,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,隧道,施工,学习情境,1.1.3,隧道,施工方法隧道光面爆破设计,隧道施工学习情境1.1.3 隧道施工方法隧道光面,下一页,上一页,ESC,学习目标,了解光面爆破设计程序；,熟悉光面爆破设计参数确定方法；,掌握光面爆破施工要点；,能根据地质水文和其它条件选择隧道的光面爆破参数确定方法；,能根据光面爆破施工要点进行技术交底；,初步具备从事隧道光面爆破的施工能力。,学习目标,知识目标,知识目标,知识目标,知识目标,能力目标,能力目标,下一页上一页ESC学习目标了解光面爆破设计程序；能根据地质水,光面爆破设计,背景,某隧道为岩溶隧道，隧道断面为,135m2,，断面高,11.7m,，宽为,13.8m,，地质条件复杂，围岩主要以灰岩、白云岩为主，弱微风化灰岩段为,、,级围岩，极限抗压强度,60fr80,。,光面爆破设计背景,调整爆破参数,测量放线与作业器材就位,布设孔位,钻孔,爆破参数设计,钻孔质量验收,连接起爆主网络,与起爆器连接起爆,装药与堵塞炮口,爆破材料现场就位,网络检查,设置警戒,排险,光爆效果与质量检查,支网络联线,通风,清孔,效果不理想,光面爆破施工工艺流程,调整爆破参数测量放线与作业器材就位布设孔位钻孔爆破参数设计钻,爆破设计的顺序,1,分析岩性和隧道断面,2,确定开挖方法,3,确定开挖进尺,4,爆破器材选择,5,掏槽眼设计,6,周边眼设计,7,二圈眼设计,8,掘进眼设计,9,底板眼设计,10,各类孔药量分配,11,总药量和总眼数核对,12,爆破网络设计,13,参数现场优化。,爆破设计的顺序 1分析岩性和隧道断面2确定开挖方法3确定,1,、岩性分析和开挖方式选择,岩性分析：,围岩主要以灰岩、白云岩为主，弱微风化灰岩段为,、,级围岩，极限抗压强度,60fr80,，,、,级围岩段属于硬岩，爆破难度属难爆。,开挖方式选择：,根据地质条件与断面情况，开挖方法主要采用台阶法开挖。各部参数为：上台阶高为,7.0m,，轮廓线弧长,22.6m,；下台阶高,3m,；仰拱最大高度,1.7m,。,1、岩性分析和开挖方式选择 岩性分析：围岩主要以灰岩、白云岩,2,、确定最大炮孔深度,炮眼深度确定因素,炮孔深度受开挖断面大小的约束，炮孔过深，受岩石的夹制作用大，残眼率高，炮孔利用率低。一般情况下，炮孔深度,L,取隧道高度（或宽度）的,0.5,0.7,倍（取值按高度或宽度的小值计算）。,炮眼深度确定,上台阶最大钻孔深度,L=0.57.0=3.5m,掏槽眼钻孔深度,3.5m,周边眼、二圈眼和掘进眼,3.2m,下台阶和仰拱也按,3.2m,眼深控制,2、确定最大炮孔深度炮眼深度确定因素,3,、爆破器材的选择,影响爆破效果的主要因素,炸药的安全性主要受炸药的耐热性和敏感度影响，但是敏感度过低，会使起爆能过大，容易发生拒爆现象，相反敏感度过高，则使用不安全；,在装药结构一定的情况下，爆破震动的大小主要受炸药的猛度和爆速影响，猛度和爆速越大，其炮轰波速度越大，震动越大；,爆力和爆速对岩体的破碎程度也有较大影响，爆力主要体现炸药爆破时对周边介质做功的大小，爆力越大，其爆破能越大；,爆破有害气体主要与炸药的成分有关，炸药特阻抗与岩体特阻抗的匹配系数对炸药的爆破功利用效率有较大影响，匹配系数越高，爆破功利用效率越高。,3、爆破器材的选择影响爆破效果的主要因素,爆破器材的选择,为了取得良好的光面爆破效果，一般选用安全效能高、敏感度适中、爆破有害气体少、低猛度、低爆速、高爆力、与岩体的匹配系数高的炸药。,在无水地段采用,2,号岩石硝铵炸药,地下水丰富地段采用,2,号岩石乳化炸药,导爆网络由塑料导爆管与非电毫秒雷管组成,爆破器材的选择为了取得良好的光面爆破效果，一般选用安全效能高,4,、掏槽眼设计,隧道开挖掏槽结构主要有楔形掏槽和直眼掏槽两种形式。,楔形掏槽有垂直楔形掏槽、水平楔形掏槽、爬眼等形式。