隧道爆破设计计算教学内容

4.3.1.3 爆破参数选择
(一)上台阶参数计算 (1)炮眼数 N
断面炮眼数是受多个因素限制，它和爆破作业面积、围岩等级等因素 有关。炮眼
数目 N可根据式（4-1）计算得出 ：
(4-1)
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式中，q—炸药消耗量，一般取 1.2~2.4
实际根据表 4-
表 4—2 2 号岩石铵梯炸药每米质量 值
32
35
38
4
4
4
50
0
4
5
0.7
0.
1.
1.
1
1
1.9
8
96
10
25
.52 .59
0
表 4—3 装药系数 值 围岩类别
ⅣⅤ
ⅢⅣ
ⅡⅢ
0.5
0.55
0.60
0.4
0.45
0.50
0.4
0.45
0.55
I
0.65 0.80 0.55 0.70 0.60 0.75
1 选取:
,
,
Baidu Nhomakorabea
,
。
S—爆破作业的面积，由开挖断面图可知，IV 级围岩开挖断面 ，
上台阶 断面积为
， 中台阶 断面积
，下
台阶断面积
；仰拱断面积
。
—系数，根据表 4-3 取值，选取时要综合考虑各类炮眼,上台阶取 0.43 ；
—药卷的炸药质量，2 号岩石铵梯炸药的每米质量见表 4-2；本 工程中取 0.78 ；
隧道爆破设计计算
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4.3 Ⅳ级围岩爆破设计
4.3.1.1 工程概况 大瑶山隧道位于广东省乐昌市的庆云镇至两江镇的九峰河，隧道全长 10331m，隧道以碳酸盐岩和碎屑岩为主，隧道内考虑到断裂带、部分浅埋段岩 2 体风化、破碎等，隧道围岩多为Ⅳ级。隧道穿越地区有断裂构造，围岩较为破 碎，裂缝较发育，断裂带附近易富水，岩溶水赋水性为中等，碎屑岩及浅变质 岩属含水丰富的基岩裂隙水含水层，所以地下水较发育。隧道断面设计为马蹄 型，跨度 B=14.22m，高为 H=11.93m。 4.3.1.2 爆破方案选择
根据上式计算得出，上台阶炮眼数为 N1 109 个，中台阶炮眼数为 N2 102 个，下台阶炮眼数为 N3 94 个，仰拱炮眼数为 N4 25 个。
表 4-1 隧道爆破单位耗药量（
）
围岩类别
开挖部位和掘进断
ⅣⅤ
ⅢⅣ
ⅡⅢ
I
面积/
4—6
1.5
1.8
2.3
2.9
7—9
1.3
1.6
2.0
2.5
10—
1.2
1.5
(2)每循环炮眼深度 本隧道工程 初步拟定月掘 进循坏进尺为 85m，每掘进循环的计划进尺数 l 120282 2.1m，工程中炮眼利用率实取 0.91，由式（4-2）计算炮眼深 度得炮眼深度为 2.35m。
(4-2)
实际取炮眼深度为 2.4m，每循环进尺为l 2.40.912.18m。一般深掏槽眼 较炮眼加深 0.15-0.25m。
4 个浅掏槽眼： 单孔装药卷数=0.5×1.2÷0.2=3 卷 单孔装药量=3×0.15=0.45kg 换算为 2 号岩石乳化炸药： 单孔装药量=0.45×1.1=0.495kg 单孔装药卷数=0.495÷0.15=3.3 卷 实际取 3.5 卷，则单孔装药量为 3.5×0.15=0.525kg 6 个深掏槽眼： 单孔装药卷数=0.5×2.6÷0.2=6.5 卷 单孔装药量=6.5×0.15=0.975kg 换算为 2 号岩石乳化炸药： 单孔装药量=0.975×1.1=1.0725kg 单孔装药卷数=1.0725÷0.15=7.15 卷 实际取 7.5 卷，则单孔装药量为 7.5×0.15=1.125kg 41 个辅助眼： 单孔装药卷数=0.4×2.4÷0.2=4.8 卷 单孔装药量=4.8×0.15=0.72kg 换算为 2 号岩石乳化炸药： 单孔装药量=0.72×1.1=0.792kg 单孔装药卷数=0.792÷0.15=5.28 卷 实际取 5.5 卷，则单孔装药量为 5.5×0.15=0.825kg 58 个周边眼： 单孔装药卷数=0.35×2.4÷0.2=4.2 卷 单孔装药量=4.2×0.15=0.63kg 换算为 2 号岩石乳化炸药： 单孔装药量=0.63×1.1=0.693kg 单孔装药卷数=0.693÷0.15=4.62 卷
