邊眼的裝藥集中度采用規(guī)范取值范圍0.15kg.m-1,取0.14kg/m，其它炮眼的填充 系數(shù)選用見下表：炮眼名稱掏槽眼輔助眼底板眼裝藥系數(shù)75%70%75%4、循環(huán)進尺綜合考慮各項因素，取L=1.5m5、孔徑和孔深鑿巖采用一字纖頭，直徑為=40mm，則炮眼孔徑為=42mm。孔深除掏槽、底角眼為 1.7m外，其它采用1.5m。孔深：為克服巖石的夾制作用，對掏槽眼和底板眼取1.7m （20cm的超深），其余各 眼孔深取1.5m。6、炮眼數(shù)量（采用2號巖石乳化炸藥時）N 眼二ad2式中N炮眼數(shù)目（個）；q一單位炸藥消耗量，取1.2kg.m-3；S一開挖斷面面積（m2），S=98.84m；

6、A一炮眼裝填系數(shù)，取；d一藥卷直徑，乳化炸藥（除周邊眼外）為32mm;N=XXXX=224（個）7、裝藥結(jié)構(gòu)和起爆方式光面爆破采用不耦合裝藥，軟巖一般不耦合系數(shù)為，炮眼裝藥按裝藥集中度計算出 的藥量均勻裝入炮眼內(nèi)。為克服底部炮眼的阻力，在炮眼底部放半個標(biāo)準(zhǔn)藥卷，使光爆層 易于脫離巖體。施工中采用如下圖裝藥結(jié)構(gòu)：1/2普通標(biāo)準(zhǔn)藥卷（632）起爆；普通 標(biāo)準(zhǔn)藥卷沿長度方向?qū)Π肭校ㄏ喈?dāng)于6 20小藥卷）不耦合間隔裝藥。圖2周邊眼裝藥結(jié)構(gòu)示意圖8、光面爆破的分區(qū)起爆順序為：掏槽眼一一輔助眼一一底板眼一一周邊眼。采用多段微 差起爆（由內(nèi)向外），其中主爆區(qū)的周邊眼比輔助眼眼跳2段起爆，并用同一段雷管。主

7、爆區(qū)使用非電毫秒雷管，周邊眼用導(dǎo)爆索一次同時起爆。9、各孔裝藥量及總裝藥量總裝藥量Q，及各孔裝藥量，詳見下表：臺階法施工開挖上部爆破參數(shù)表項目 名稱炮眼毫秒雷管裝藥總計個數(shù)深度段數(shù)個數(shù)中20藥卷中32藥卷填充系數(shù)個m段個節(jié)-長度-重量節(jié)-長度-重量掏槽眼919輔助眼838輔助眼454輔助眼15715輔助眼18918輔助眼211121底板眼201520周邊眼4213420.14kg小計137137臺階法施工開挖下部爆破參數(shù)、項目名稱、炮眼毫秒雷管裝藥總計個數(shù)深度段數(shù)個數(shù)中20藥卷中32藥卷填充系數(shù)個m段個節(jié)-長度-重量節(jié)-長度-重量底板眼15115底板眼15315底板眼858底板眼13713周邊

8、眼369360.14kg小計8787五、施工方法及工藝一、鉆爆機具材料鉆孔采用13臺YT28型鑿巖機和3臺20m3空壓機，人工鉆孔，鉆孔直徑為42mm, 一字形合金鋼鉆頭。采用中32mmX220mm 2號巖石乳化炸藥。雙電雷管引爆連接各孔的跳 段導(dǎo)爆管，炮眼內(nèi)的起爆傳爆，掏槽眼采用跳段雷管以利用擴大掏槽效果。二、光面爆破施工工藝1、放樣布眼鉆眼前，測量人員用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀，準(zhǔn)確定出隧道中心線和拱頂面高程；用紅油漆 畫出開挖輪廓線，并標(biāo)出炮眼位置，其誤差不得超過5cm；每次測量放線的同時，要對上 次爆破斷面進行檢查，及時調(diào)整爆破參數(shù)，以達到最佳爆破效果。2、鉆眼要求掏槽眼：深度、角度按設(shè)計施工，

