隧道钻爆设计方案讲解

巴达高速BD34标

江陵（青凤）互通立交连接线

隧

道

钻

爆

设

计

方

案

巴达高速BD34标项目经理部

2013年3月1日隧道开挖钻爆设计方案

第一节、编制依据、目的、原则

1、编制依据

（1）招投标文件及相关施工要求；

（2）隧道施工设计图及相关参考通用图；

（3）《公路隧道钻爆法施工工序及作业指南》；

（4）《爆破安全规程实施手册》；

（5）爆破安全规程（GB 6722-2003）；

2、编制目的及适用范围

钻爆作业是隧道施工控制工期、保证开挖轮廓的关键。为了充分发挥围岩的自承能力，减轻对围岩的振动破坏，隧道采用微振控制爆破技术，同时开挖面周边采用光面爆破，并根据围岩情况及时修正爆破参数，减少超欠挖，以达到最佳爆破效果，形成整齐圆顺的开挖轮廓线。

本钻爆设计适用于巴达高速BD34标段内隧道开挖Ⅳ、Ⅴ级围岩内所采用的台阶法加环形开挖预留核心土开挖法钻爆施工。

3、编制原则

（1）炮孔布置要适合人工钻孔；

（2）提高炸药能量利用率，以减少炸药用量；

（3）减少对围岩的破坏，周边采用光面爆破，控制好开挖轮廓；

（4）控制好起爆顺序，提高爆破效果；

（5）除非围岩破碎，节理发育等不良地质外，开挖断面周边一律进行光面爆破；

第二节、施工程序

针对本标段内隧道地质情况和设计要求，隧道开挖钻爆开挖主要施工流程图如下：

第三节、施工方法与钻爆设计

一、施工相关材料及参数

（1）爆破器材选用

爆破器材选用采用塑料导爆管、导爆索、毫秒雷管起爆系统，毫秒雷管采用15段位毫秒雷管，引爆采用电雷管。炸药采用乳化炸药，选用φ25、φ32两种规格，其中周边眼使用φ25药卷，掏槽眼、掘进眼使用φ32药卷。

（2）炮眼布置

隧道洞口段明挖钻孔采用潜孔钻机钻孔，洞身内采用YT28气腿钻钻孔，采用φ42钻头，成孔直径为φ50。根据设计要求及现场地质情况，洞门段明挖采用梯段爆破，洞身Ⅳ、Ⅴ级围岩台阶法及预留核心土开挖采用斜眼掏槽，下台阶和仰拱开挖按露天台阶爆破原则进行设计。

（3）设计方法

本钻爆设计主要针对不同开挖方法与相应围岩进行爆破参数确定。Ⅳ按台阶法进行设计、Ⅴ级按预留核心土开挖法进行钻爆设计和布孔装药爆破。

二、钻爆设计

为减轻爆破时对围岩的扰动，周边眼采用多钻眼少装药等措施，并采用导爆管串装药结构，孔口堵塞长度不小于40cm。钻爆作业时, 根据现场实际地质条件及时修正爆破参数,以期达到最佳爆破效果。

1、洞口段明挖

隧道洞口段明挖与路堑开挖一起进行，隧道进、出口开挖长度、宽度、高度根据设计要求确定，开挖边坡坡比为满足设计要求，对隧道洞口段采用梯段爆破，实施小型松动控制爆破，边坡采用预裂爆破，预裂孔一次成形，爆破孔采用分层梯段爆破，分层高度为最大为6.0m。1）设计原则

（1）开挖爆破孔深度小于等于6m为浅孔，开挖爆破孔深度大于6m为深孔。

（2）为保证安全，飞石要尽可能控制在20m以内。

（3）为减少对周边结构物的爆破震动效应，采用边坡预裂微差起爆技术，严格控制单响药量。

（4）选择合理的孔网参数及施工处理技术，以取得良好的爆破效果。

2）设计原则

（1）主爆孔参数设计

a、台阶高度H、孔距a、排距b的取值：

由于隧道明洞段地质岩层为粉质黏土、全风化、强风化及弱风化粉砂岩等破碎围岩，爆破压力波可能窜孔，削弱爆破效果，采取小药量、密集孔方式。主爆破孔采用φ78mm液压钻钻孔。

炮孔间距：

炮孔密集系数（取值0.7）

前排底盘抵抗线(取20～40倍D)，取2.0m

（7～）～2.8；取2.0

炮孔排距：根据经验公式，取

b、超钻深度取值：

为使爆破后的堑底不留岩坎，钻孔超钻深度取值h=（0.05～0.15）W。

c、钻孔深度：L=H+h，本设计内取6.3m。

d、单位体积耗药量q取值：

本段岩石为风化、全风化砂岩，属于软岩，岩石单轴饱和抗压强度Rc为15≥Rc＞5。依据经验，一般取值q=0.3～0.5Kg/m3。现取q=0.4Kg/m3。

e、装药量计算：（采用体积公式计算）

Q前排=q a w H=9.6kg

Q以后各排= q a b H=8.6kg

式中:q——单位炸药消耗量，kg/m3（根据经验值取0.4kg/m3）

a——孔距，米

b——排距，米

W——前排底盘抵抗线，米(取20～40倍D)

H——台阶高度，米（计算取值不含超钻深度）

f、装药长度L1：L1=Q/q1

q1—每m 药包的重量，查表q1=2.0kg/m（采用50mm乳化炸药）；

则L1=8.6/2.0=4.3m。

堵塞长度L2： L2=H-L1=2.0m。

根据计算，本爆破设计开挖主爆孔相关参数确定为：台阶高度H选6m，超钻孔深度h为0.3m，钻孔深度L为6.3m，前排底盘抵抗线Ｗ距离为2.0m，孔距a取2.0，孔排距b取1.8m，

单孔装药8.6kg，堵塞长度2.0m，装药长度4.3m，装药结构为连续集中装药。

（2）边坡预裂孔参数设计

边坡预裂爆破孔采用YT28气腿钻钻孔，钻也采用φ42mm钻头，成孔后孔径D为φ50mm。开挖边坡坡比为1:0.75～1：1.25控制；

a、炮孔间距a据经验公式：a=(7～12)D；

a=50×(7～12)=350～600mm;选用a=50cm。

b、不偶合系数D/d； D/d=2～5

D-钻孔直径，500mm（成孔）；

d-药卷直径，选用药卷直径250mm；

D/d=500/250=2.0

c、线装药密度Qx；根据经验公式：

Qx=0.188aσ0.5

a-为孔间距，取50cm；

σ-岩石极限抗压强度，本段内隧道选用300kgf/cm2。

Qx=0.188×50×300×0.5×100=1438.2g/m；底部加强装药2～3倍；

其中：岩石极限抗压强度σ-1kgf/cm2=1kg*9.8/0.0001m2

d、单孔装药量 Qxα=150×6×αkg=0.927kg，底部加强装药，则单孔装药量取1.05kg。

e、装药长度L1：L1=Q/q1 q1—每m 药包的重量，查表q1=0.75kg/m

则L1=1.05/0.75=1.4m，

堵塞长度L2：L2=H-L1=4.6m。

（3）底板保护层爆破

底板保护层采用YT28手风钻钻垂直孔，一次爆除，孔径，爆破参数如下：

a、钻孔高度H：采用典型断面H=1.5m；

b、最小抵抗线：

系数，一般用，选用

钻孔直径，

，取；

c、炮孔深度：根据经验公式，因考虑底部加柔性