隧道光面爆破钻爆设计方案_secret

隧道光面爆破钻爆设计方案

一、工程概况

新建铁路成都至重庆客运专线CYSG-2标曾家湾隧道起终点里程为DK100+800～DK101+010，全长210m。遂区属丘陵地貌,上覆第四系全新坡洪积松软土（软塑状粉质粘土）、粉质粘土，坡残积松软土（软塑状粉质粘土）、粉质粘土等；下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组泥岩夹砂岩。地下水为第四土层孔隙水及基岩裂隙水，在环境作用类别为化学侵蚀环境及氯盐环境时，环境作用等级为H1。 二、工程地质条件 ⑪ 地层岩性

洞身岩体质软，岩层近于水平，节理发育。 ⑫ 地震动参数区划

根据《中国地震动峰值加速度区划图》（GB18306-2001）《中国地震动参数区划图》（GB 18306-2001）国家标准第1 号修改单，图A2《四川、甘肃、陕西部分地区地震动峰值加速度区划图》（1：100 万），图B2《四川、甘肃、陕西部分地区地震动反应谱特征周期区划图》（1：100 万）以及《成渝铁路区域性地震区划报告》，隧址区地震动峰值加速度0.05g，地震动反应谱特征周期0.35s，抗震设防烈度6度。 三、光面爆破理论

隧道光面爆破采取微振动控制爆破技术。为控制超挖，周边采用光面爆破方法。隧道光面爆破要求周边眼爆破既能将岩石爆落下来，又能形成规整的轮廓，尽可能保留半孔痕迹，减小爆破对围岩的扰动，减少超挖量。装药集中度(q)、最小抵抗线(W)直接影响周边岩石的爆落效果；“规整轮廓”主要与炮眼间距(E)、炮眼密集系数(m=E/W)和最小抵抗线有关(W)；半孔率主要与不耦合系数(D=d

炮眼

/d

炸药

)有关。因此，影响隧道光面爆破效果的主要参数应

是：炮眼间距(E)、炮眼密集系数(m)、装药集中度(q)、最小抵抗线(W)、不耦合系数(D)。而它们之间又是相互联系的，只有这些参数整体上处在某一正确的范围内，才能达到理想的光爆效果。

影响光面爆破效果的因素有很多，主要有围岩地质条件、炸药特性、断面形状和大小、钻孔质量等。其中围岩地质条件和钻孔质量是最主要的影响因素。

实践表明，通常的光面爆破参数取值范围如下：炮眼间距E=(8~15)d、炮眼密集系数m=0.7~1.0、最小抵抗线W=(10~20)d或者W=E/m、不耦合系数D=1.5~2.0、装药集中度q=0.04~0.4(kg/m)

具体计算设计方法有：工程类比法、半经验半公式法、理论计算法 四、光面爆破的主要参数

⑪ 理论计算

隧道爆破炮孔钻孔时由外侧向中间分别为周边孔、辅助孔和掏槽孔。其中周边孔和辅助孔钻孔深度为3~3.5m，炮眼直径d炮眼=42mm；掏槽孔的钻孔深度为4~4.5m，超出周边孔和辅助孔的孔深50cm。

根据光面爆破的理论数据，取周边孔孔距E=(10~15)d，则炮眼间距E=(10~15)d=45~63cm，周边孔沿开挖边线均匀布置。装药集中度q=0.1~0.15(kg/m)；不耦合系数D=1.5~2.0。钻孔时，周边孔孔口边紧贴设计开挖边线，向外侧偏斜3～5°钻孔。与周边孔紧邻的一排辅助眼决定了周边眼最小抵抗线(W)，一般要求W=1.2E=55~60cm，辅助孔孔距设为0.7~0.8m，排距为0.6~0.8m。具体见《炮孔布置示意图》。

爆破参数的理论计算 A.全断面钻孔数量N

根据泽波尔建议公式: N=a1+a2S

a1、a2——为岩体可爆程度确定的系数，经查a1=20, a2=1 则N=20+1×49=69，取N=65~75个 B.周边孔平均炸药用量qp 根据公式：qp=aWLp(0.5~0.9)q qp——周边孔平均炸药用量kg a ——周边孔孔距cm W——周边孔最小抵抗线cm

Lp——周边孔孔深

q——单位岩体耗药量kg/m3 取a=0.5m W=50cm Lp=3m q=1.1kg/m3 则 qp=0.4~0.6kg。

⑫ 现场光面爆破试验效果分析

通过对先期爆破效果的观察和钻工钻孔质量、孔网参数的了解以及与钻工交流了解情况，认为主要是钻孔质量不高、孔网参数不当影响了爆破效果，决定从这两方面入手，通过试验手段不断提高光面爆破效果。通过与铁三局技术人员、爆破施工负责人的具体协商，决定光面爆破参数如下：