9、眼口間距誤差和眼底間距誤差不得大于5cm。輔助眼：深度、角度按設(shè)計施工，眼口排距、行距誤差均不大于10cm。周邊眼：開眼位置在設(shè)計斷面輪廓線上允許沿輪廓線調(diào)整其誤差不得大于5cm；炮眼 方向可以3%5%的斜率外插，眼底不得超出開挖斷面輪廓線10cm，最大不得超過15cm。 內(nèi)圈眼至周邊眼的排距；誤差不得大于5cm；內(nèi)圈眼與周邊眼應(yīng)采用相同的斜率。鉆眼裝 藥率調(diào)整，當(dāng)開挖面凹凸較大時，應(yīng)按實際情況調(diào)整炮眼深度（相應(yīng)調(diào)整裝藥量），力求 所有炮眼（除掏槽眼外）眼底在同一平面上。鉆眼完畢，按炮眼布置圖進行檢查并做好記 錄，有不符合要求的炮眼重鉆，經(jīng)檢查合格后，方可裝藥爆破3、炮眼布置要求先布置掏槽眼，

10、其方向在巖層層理明顯時應(yīng)盡量垂直于層理，掏槽眼應(yīng)比其他眼加 深 20cm。周邊眼嚴(yán)格按設(shè)計開挖輪廓線布置，在硬巖層中，周邊眼的眼口在斷面設(shè)計輪廓線 上，眼底超出輪廓線小于10cm；在軟巖中，周邊眼的眼口在斷面設(shè)計輪廓線內(nèi)小于8cm， 眼底落在輪廓線上。輔助眼根據(jù)上稀下密，中部均勻分布的原則布置。4、孔口堵塞長度L0L0=（）V一般堵塞長度淺眼不超過20cm，深眼不超過30cm。堵塞采用用水浸濕的炸藥包裝箱 紙團，能很好的封閉鉆眼。5、清孔裝藥裝藥前用小直徑高壓風(fēng)管將炮眼內(nèi)石屑吹凈，裝藥需分片，分組按炮眼設(shè)計圖確定的 裝藥量自上而下進行，雷管要“對號入座”不得混裝。所有炮孔均用炮泥堵塞，堵塞長度

11、 周邊眼不小于20cm，其他眼不小于30cm。周邊眼采用小藥卷配導(dǎo)爆索，以增加不耦合系 數(shù)和爆破時的緩沖作用，炮孔裝藥均采用反向裝藥結(jié)構(gòu)。6、連接起爆網(wǎng)絡(luò)起爆網(wǎng)絡(luò)采用復(fù)式網(wǎng)絡(luò)，以保證起爆的可靠性和準(zhǔn)確性。導(dǎo)爆管采用四通管連接，不 能打結(jié)和拉伸，各類炮眼雷管連接段數(shù)相同。引爆雷管應(yīng)用絕緣膠布包扎在離一根導(dǎo)爆管 自由端15cm處，聚能穴背向傳爆方向，網(wǎng)絡(luò)連好后要有專人負(fù)責(zé)檢查后再起爆。由于毫 秒雷管1段、2段、3段、4段間，延期秒差小于50ms，所以除掏槽眼外一般必須跳段 使用，各孔段位布置為：掏槽眼1段，輔助掏槽眼3段，輔助眼由內(nèi)向外依次為5、7、9、 11、13段，周邊眼為15段，底板眼為17段。7、光面爆破施工技術(shù)措施對所有爆破作業(yè)人員進行崗前培訓(xùn)，使他們充分了解光面爆破的重要性及一些 有效可行的施工方法，以提高操作熟悉程度。選用低爆速、低猛度、低密度、傳爆性能好、爆炸威力大的2號巖石乳化梯炸 藥。用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，光面爆破不耦合系數(shù)為，但藥卷直徑不應(yīng)小于該炸藥的