山岭隧道爆破专项施工方案

山岭隧道爆破专项施工方案

一、工程概况

某山岭深埋公路隧道穿过石灰岩，岩层结构完整性好，岩层含水量低，无瓦斯，岩石的主要物理力学性能参数见下表；隧道横断面设计为：隧道限界为10.0m，其中行车道宽7.0m，侧向宽度：L左=0.5m，L右=0.5m；两侧均设置人行道，宽1.0m。内净空采用拱部单心圆方案，净空面积为44.75m2，净空周长29.38m。

试完成隧道钻眼爆破施工组织设计。

表格 1 石灰岩的主要物理力学性能参数

二、方案选择

在隧道爆破作业中通常使用的爆破方案有：（1）定向爆破（2）预裂光面爆破（3）微差爆破（4）聚能爆破

施工采用国产4臂门架式钻孔台车及7655型支腿式手风钻钻孔，全断面开挖，隧道正洞洞身掘进采用光面爆破施工。

三、施工方法

开挖掘进采用光面爆破，减少超挖，避免欠挖和减弱对围岩扰动，提高开挖质量，确保施工安全。

施工工艺流程

三、爆破器材选定

根据施工中常用的爆破器材，以及本地的实际情况隧道的爆破器材选用直径为32mm，爆速大于3200m/s的2号岩石乳化炸药作为主爆药；导爆索与2号岩石乳化炸药作为光爆药；电雷管和导爆管雷管作为起爆器材

四、爆破参数的确定

本工程采用的是平巷掘进爆破，平巷掘进的特点是只有一个自由面，同时炮眼深度受到限制，一般只有1.5~3.0。平巷掘进中的炮眼，按其位置和作用不同，可分为掏槽眼、辅助眼、周边眼。周边眼又可分为顶眼，底眼，帮眼。三种炮眼起的作用不同,其孔径的大小、孔深、孔角、孔间距、排间距也不同。

(1)孔位的确立

孔位的确定直接影响爆破面形状、大小和轮廓。而对炮孔有影响的是岩石的坚固系数、爆破面积和深度等。根据辅助眼和周边眼的布置原则，其间距根据岩石的性质而定，一般辅助眼取0.4~0.8m，周边眼取0.5~1.0m，周边眼距巷道轮廓线取0.1~0.2m。对于掏槽眼，由于岩石较为坚硬，眼的间距一般为8~15cm.本次采用15cm。

(2)孔径的确定：

炮眼直径的大小直接影响钻眼速度、工作面的炮眼数目、单位岩石炸药消耗量、爆落岩石的块度和巷道轮廓的平整性。炮眼直径的增加，有利于爆炸稳定性的提高、爆速的增大。但是，炮眼直径过大不仅钻速降低，而且因炮眼数目减少药量的均匀分布，使岩石破碎质量变差。

对于掏槽眼，空眼直径可与装药眼直径相同，直径可取50~100mm，本次取80mm。对于其他的炮眼（辅助眼、周边眼、底眼），由于用的是普通型钻机，炮眼直径取40mm。装药直径为35mm。

(3)孔深的确定

炮眼深度决定了一个循环的钻眼，装渣工作量、循环时间以及施工组织和掘进速度。所谓合理的炮眼深度，应根据施工组织要求、技术条件和循环工作能力确定。一般随着掘进速度的提高，炮眼深度也应相应的增加。根据普通型眼径的炮眼深度对于岩石坚固系数在7~20，掘进面积大于12m2的炮眼深度在1.5~2.2m此时炮眼的利用率大90%以上，二掏槽眼比一般炮眼深0.15~0.25m。此次采用炮眼深度为2.0m，掏槽眼深度为2.2m。