如果爆破进尺要求较大时，在断面尺寸允许的情况下，采用多重楔形掏槽。,该隧道断面宽度,13.8m,，岩石极限抗压强度,60fr80,MPa,，岩石可爆性属难爆，根据现有情况，选用多重垂直楔形掏槽方式。,4、掏槽眼设计隧道开挖掏槽结构主要有楔形掏槽和直眼掏槽两种形,表,1,楔形掏槽参数表,围岩级别,坚固系数（,f,）,掏槽眼对数,掏槽眼间距,(m),炮眼夹角（,）,炮眼底间距（,cm,）,、,6,8,2,3,0.4,0.8,45,75,20,注：,1.,掏槽的对数与断面的宽度和岩石坚固程度相关，,断面大，岩石坚固程度高，对数取大值，相反取小值,在本断面中掏槽眼取,2,对，共,16,个眼,炮眼夹角按由内向外依次增大,。,表1 楔形掏槽参数表 围岩级别坚固系数（f）掏槽眼对数掏槽,垂直楔形掏槽,垂直楔形掏槽,（,1,）周边眼间距和孔数,周边眼间距经验公式为,E=10d,18d,（,d,为孔径），围岩情况好，取大值，相反，取小值，根据现场隧道,、,级围岩的情况，周边眼间距取,40,50cm,。,取周边眼间距,=45cm,则上台阶周边眼个数：,N=L/E=22.6/0.45=50,个。,5,、周边眼设计,（1）周边眼间距和孔数5、周边眼设计,（,2,）周边眼最小抵抗线,周边眼间距确定后，在,、,级围岩下，按炮眼密集度公式,m=E/W=0.7,1.0,，可得最小抵抗线,W=50,75cm,。断面跨度大，光爆眼所受到的夹制作用小，取较大值，相反，取小值，岩石强度高取小值，相反取大值。,周边眼最小抵抗线,W=60cm,（2）周边眼最小抵抗线周边眼间距确定后，在、级围岩下，按,（,3,）周边眼不耦合系数,光面爆破周边孔采用不耦合装药。,一般不耦合系数经验值为,D=1.5,2.0,。,现场钻孔孔径为,d=42mm,，,现场实际采用,25mm,得,D=1.68,符合,D=1.5,2.0,的条件。,（3）周边眼不耦合系数,（,4,）周边孔装药结构,装药采用不耦合间隔装药结构（也可采用小药卷连续装药结构），因间隔距离超过殉爆距离等因素，一般用导爆索串联各药卷以加强传爆的稳定性，药卷采用,25,小药卷，孔底用半卷,32,药卷加强。,（4）周边孔装药结构装药采用不耦合间隔装药结构（也可采用小药,（,5,）周边孔单孔药量,计算单孔装药量，以,kg/m,表示。,式中：,q,装药集中度，,kg/m,；,k,单位体积耗药量，,kg/m3,，试验得,1.6 kg/m3,；,e,炸药换算系数，,e=320/B,；,B,炸药的爆力，,ml,对岩石硝铵炸药,B=320;,w,最小抵抗线，,m,；,计算得：,q=0.3311.60.60.6=0.191kg/m,单孔药量：,QK=qL=0.1913.2=0.611kg,（5）周边孔单孔药量,围岩情况取值范围见表,2,岩石类别,炮孔直径,(cm),药卷直径,(cm),间距,E(cm),不耦合系数,D,抵抗线,W,(cm),密集度,m,（,E/W,）,装药集中度（,q,）,(kg/m),硬 岩,60fr80,4050,25,40,50,1.62.0,50,75,0.7,1.0,0.15,0.25,注：,1.fr,为单轴极限抗压强度；,2.,孔间距随岩石强度或轮廓曲率半径变大，而增大；,3.,在本断面中，周边眼,45cm,，周边眼抵抗线,60cm,。,装药集中度,0.19kg/m,。,围岩情况取值范围见表2 岩石类别炮孔直径(cm)药卷直径(c,（,6,）周边眼爆破死角处理,上台阶周边眼与底板眼连接部夹角小，爆破时，夹制作用大，在角隅处减少药量，将周边眼间距适当加密，并最后起爆。,（6）周边眼爆破死角处理 上台阶周边眼与底板眼连接部夹角小，,6,、二圈眼设计,二圈眼爆破质量的好坏直接影响光面爆破的效果，二圈眼间距按不小于周边眼的抵抗线考虑。在本断面中，二圈眼的间距取,a=60,80cm,，抵抗线取,80cm,，上台阶孔数可按下式计算。