隧道光面爆破试验参数表 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 光爆孔间距 光爆孔外插角 光爆孔最小抵抗线 周边眼孔深 掏槽眼孔深 拱顶光爆孔装药量 装药集中度 不耦合系数 侧壁光爆孔装药量 其它炮孔装药量 60cm、分布规则 3°～5°（孔底外叉距离10~15cm） 60cm 3m 4.5m 0.3kg 0.1kg/m 1.68 从上而下由0.3kg至1.2kg递增 不作调整 在试爆前组织钻工培训，讲解光面爆破的理论知识及有关操作技巧，提升他们对光面爆破的认知水平。通过五次试爆，隧道光面爆破效果有了一定程度的提高，半孔率控制在85%以上、超欠挖有所改善。钻工不断掌握钻孔方法、提高钻孔精度，在后续的爆破施工过程中，光爆面的整齐度、超欠挖控制水平将越来越好。

⑬ 试验结论

现场试验参数是在理论计算与先期爆破参数的基础上得出的数值，光面爆破效果较先期有所改善。通过综合分析，将光面爆破参数确定如下：

光面爆破参数表 1 2 3 4 5 6 7 8 9 光爆孔间距 光爆孔外插角 光爆孔最小抵抗线 周边眼孔深 掏槽眼孔深 拱顶光爆孔装药量 装药集中度 不耦合系数 侧壁光爆孔装药量 55cm、分布规则 3°~5°（孔底外叉距离10~15cm） 60cm 3m 4.5m 0.3kg 0.1kg/m 1.68 从上而下由0.3kg至1.2kg递增 在后续爆破施工作业过程中，可参照上表确定光面爆破参数，参见附图。 ⑭ 装药结构及炮孔堵塞

隧道光面爆破光爆孔采用分段装药结构，事先由炮工将药卷间隔串联在导爆索上，并用胶带绑扎在一根有一定强度的竹片上，装药时炮工将绑有药卷的竹片放入每个周边孔内，应使竹片紧靠围岩外侧，而药卷则紧靠开挖岩石的内侧，装药结构见下图。

光爆孔装药结构图

为保证爆破效果及充分利用炸药能量作功，隧道爆破施工时炮孔应用炮泥进行堵塞，堵塞长度为炮孔的未装药部分。对炮孔进行堵塞有利于提高爆破质量、提高炸药利用率、降低单耗等效果。

⑮ 光面爆破施工细则

确定隧道施工方案时，要综合考虑隧道的地质条件、钻孔设备、爆破器材、支护方法和技术水平等因素来决定。应该特别强调的是，隧道开挖施工方案和爆破方法之间有着十分密切的关系。隧道光面爆破施工应遵循以下原则：

① 钻孔孔位依据测量定出的开挖轮廓线确定。周边孔在断面轮廓线上开孔，沿轮廓线等间隔布置炮眼，需要调整孔位时偏差不大于2cm，周边眼应向外侧偏斜3～5°钻孔，周边眼外插角偏差不大于1°，各炮孔孔底落在规定的平面上，凹凸不平整度小于10cm；与周边孔相邻一排辅助炮孔的孔口距离不小于40cm，打眼方向水平、平行于掘进方向。

② 钻孔前必须严格按照钻爆设计标示出孔位和编号；如果孔位与上次的残孔重合，必须适当移位，绝对不准在残孔内钻孔。

③ 必须保证钻孔质量。钻进中要防止漏钻和多钻，控制好孔位、孔深和角度，是保证光面爆破效果的基础。

④ 炮孔钻完后要及时清孔并用木楔封堵，防止落入石块等杂物。炮孔经检查合格后，方可装药爆破。

⑤ 为减少装药时间，事先由炮工将药卷间隔串联在导爆索上，并用胶带绑扎在一根有一定强度的竹片上，装药时炮工将绑有药卷的竹片放入每个周边孔内，应使竹片紧靠围岩外侧，而药卷则紧靠开挖岩石的内侧，这样既有利于保护岩壁，又可以增强对开挖岩石的爆炸力。炮孔内放入药卷后，应将导爆索引出孔外，然后炮泥封堵炮孔。 ⑥ 为使周边孔装药达到一定的不偶合系数，周边眼采用直径φ25mm的小药卷进行装药。 ⑦ 为保证周边眼光面爆破效果，周边孔最后一段起爆。同时起爆的炮孔用导爆索串联在一起或用同段位的导爆管雷管簇联在一起，最后通过电雷管进行激发。

⑧ 连线必须认真细致，仔细清点数量并复核，对联结块上的上下级导爆管必须捆扎牢固，严防产生漏爆拒爆现象。

⑨ 爆破后的残留炮孔痕迹在开挖轮廓线上是否均匀分布；半孔残痕率在完整岩石处保持在95%以上，较完整和完整性稍差的岩石处保持在80%以上，较破碎和破碎岩石处半孔率不小于50%。

⑩ 每次爆破以后，要先进行通风，通风15分钟后检查人员方可进入隧道做相应的检查工作；要及时察看围岩周边光面爆破效果，核对与爆破设计是否相符，如有变化要及时调整爆破参数，使其达到最佳效果。

五、隧道瓦斯地段爆破施工

根据地质勘测资料，该隧道节理裂隙内可能有天然气、瓦斯等有害气体溢出，因此在隧道爆破掘进过程中，须对瓦斯等有害气体浓度进行监测。根据瓦斯等有害气体浓度采用相应的炸药及起爆方法。