隧道的钻孔爆破施工设计

1.编制依据及范围

1.1编制依据

（1）改建铁路皖赣线芜湖至宣城段扩能改造工程施工图；

（2）根据现场勘察及咨询资料的整理、分析；

（3）本工程设计、施工及管理的依据和有关法律法规：

①《中华人民共和国环境保护法》(1989.12)；

②《公路隧道施工技术规范》(GB10204-2002)；

③《爆破安全规程》(GB6722-2003)；

④《土石方爆破施工及验收规范》（GBJ201-89）；

⑤《工程爆破理论与技术》(中国工程爆破协会，于亚伦主编)。

（4）根据国家和行业颁布的与本工程有关的各种现行有效版本的技术规程规范及质量和验收标准。

（5）参考工程技术公司所具备的技术管理水平、施工能力、机械设备及类似工程施工经验。

1.2编制范围

本方案包括段起点隧道全长447米内隧道的爆破施工设计，进出口里程分别为：DK39+893、DK40+340

2.工程概况

2.1工程概况

本合同段起点隧道全长447米，进出口里程分别为：DK39+893、DK40+340；遂线分界里程：DK39+893、DK40+340，隧道内轮廓设计断面宽×高为13.62m×11.13m（详见改建铁路皖赣线芜湖至宣城段扩能改造工程施工图）。隧道平曲线：全遂处于直线段。隧道纵坡设置：隧道内设单面下坡，坡度为10.65‰，坡长4550米。隧道为双线设计速度目标值250公里/小时，线间距4.60米，采用有砟轨道，轨道结构高度766㎜。线路DK40+252.5～567.5段设置圆曲线型竖曲线，竖曲线半径为20000米。

2.2工程地质情况

DK39+893～DK39+905段表层为Q4el+dl粉质粘土，棕红色，层厚0-4m；下伏基层为P2l砂岩，炭质页岩夹煤层，灰白色至灰绿色，产状135∠51°。该段围岩级

别Ⅴ级。

DK39+905～DK40+108段表层为Q4el+dl粉质粘土，棕红色，硬塑，局部含少量砾石；下伏基岩为P1g灰岩，灰白色，W3，P1g砂岩，灰白色，W3厚约4.5m；P1g硅质页岩与隧石互层，灰黑色，W3，厚约10m。地表水主要以季节性降水为主，地下水主要为基层裂隙水，岩溶水，弱发育。据物探高阻率电法揭示：DK40+115处为一逆断层，断层影响范围DK40+085～DK40+140，断层产状310∠65°，上盘地层为Q4el+dl粉质粘土，棕红色，硬塑，局部含少量砾石，P1g灰岩，灰白色，W3，具溶蚀现象，溶洞弱发育，下盘倾状基岩为D3W石英细砂岩粉砂岩，青灰色，W2，岩质较硬，产状90∠27°。其中DK39+905～DK39+945、DK39+945～DK39+970段围岩级别为Ⅴ级，DK39+970～DK40+108段围岩级别为Ⅴ级。

DK40+108～DK40+340段表层为Q4el+dl粉质粘土，棕红色，硬塑，含砾石，层厚0～5.0m，下伏基岩为：D3W石英细砂岩夹粉砂岩，灰白色至青灰色，裂隙较发育，基岩破碎，W3～W2，粉砂结构，中厚层构造，岩质较硬，岩层产状90∠27°。地表水主要以季节性降水为主，地下水弱发育，多为基岩裂隙水，物理弹性速为3.95～4.3km/s。其中DK40+108～DK40+134、DK40+285～DK40+328、DK40+328～DK40+340段围岩等级为Ⅴ级，DK40+134～DK40+155、DK40+240～DK40+285段围岩等级为Ⅴ，DK40+155～DK40+240段围岩等级为Ⅴ。

3.隧道施工方法与实施

隧道开挖采用钻爆法（其工艺流程见附图），以新奥法理论指导施工（见钻爆法施工工艺流程框图），光面爆破，爆破器材采用乳化炸药，周边眼采用Φ25光爆小药卷，其余均采用Φ32药卷。装岩运输采用ZL-50装载机配合5t自卸式汽车运输，直接运至业主指定的弃碴场。

光面爆破参数：A、不耦合系数。合理的不耦合系数应使炮孔压力低于岩壁动抗压强度，而高于动抗拉强度，通常，不耦合系数采用1.5~2.5,选用1.7；B、光面炮眼间距E。一般取炮眼直径的8~15倍。在节理裂隙比较发育的岩石中，应取小值；在整体性好的岩石中，可取大值，选用45cm；C、最小抵抗线W。光面层厚度或周边眼到邻近辅助眼间的距离，是光面眼起爆时的最小抵抗线，一般它应大于或等于光面炮眼间距，选用60cm。炮眼布置图及爆破参数表（附后）光面爆破宜采用细药卷，起爆时注意以下事项：

(1) 周边孔应该同时起爆才能保证光面爆破效果；

(2) 起爆顺序为先掏槽孔，再辅助孔，辅助孔起爆后再起爆周边孔、底孔；

(3) 周边孔的底孔应该装一个粗药卷，以克服岩体挟制作用；

(4) 为了减少超挖和降低工程造价，开挖过程中，加强断面量测，并及时处理个别欠挖部位，修整开挖断面，获得良好的经济效果。

图2.1爆法开挖施工工艺流程框图

图2.2隧道新奥法施工工艺流程框图

4.隧道开挖参数设计

4.1施工方法及顺序

施工中严格按照设计要求，遵循新奥法施工原理，软弱地质洞身开挖应坚持：短进尺、弱爆破、强支护、早衬砌的原则，加强施工临

时监控量测，确保施工安全。施工中如遇实际围岩类别与设计资料不符及时与监理、设计部门联系调整施工方案，确保开挖安全，顺利进行。隧道中停车段，配电室等待隧道开挖成型后，再进行扩挖。

4.2炮孔装药数量

（1）掏槽孔

Q1=η•L •r

式中：

η——炮孔装药系数，取η=0.9

L——孔深，LIII=3.2m、LIV＝2.2m、LV＝1.2m

r——每米长度炸药量，r=0.78kg/m

经计算:

QIII=2.25kg取2.3kg

QIV=1.54kg取1.5kg

QV=0.84kg取0.8kg

（2）辅助孔

QIII=η•L •r=0.8*3.2*0.78=2.0kg取QIII=2.0kg

QIV=η•L •r=0.8*2.2*0.78=1.37kg取QIV=1.4kg

QV =η•L •r=0.7*1.2*0.78=0.66kg取QV=0.7kg

（3）光爆孔

通常为辅助孔的1/3～1/4:

QIII= 0.7kg

QIV = 0.5kg

QV = 0.2kg