隧道爆破讲义

隧道爆破讲义

如果只要求把岩石炸出来，事情就简单多了，一是增加每个掏槽眼的药量；二是增加掏槽眼的层数。但我们的目前工作既要讲究爆破质量，爆破后的轮廓线的圆顺，没有超欠挖，岩石大块率小)，还要讲究施工安全（减少对围岩的扰动，尽力避免二次补炮，此外还要讲究进尺和效益（即合理的布孔，最佳的药量匹配和最理想的起爆网络），总而言之是以最短的时间，最少的投入，达到最佳的效果。这样，就需要从炮孔设计，岩石单耗的确定，钻孔的质量（角度、间距、深度）。起爆网络顺序及连接，炮孔堵塞等各个环节科学、规范地的去操作，而且它们之间是环环相扣，哪一个环节出了问题都将会影响爆破的效果。出现超欠挖、局部拒爆或者炮根留的太多等不良效果。

1.1布眼

按炮眼作用的不同，多为掏槽眼、辅助眼、周边眼。掏槽眼是为辅助眼创造第二个自由面，辅助眼是为了进一步扩大掏槽眼体积，周边眼是为了保证开挖的断面和形状。

1.1.1掏槽眼

掏槽眼一般布臵在开挖断面的中部或下部，眼底位于同一平面上，且以中点或中线对称布臵。若掌子面岩层层理发育时，炮眼应尽量垂直于岩层层理面，小型断面的掏槽眼数一般为4~6个，大型断面根据开挖方式不同确定掏槽眼层数、部位、数量。掏槽眼比其它炮眼加深10～15％，装药量也增加20%左右。

常用掏槽方式有锥形掏槽、楔形掏槽、桶形掏槽、螺旋掏槽和混合掏槽。

1.1.1.1锥形掏槽

各掏槽眼以相等角度向工作面中心轴线倾斜，眼底趋于集中但不贯通，爆破后形成锥形槽，眼数3~6个，正锥形掏槽多用于平洞，圆锥掏槽多用于竖井，有关系数见下表：

图1-1 锥形掏槽眼

ａ-三角锥形ｂ-正角锥形ｃ-圆锥形

1.1.1.2楔形掏槽

由两排相对称得倾斜炮眼组成，爆破后形成楔形槽，又分为垂直楔形槽和水平楔形掏槽。楔形掏槽常用于中硬以上均质岩石，且巷道断面大于14㎡，当巷道岩层呈水平层理或高度大、宽度窄时用水平楔形掏槽，每对掏槽眼距离0.2～0.6ｍ，掏槽眼与工作面交角为55°～75°，眼底距离10～20ｃｍ。参数见下表：

ｂ

ａ

图1-2 楔形掏槽

ａ-垂直楔形掏槽； ｂ-水平楔形掏槽

1.1.2垂直掏槽（直线掏槽）

所有掏槽眼均垂直于掌子面，炮眼之间相距较近且保持互相平行，其中有一个或数个不装药的空眼，作为装药炮眼爆破时的辅助自由面。垂直掏槽眼有龟裂、桶形和螺旋形掏槽三种。

1.1.

2.1桶形掏槽（角柱形掏槽）

各掏槽眼互相平行且呈规则布臵（多为对称），空眼直径可与装药眼相同，也可采用75～100ｍｍ大直径空眼，以便增强自由面的作用。因其掏槽眼体积大，在中硬岩中使用较为普遍，具体见下图：

1-3龟裂掏槽和桶形掏槽 ａ-龟裂掏槽 ｂ-桶形掏槽

图1-4 大直径空孔桶形掏槽

－装药眼 －空眼 1、2、3、4起爆顺序

ａ

ｂ

图1-5桶形掏槽的几种变形

1.1.

2.2螺旋形掏槽

各装药眼至空眼的距离依次递增，呈螺旋线布臵，并由近及远顺序起爆，能充分利用自由面，扩大掏槽效果。

a、小直径空眼螺旋形掏槽：

图1-6小直径空眼螺旋掏槽

空眼一般只用一个，遇到坚韧难爆的岩石时，可以增加一、二个空眼，如虚线所示，该类掏槽爆破后往往在槽中存留下被压实的岩碴，影响辅助眼的爆破效果，为了克服这一缺点，常将空眼比装药眼加长300～500ｍｍ，并在眼底装入200～300ｇ炸药，然后堵塞10～20ｃｍ。待所有掏槽眼爆破后，紧接着反向起爆，以利抛碴，各装药眼与空眼间的间距L1＝（1～1.8）ｄ；L2＝（2～

3.5）ｄ；L3＝（3～

4.5）ｄ；L4＝（4～

5.5）ｄ。

b、大直径空眼螺旋形掏槽（见下图）

c 、五大孔掏槽（参数见小表）

图1-8掏槽炮孔布臵图

7

6

图1-7大孔直径空眼螺旋掏槽

1.1.