(4)、孔角的确定

对于掏槽眼的形式有倾斜掏槽眼、平行眼直线掏槽眼和混合式掏槽眼。倾斜掏槽眼的特点是与工作面相交，分为:单向掏槽、锥形掏槽和楔形掏槽。在此设计中炮眼深度小于等于2m，适用锥形掏槽和楔形掏槽。楔形掏槽中，每对掏槽眼间距为0.2~0.6m，眼底间距为0.1~0.2m，炮眼数目4~6个。掏槽眼与工作面交角为70~65度。并且岩石叫为中硬适宜采用单楔形掏槽。其他炮眼采用平行眼。

(5)超深的确定

对于浅台阶爆破，深刻h一般取台阶高度的10%~15%，即：

h=（0.1~0.15）H

台阶高度约为H。=2.0m 从而超孔深为0.2~0.3m

(6)孔间距和排距

R1所围成断面

1）最小抵抗性：W:W=(0.4~1.0)H

2) 孔距a是指同一排深孔中相邻两钻孔中心线的间距。孔距按下式计算：

a=(1.0~2.0)W或a=(0.5 ~1.0)H

3）排距b：b=（0.8~1.0）a

4）孔深L=H+Δh

5）炮孔超深Δh = （0.1~0.15）H

6）堵塞长度lˊ：lˊ≧ w

7）炸药单耗：q=（0.3~0.80 ）kg/m3

辅助眼和周边眼孔间距为0.62m，排距为0.58m。掏槽眼孔距为0.32m和1,02m。

(7)、炮孔数目的确定

炮眼数目的确定，根据公式：

N=3.3f 1/3s2/3

式中f为围岩坚固性系数(6~8)；s为截面面积44.75m2 。

计算得N=159，即N为159个炮孔。

掏槽眼采用小直径中空直眼掏槽眼，掏槽眼为6个。

周边眼的个数=周长/孔距=75（个）。

辅助眼的个数=周长/孔距=64（个）

故总炮眼数为159个。

(8)、炸药单耗量

炸药单耗就是每爆破一立方米岩石所耗费的炸药量(kg)，计算公式如下：

q=ρ*q，

其中ρ为岩石密度，ρ=2.30t/m3

q，=(0.5~0.53)kg/t，

炸药单耗q=(0.5~0.53)×2.30=(1.15~1.219)kg/m3

由f=6~8，所以q=1. 2 kg/ m3 。

(9)、总装药量的计算

Q =1.2 kg/ m3 *2m*44.75㎡=107.4kg

qLS

总装药量=Q*2=214.8kg（台阶爆破为两次）

式中：Q——一次爆破总装药量，kg；

q——单位岩石爆破炸药消耗量，kg/ m3，

L——炮眼深度或循环进尺，m；

S——断面积，m2

带入数据的Q=43.872kg

(10)、单眼炮孔炸药消耗量

隧道爆破，炮眼所在部位不同，所起的作用是不同的，掏槽眼要求抛掷；掘进眼只要求松动，而在掏槽部位的两侧与其上下部位各部位的炮眼要求又不一样，侧部要求松动，上部要求弱松动，下部要求加强松动，周边眼则要求光面爆破，底板眼则要抛掷爆破的药量，否则可能底板爆破失败。所以各部位炮眼的装药是不同的。

周边眼的装药量，参考部分铁路光面隧道光面爆破参数表可知周边眼的装药集中度为140g/m。所以周边眼的单眼装药量为0.21kg。

而周边眼，辅助眼的单眼装药量均可按下式计算：

λ

q=

KaWL

式中：q——单眼装药量，kg；

K——可参阅表得K为0.45kg/m3；

a——炮眼间距，m，

W——炮眼爆破方向的抵抗线，m；

L——炮眼深度，m；

λ——炮眼所在部位系数，可参阅表选取。

炮眼所在部位系数λ

带入数值的：掏槽眼的单眼装药量为1.9kg和6.12kg。。辅助眼的单眼装药量为2.7kg。周边眼的单眼装药量2.0kg。

(11)、装药结构

光面爆破采用不耦合装药，一般不耦合系数为 1.5～2.0，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。施工中采用如下（图2）装药结构：①1/2普通标准药卷（?32）起爆；②小直径药卷（?25）空气间隔装药。