软弱围岩隧道爆破施工技术方案(完成)

软弱围岩隧道爆破施工技术方案

本文主要介绍了在软弱围岩地段隧道爆破施工技术，分析了光面爆破设计及安全施工对策，并对钻爆法的设计施工组织为同类工程提供参考。一、软弱围岩隧道爆破开挖方案确定隧道严格按新奥法原理组织施工，施工原则为“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测”的原则。

在开挖过程中应根据围岩类别（或级别）选用合理的爆破参数和掏槽形式、爆破材料、起爆方式、装药结构及堵塞材料，尽量减小爆破对围岩和邻近洞室的扰动和破坏，严格控制超欠挖和爆破震动速度，充分保护围岩的自承能力。前一洞室爆破对相邻洞室爆破震动速度的影响应控制在

5cm/s 之内。

二、钻爆设计

2.1 钻爆设计方案

总的设计思想是拱部采用光面爆破,边墙采用预裂爆破, 核心采用控制爆破，掏槽采用抛掷爆破的综合控制爆破技术。根据开挖方法分别采用半断面及全断面两种爆破方式，采用非电毫秒雷管爆破网路。对V级和W级围岩采用半断面台阶方式爆破，为减轻爆破对围岩的扰动，开挖断面采用多段位非电雷管进行网路设计。

2.2 掏槽眼爆破设计

光面爆破作为一项较为先进的控制爆破技术，在其掏槽眼、辅助眼和周边眼中，掏槽眼的主要作用是爆破出新的自由面，为其他炮眼创造有利的爆破条件；辅助眼的作用是进一步扩大和延伸掏槽的范围；周边眼的作用是控制隧道断面规格形状。因此，掏槽成败是光面爆破的关键，它不仅影响周边眼的爆破，而且关系到进尺长短。掏槽形式基本上有直眼掏槽和斜眼掏槽两大类。

2.2.1 直眼掏槽

直眼掏槽的特点是掏槽眼都垂直于工作面，其中几个炮眼为空眼，为装药炮眼碎胀提供所需空间。直眼掏槽要求钻孔密度大，精度高，一般还需要大临空孔，作业时间长。

2.2.2 斜眼掏槽

斜眼掏槽的特点是掏槽眼与自由面斜交，其优点是所需掏槽眼数量较少，易将被破碎的岩石抛出。在隧道光面爆破中运用较多的是楔形掏槽和锥形掏槽，楔形掏槽的炮眼分为两组，线型对称分布，眼底也同样对称分布于该对称轴，炮眼间距为

0.25 m〜0.6 m,倾斜度为60。〜70。，掏槽眼数为2个〜10个，掏槽眼深为1.8

m〜2.6 m,适用于中硬岩石、断面积40vm以上的隧道，合理进尺为1.5 m〜2.2 m;

锥形掏槽的炮眼则以相同的角度向眼底集中，此种掏槽方法一般适用于较硬或急倾

斜岩层、隧道断面4卅以上导坑开挖。

2.2.3组合斜眼掏槽设计

对W级围岩软弱粉砂岩，采用组合式斜眼掏槽，效果显著，设计图如“图4-1 ”:

根据现场围岩级别采用直眼掏槽、斜眼掏槽混合使用。眼深小于2m时采用斜眼掏槽。长用炮泥进行堵塞

2.3内圈眼爆破层厚度确定

在风化、破碎较严重的地质条件下，宜采用光面爆破或轮廓线钻眼法，或者预留光面层光面爆破开挖修边。

辅助眼

周边眼

图4-1钻爆设计图

2.4底板眼钻爆要求

2.4.1 减少爆破产生的地震强度

将底板眼分成几段分开起爆，这样能减少底板眼同段起爆，共同作用的炸药量,

改变了底板眼抵抗线的方向，实际上缩小了底板眼的抵抗线，从而可以减小底板眼爆破产生的地震强度。

2.4.2 起爆顺序

起爆顺序：

掏槽眼一掘进眼一内圈眼一底板眼一周边眼。

2.4.3选择雷管注意事项

选择雷管段号时注意三点：

⑴、合理的段间隔时间

⑵、同一段炮眼的装药量应小于最大单段的允许装药量;

⑶、前一段的爆破要尽量为后段爆破创造良好的临空面。

2.5爆破参数的选择

通过对爆破试验确定爆破参数，光面爆破参数表总结如表 4 - 1:

表4- 1光面爆破参数表

⑴、软岩隧道采用光面爆破的相对距离（E/W）宜采用表中的最小值。

⑵、装药集中度（q）按照2号岩石硝铵炸药考虑，当采用其它炸药时应进行换填，换算指标主要是猛度和爆力（平均值）。按下式计算：

/ 1 2号岩石炸药猛度丄2号岩石炸药爆力、

K 二一（十

2 换算炸药猛度还算炸药爆力

⑶、采用光面爆破时，爆破振动速度应控制在：中硬岩15cm/s，软岩5cm/s

要求爆破的振动速度是根据离开挖工作面1〜2倍洞跨处实测得的，它可以用速度

传感器将所得的信号通过测震仪放大，在光线示波器记录得到。光面爆破以后，开挖岩面上不应该有明显的爆震裂缝。

2.6软弱围岩光面爆破器材的选择

⑴、掏槽眼、掘进眼选用乳化炸药。

⑵、周边眼选用低爆速、低密度、高爆力、小直径、传爆性好的光爆炸药。

⑶、起爆雷管选用分段微差非电毫秒雷管。分段微差爆破中，各相邻段间的爆破间隔时间的选择十分重要，间隔越长，振动信号越不易叠加，但爆破效果差，不利于进度和质量控制；反之，信号叠加范围越大，但不利于降低振动速度，借鉴以往经验，采用相邻两段间爆破间隔时间大于

50ms的非电毫秒雷管，以大大减少震

动波的叠加而不产生较大的地震动。

采用国产的非电塑料导爆系统是一种安全可靠、操作方便的新型起爆系统。我国大瑶山隧道长14.3Km,在施工过程中采用非电导爆系统使用，未发生过因爆炸而

发生的安全伤亡事故。

2 3 4 5

图4 — 2起爆管构造图

表

-国产光面爆破炸药统计表

炸药名称

药卷直径

(mm

炸药密度 (g/cm 3)

炸药爆速 (m/s )

EL — 102乳化

油

20 1.05 〜1.30

3500 2号

22 1 2100〜3000 3号

22

1

1600〜1800

2.7周边眼参数选用及钻眼要求 2.7.1周边眼参数的选用

周边眼参数经验计算公式： 间距：

E=(8 〜12)d

式中d ——为炮眼直径(cm ); 抵抗线：

W=( 1.0 〜1.5 ) E,cm

装药集中度：q = 0.04〜0.19Kg/m.在具体的施工设计过程中，

要考虑以下几点:

⑴、当断面较小或围岩软弱或在曲线、折线处开挖成形要求较高时，周边炮眼 间距E 应取较小值。

⑵、抵抗线 W 应小于周边眼间距。软岩在取较小的周边眼间距时，抵抗线应适 当增大； ⑶、对于软岩或破碎性围岩，周边眼的相对距应取较小值。

2.7.2 周边炮眼的布置及钻眼要求

(1) 、周边炮眼沿设计开挖轮廓线布置，沿隧道设计轮廓线的炮眼间距误差不

大于5cm ；

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6.迹期侑

7.皆口陽 A.导爆ff