2.3混合掏槽

图1-9混合掏槽

ａ――桶形与锥形混合ｂ――复式楔形掏槽是指两种以上的掏槽方式混合使用。

当断面较大时，可采用复式楔形掏槽。当岩石特别坚硬时，可采用桶形与锥形混合掏槽。

垂直掏槽与倾斜掏槽相比，其优点是眼深不受断面限制，可进行较深炮眼的爆破，因此可加大循环进尺，掏槽体积里外大小较一致，因而相邻炮眼的最小抵抗线里外也较一致，使爆破后的

石块块度均匀，不会抛掷太远，爆堆集中在掌子面附近，有利于装碴，其缺点是掏槽眼数较多；掏槽体积小；装药眼和空眼的间距不能太大，且需要互相平行；要求钻工要有较高钻眼技术，钻眼角度、深度均不得出现偏差。

通过上面的介绍，我想大家应该有一个认识，现在施工的单线隧道垂直掏槽要优于其它掏槽，但因钻眼设计或施工人员的习惯、技术的熟练程度等原因，目前多采用楔形掏槽，从效果来看，存在以下问题：

一是左右侧炮眼开口距离太大，形成大的锅底、断面小，侵占了辅助眼和周边眼的位臵。上面说过，岩石越硬，角度应越小，有利于楔子的拔出。

二是左右侧炮眼不对称，掏槽碴体没有沿隧道边轴线抛出影响掏槽效果。

三是眼底不在同一平面，且距离不同，没有控制在10～20ｃｍ左右。

四是炮口没有堵塞，炸药能量有相当一部分从炮口冲出，真正发挥的作用的与装入的量不相等造成浪费。加上有的3～4层掏槽更是加大炸药使用量。

五是担心岩石太硬掏不出来槽，且进尺大时，用复式楔形掏槽逐渐加深掏槽眼深度，加大掏槽眼角度，直至到超出其它眼的20ｃｍ左右。如图：

图1-10 三层楔形掏槽眼示意图 图1-11四层楔形掏槽眼示意图 （图中ｈ０、ｈ１、ｈ２均为炮 （图中1-12表示起爆顺序） 孔底至自由面的垂直线）

六是为保证掏槽爆破效果，应尽量减少钻眼的偏差，并采用毫秒延期雷管爆破，各对楔形掏槽眼之间延期时间应为100毫秒左右。

七是岩石坚硬楔形掏槽眼困难时，也可在楔形掏槽眼上下中间部位各加一个掏槽眼，且向楔形中央倾斜。如图：

1.1.3周边眼和辅助眼

周边眼的眼底要朝隧道轮廓线方向倾斜。当岩层坚硬时，眼底要稍微超出轮廓线位臵，一般在10ｃｍ以内。当岩石松动时，眼底距轮廓线距离要相应的减小，甚至与眼口相同。周边眼间距一般40～70ｃｍ左右。石质越差间距越小。起拱线位臵，炮眼要适当加密，这样才能满足隧道断面尺寸和轮廓满足设计要求。 辅助眼要根据设计的炮眼数目，均匀的布臵在掏槽眼与周边眼之间的范围内。一是炮眼要垂直掌子面；二是要呈梅花型分布。三是楔（锥）形掏槽的辅助眼与工作面角度应逐渐、均匀加大，直至垂直。

1.1.4底眼

要适当减小眼底间距（一般为0.5～0.6ｍ），并使钻眼方向朝底板下方有一定的倾斜角度，在软岩中倾角可小些。在硬岩倾角可大些，一般眼底低于底板10～15ｃｍ，此外要比辅助眼增加装药量，堵塞长度至少20ｃｍ以上。若向下倾斜角度不够或装药不足，爆破后会造成底板欠挖出现“底坎”，不仅不能保证断面尺寸，同时也将影响下一循环钻眼及装碴。

1.1.5光面爆破

光面爆破不仅可以得到一个光滑的岩面，保证开挖断面尺寸，同时也可以减少支护工程量。但更主要的是减少对周围岩石的扰动和产生裂隙，保证工程本体安全和施工安全。越是石质差，

图1-12 坚硬岩石掏槽眼示意图