为了保证隧道的开挖质量，又能加快施工速度，缩短工期，故 IV 级围岩实 施爆破区段采用上、中、下三台阶开挖的光面爆破方案，由于围岩较为破碎， 所以采用段台阶法，实现及早支护封闭。由于采用三台阶的开挖方法，所以每 循坏进尺的爆破工作都要分成三部分完成的。对于一个开挖断面，先对上台阶 进行爆破开挖、出渣，当上台阶向前开挖推进一定距离后，再对中、下进行爆 破作业，应尽量减少相邻两个工作面之间施工相互干扰。每月施工 28 天，采用 2 班循环掘进平行作业，月掘进计划进尺为 120m。
(3)炮孔直径 由于地下水量较发育，因此选用 2 号岩石乳化炸药，其药卷直径为 32mm，药卷长度为 200mm，每卷装药质量为 0.15kg。炮孔直径的选择要考虑 对填装炸药，钻眼速度和爆破效果的影响，还有兼顾施工单位的现有设备，故 本工程中炮孔直径确定为 42mm。 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢4
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(4)炮眼间距和排距
①掏槽眼
本隧道开挖断面较大，所以选用复式楔形掏槽，上台阶共布置 10 个掏槽 眼，其中深掏槽眼 6 个，孔深在原设计孔深的基础上加深 0.2m，故深掏槽眼深 度为 2.6m；浅掏槽眼 4 个孔深为 1.2m。
②周边眼
本隧道采用光面爆破，周边眼间距取 500mm，最小抵抗线为 600mm，光 爆孔密集系数为 0.83，周边眼向外倾斜，距开挖轮廓线为 100m。上台阶轮廓线 总长为 28.68m，故周边眼数目为 N2=28.68÷0.5=57.36 个，实际取 58 个。
计算得总装药量 Q= 1.0 36.6 2.4 0.91= 79.9kg。本隧道用 2 号岩石
乳化炸药，根据 2 号岩石乳化炸药的换算系数
则一个循环 2 号岩石乳化
炸药总装药量为 79.9 1.1 87.9kg。
②单孔装药量
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根据表 4-1 可知，掏槽眼装药系数为 0.5 ，辅助眼装药系数为 0.4 ，周 边眼装药系数为0.4 ，为保证光爆效果，周边眼装药系数实取 0.35。单孔装药 量，装药卷数与装药系数、炮孔深度和药卷长度及质量有关。具体计算如下：
③辅助眼
为减少钻眼量，加快施工进度，辅助眼间距适当的加大，所以工程中辅助 眼间距实取 770mm，共布置 N3=109-10-58=41 个辅助眼。
(5)装药量计算
①总装药量
总装药量可以由下式（4-3）进行计算
Q qV
式中： q ——2 号岩石铵梯炸药的单位耗药量，工程中 q 取 1.0；
V ——每循坏进尺爆破的岩石量；
1.8
2.25
单自由面
1.2
1.4
1.7
2.1
12
1.2
1.3
1.6
2.0
13—
1.1
1.4
15
16—
20 40—
43
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多自由面
扩大挖
0.6
0.74
0.95
1.2
底
0.52
0.62
0.79
1.0
药卷直径 (kg/m)
炮眼名称 掏槽眼 辅助眼 周边眼