爆破工程技术与施工概论

爆破工程技术与施工

中国铁路工程局隧道工程公司李先生

1、隧道爆破常识

l.1隧道爆破的特点

（1）只有一个自由面（临空面）；

（2）炮眼深度受到一定限制，这是与隧道围岩条件、打眼机械工具、爆破技术等有关系；

（3）受隧道围岩条件的控制，爆破参数主要取决于围岩级别；还取决于开挖方法与断面大小；

（4）钻孔、装药、引爆都在较恶劣的条件下进行；

（5）隧道爆破、炮眼比较集中，1.5-2个/m2；

（6）多采用类比法设计，计算简单。不象洞室爆破、拆除爆破等要进行较复杂的计算和药包的布置。

1.2炮眼直径与炮眼深度

（1）炮眼直径：常采用Φ32-Φ45mm钻孔，采用液压台车液压钻机时，钻孔一般为Φ48mm、Φ63mm、Φ76mm和大中空孔Φ102mm、Φ152mm。

（2）炮眼深度

浅孔—1~3m；手持式风钻、液压钻；

深孔—3~5m；钻孔台车、液压钻；

超深孔—>5m；钻孔台车、液压钻。

1.3隧道爆破设计所依据的围岩分级，即是通用的“铁路隧道围岩分级”，而不是按岩土可爆性分级分类的。一般V、Ⅵ级围岩不用钻爆法。

1.4炮眼的种类和作用

隧道开挖爆破的炮眼数目与隧道断面、围岩级别、爆破方法等有关，多在几十至几百范围内。

炮眼按其在开挖断面所在位置、爆破作用、布置方式和有关参数的不同可大致分为如下几种：

（1）掏槽眼

针对隧道爆破只有一个临空面的特点，为提高爆破效果，先在开挖断面的适

当位置，布置一些装药量较多的炮跟，先行爆破，炸出一个槽腔，为后续炮眼的爆破创造新的“临空面”。

（2）辅助眼

位于掏槽跟与周边限之间的炮眼，统称为辅助眼。其作用是扩大掏槽眼炸出的槽腔，为后续和周边眼爆破创造“临空面”。常把靠近掏槽服的炮眼并有扩大掏槽作用的炮眼，又称为“辅助掏槽眼”或“扩槽眼”；常把靠近周边眼的一排炮眼，称为“内圈眼”。

（3）周边眼

沿隧道周边布置的炮眼，称为周边眼。其作用是炸出较平整光滑的隧道断面轮廓。按其所在不同位置，又可分为“帮眼”、“顶拱眼”、“底板眼”。

1.5隧道钻眼机械设备与装药设备，前面已介绍。

我们集团公司施工工点，仍多使用手持式风钻，或将风钻设置于台架上。手持液压钻机在三处有限公司开始推广应用，这是一个方向，节能、省去管道敷设、扭矩和冲击力都大于一般风钻，可以打更深更大的炮眼。

自大瑶山隧道旌工引进全液压凿岩台车以来，我集团公司在少数重点工程中，仍使用全液压凿孔岩台车，有二臂、三臂和四臂台车，在轮式和轨行式两种走行方式可打3.9m、5.15m炮眼，眼径Φ48mm，大中空孔眼径Φ102mm。国外台车，也在不断发展，多臂有5、6个臂；炮孔直径Φ48、Φ63、Φ76、Φ102、Φ152m不等，可在不同位置打起不同作用的炮眼，变得更先进。同时，使用电子计算机控制的全自动钻孔台车（凿岩台车）也在欧洲和经济发达地区使用。

目前，工地装药仍以手工操作为主，很少使用装药机。装药机应该提倡使用，也是应该大力推广的操作方法。

1.6炮眼布置测量设备

在掌子面布孔，是钻爆作业的第一道工序，以前完全是靠已有的中线、水平点，采用人工操作，用红油漆画出隧道轮廓线的方法。

采用激光指向仪控制隧道轮廓的方法较为先进，可以利用激光光斑，再画出炮眼位置。目前此法已广泛应用。

采用“断面仪”布炮眼的方法最为先进．现在已经在少数工点应用。

使用激光指向仪和断面仪布眼，控制轮廓线准确，为隧道爆破取得良好效果

的第一道工序的保证。这样才能减少超、欠挖。

l.7常用的隧道爆破器材

（1）药卷：

①二号岩石炸药卷Φ32、Φ25mm；并可以根据使用单位的要求，做成Φ20mm、Φ40mm。

②二号岩石乳化炸药卷Φ32、Φ25rm，并可根据使用单位的要求，做出Φ40mm。

③低爆速光面爆破炸药卷，由化工厂特制，Φ20、Φ15mm的低爆速药卷，其爆速为1500m～2000m／s。

（2）雷管：

①火雷管；

②导爆管毫秒雷管；

③导爆管1／4秒和半秒级雷管。

应注意有瓦斯或矿尘爆炸危险场所禁止使用。

★起爆药卷——装有雷管的药卷叫做起爆药卷

1.7隧道爆破有害效应

与所有工程爆破一样，隧道爆破同样会产生有害效应

①爆破冲击波，应注意其对人对物的伤害。

②爆破振动，应注意其对建筑物、对隧道衬砌的破坏。

③爆破飞石，应注意其对人对物的伤害。

④爆破有害气体，应注意其对人的伤害。

⑤爆破噪音，应注意对人的伤害。

⑥爆破粉尘，应注意其对人的伤害。

对上列有害效应，都可以采取技术措施降低的。可以而且应该采取技术措施预防有害效应对人对物的伤害与破坏。

2、隧道爆破设计

隧道开挖前应做好隧道爆破设计，这也是隧道实施性施组的一项内容，也是计划进度、工期、材料等的依据。

隧道爆破设计应做到“有图、有表、有计算、有说明”，并应绘制出大比例

尺交底图对作业工人进行交底，付诸实施。

2.1隧道爆破设计的依据

（1）工程地质条件、围岩级别；

（2）开挖方法；

（3）开挖断面；

（4）掘进循环进尺；

（5）钻眼机具；

（6）爆破器材；

（7）施工队伍的操作技术；

（8）周围环境，尤其是城市隧道，更要考虑环境因素。

2.2隧道爆破设计的方法与内容

（1）利用经验参数，利用数理统计出来的参数，作为设计参数。

（2）工程类比方法：

①工程地质条件；

②断面大小；

③使用的爆破器材，尤其是炸药种类与药径；

④爆破效果。

（3）作一些简单的计算

①炮眼个数；

②装药量与单耗、装药集中度等。

（4）要有炮眼布置图：包括掏槽眼、辅助眼、周边眼。掏槽眼较复杂时，应绘制大样图。图中要标明起爆先后顺序和雷管的安排布置。一般有正面图与剖面图即可。

（5）要有钻孔、装药表，标明和表达出钻孔名称、钻孔直径、钻孔深度、角度、装药量、延时雷管段数（段别）、开挖断面、开挖进尺、炮眼利用率、炸药总重、单耗（1kg/m3）、雷管单耗（个/m3）。

（6）要有简单扼要的说明，包括工程地质条件、钻孔、装药、堵塞要求、安全技术措施以及经济技术指标等。

2.3隧道掏槽形式和主要参数