隧道爆破课程设计

一、 工程概况：

1、隧道总长3211m

2、隧道形状及断面要求：断面为半圆拱形，墙高15m ，宽8m

3、隧道特点及环境条件：隧道围岩坚固性系数f=11～13，隧道旁55m 有一座水工隧道，水工隧道的安全振动速度不能超过7～15 cm ∕s ；同时，隧道为浅埋隧道，最小埋深为22m ，隧道上方沿隧道走向有另外一条南水北调中线工程隧道——王家岭隧道，该隧道能够承受的最大振动速度为3 cm ∕s

4、地质条件：岩性以泥岩夹砂岩为主；区内构造节理不发育，地表水较发育，地下水以基岩裂隙水为主

5、工期要求：隧道掘进工期定为12个月

6、设计内容及要求

完成设计说明书，主要内容包括：

1）根据环境条件，进行最大装药量的安全验算

2）要求周边孔采用光面爆破施工，完成详细地隧道和炮孔装药参数表

3）完成隧道断面布孔图，掏槽孔形状及布孔图

4）完成所有炮孔装药结构图

5）完成炮孔起爆顺序及起爆网路图

6）主要技术经济指标

a 、断面开挖面积（2m ）

b 、单位面积炮孔数（个）

c 、设计炮孔利用率（%）

d 、预计的循环进尺（m ）

e 、每循环爆破岩石量（m ``3）

f 、比钻孔量（m/ m ``3）

g 、炸药单耗（kg ∕m ``3）

二、掘进爆破方案及爆破安全要求

1、隧道断面结构设计：

隧道断面为半圆拱形，墙高15m ，

宽8m 。断面面积145.132m

2、掘进方式：

采用分台阶掘进法，上断面掘进高度为8m ，面积为57.132m ，下断面开挖面积882m ，为了减小爆破振动强度，上断面布置楔形掏槽孔，上次掘进爆破成形，单循环进尺控制在1.5～2.7m 之间。下断面布置采用水平炮孔爆破开挖，单次爆破进尺为5m 。周边孔采光面爆破。上断面始终超前下断面10m 以上。

三、爆破参数设计：

1、凿岩机具及爆炸物品：

采用凿岩台车配备9台7655型气腿式凿岩机，孔径40mm 。

2、确定最大段装药量：

根据公式：Q m =R 3(V/K)3/α 确定最大一段允许用药量。

查表得：取K=100 α=1.5

则，Q m1=2013.1 kg Q m2=9.5 kg

取小值，则最大段允许用药量为9.5kg 。

3、爆破参数设计：

上断面掏槽孔和崩落孔爆破参数：

① 炮孔深度。炮孔深度按下式计算

L=（0.5～0.9）B

式中B ——隧道宽度，m

则， L=4.0～7.2m 但是，为了降低爆破振动，取崩落孔深度为1.8m ，掏槽孔超深20cm 。当工作面与王家岭隧道相距22m 以上时，崩落孔的深度可加大至4.0m 。 ② 炸药单耗。隧道掘进爆破的炸药单耗主要与岩性和开挖断面积有关，可由公式计算 k=s

f 4.1 式中k ——炸药单耗 f ——岩石普式系数

S ——开挖断面积（S 大于182m 时，取182m ）

通过计算得， k=1.094-1.190 kg ∕m ``3 取k=1.1 kg ∕m ``3

③ 单循环装药量Q 。按照公式

Q=ksl η 式中Q ——每循环的总装药量，kg

k ——单位炸药消耗量，kg ∕m ``3

S ——隧道掘进尽断面积，2m

l ——工作面爆孔平均深度，m

η——爆孔利用率，一般为0.85～0.95 鉴于该段岩体的可爆性较好，本例取炮孔利用率为0.9.因此1.7m 和4.0m 孔深的单循环装药量分别取为： 96.1kg 和226.2kg 。

④ 炮孔间距。循环进尺为1.7m 时，每对掏槽孔的孔口距a 取2.4m ，孔底距取20cm ，掏槽孔排距a=30cm ，掏槽孔两边布置的辅助孔孔距取80cm ，拱部的崩落孔孔距取70cm 。循环进尺为4.0m 时，每对掏槽孔的孔口距a 取3m ，孔底距取20cm ，掏槽孔排距a=30cm ，掏槽孔两边布置的辅助孔孔距取70cm ，拱部的崩落孔孔距取90～100cm 。

⑤ 单孔装药量q 。隧道掘进爆破的单孔装药量按下式计算

q=nL γ

式中 q ——单孔装药量，kg

n ——装药系数。查表并结合此例实际情况取：掏槽孔 n=0.8，崩落孔 n=0.7；

L ——炮孔长度，m

γ——单位长度的药卷质量，kg ∕m

则，循环进尺为1.7m 时

q ·掏=0.8×2.2×0.96=1.69 kg q 崩=0.7×1.7×0.96=1.14kg

循环进尺为4.0m 时

q ·掏=0.8×4.4×0.96=3.38 kg q 崩=0.7×4.0×0.96=2.67kg

⑥．炮孔数目确定.先根据单位炸药消耗量进行估算，然后再依炮孔布置情况适当加以调整。通过公式 N=k n ks -η

式中：k ——掘进爆破单位炸药消耗量，kg

∕m ``3

L ——炮孔平均深度，m

n -

——炮孔平均装药系数，查表可得 K ——炸药的线装药密度，kg ∕m

η——炮孔利用率。

所以得到初算N=78 个。

上断面周边孔爆破参数：

① 拱部周边孔光面爆破参数。

光面层厚度：W=（10～20）D=40～80mm ，一般取W=50～80cm 。此设计取70cm 。 炮孔间距a ：按a=（10～18）D 计算，考虑到拱部周边孔边界控制要求高，适当增加炮孔数目，取a=45cm

装药不耦合系数：K=1.8～2.0

线装药密度，取q=0.12～0.15 kg ∕m

② 边墙周边孔爆破参数。

炮孔间距a=50～55cm ，本设计取50cm 。

线装药密度：q 线= 0.25～0.35 kg ∕m

③ 底板孔爆破参数。

底板孔距：a=70～75cm ，本设计取70cm 。

装药系数：n=0.75