,式中：,R,-,开挖轮廓线半径，,m,；,W,-,周边眼抵抗线，,m,；,L,-,开挖轮廓线周长，,m,；,a,-,二圈眼眼间距，,m;,6、二圈眼设计 二圈眼爆破质量的好坏直接影响光面爆破的效果，,7,、掘进眼,掘进眼布置主要是确定炮眼间距和最小抵抗线，炮眼间距和最小抵抗线大小的选取由岩石的坚硬程度和炮眼深度确定。,抵抗线,W,与炮眼深度,L,的关系式为：,W=,（,0.2,0.5,）,L,在硬岩中，炮眼越深，取较小的系数，反之取较大的系数,7、掘进眼掘进眼布置主要是确定炮眼间距和最小抵抗线，炮眼间距,结合本隧道,、,级围岩的掘进眼环向间距通常控制在,a=0.6,1.0m,，掘进眼层间距为,b=0.8,1.2m,，且环向间距和层间距一般按由内向外逐渐减小的原则布设。,结合本隧道、级围岩的掘进眼环向间距通常控制在a=0.6,8,、底板眼,底板眼主要对岩石进行二次粉碎和起到翻渣的作用，布置原则一般为孔间距,a=0.8,1.2m,，距离二台眼距离,b=0.8,1.0m,。,当底板眼位置位于隧道仰拱底部开挖轮廓线时，孔间距一般为,0.5,0.8m,。,8、底板眼底板眼主要对岩石进行二次粉碎和起到翻渣的作用，布置,9,、各类孔炸药分配,(1),周边眼采用不耦合间隔装药结构，其余孔采用连续装药结构。,(2),各类孔装药量分配顺序为：掏槽孔周边孔二圈孔掘进孔底板孔。,(3),孔内炸药长度结合围岩情况、炮口封堵长度和孔所在位置，综合考虑各孔药量。上台阶布置原则如下：,掏槽孔一般按照,0.8,0.9,倍孔深连续装药；,周边孔按装药集中度计算单孔药量；,二圈眼按照,0.6,0.7,倍孔深连续装药；,掘进眼按照,0.7,0.8,倍孔深连续装药；,底板孔一般按照,0.7,0.8,倍孔深连续装药。,同样，由于下台阶和仰拱具有良好的临空面，装药量配置适当减小。,9、各类孔炸药分配(1)周边眼采用不耦合间隔装药结构，其余孔,上台阶各孔布置及药量布置,上台阶各孔布置及药量布置,表,3,上台阶,、,级围岩钻爆参数表,表3 上台阶、级围岩钻爆参数表,下台阶各孔布置及药量布置,下台阶各孔布置及药量布置,下台阶,、,级围岩钻爆参数表,下台阶、级围岩钻爆参数表,10,、总药量与总孔数核算,(1),上台阶总药量,钻孔深度为,3.2m,爆破总装药量：,Q,=,KSL,=0.9,（,77.823.2,）,=224.12kg,式中：,K,-,单位炸药消耗量，结合本合同段岩石强度、断面宽度和爆破进尺综合考虑，上台阶：取,K=0.9kg/m3,，（查定额坚固系数,f=6,8,时，松动爆破,K=0.5 kg/m3,，加强松动,K=0.7 kg/m3,，抛掷爆破,K=1.2 kg/m3,）。,S,-,断面面积（,m2,）,上台阶面积,S,上,=77.82m2,；,L,-,炮眼深度（,m,）,3.2 m,。,10、总药量与总孔数核算(1)上台阶总药量,（,2,）上台阶总孔数,除周边孔外，炮眼数目按式计算。,N,=,式中：,N,-,炮眼数目，个,K,-,光面爆破单位炸药消耗量，,kg/m3,L,-,炮眼深度，,3.2m,n,-,炮眼装药系数，查表取,0.8,，,r,-,炸药的线装药密度，,1kg/m,S=,开挖断面积，,m2,-,周边眼总装药量，,kg,（2）上台阶总孔数,上台阶轮廓线长,22.6m,，周边眼按间距,45cm,布孔，装药集中度取,0.19kg/m,孔深,3.2m,。,得：,N,孔,=22.6/0.45=50,个，周边眼总药量,=500.193.2=30.4kg,上台阶总药量,Q=KSL=224.12kg,代入参数得：,N=76,个,则上台阶总炮孔,N=76+50=126,个。,计算得知，其上台阶布孔数和总装药量合理。,同理，计算仰拱和下台阶，其参数合理。,上台阶轮廓线长22.6m，周边眼按间距45cm布孔，装药集中,11,、起爆网路,隧道爆破开挖使用塑料导爆管非电起爆网络，起爆过程中严格控制孔内各段位的