第五章 隧道爆破施工技术
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第五章 隧道爆破施工技术
隧道(tunnel)是人们利
用地下空间的一种形式，
被广泛应用于铁路、公路、
水利、水电、矿山、市政、 人防等部门，在国民经济 建设中起着重要的作用。
八达岭高速公路 山羊洼二号隧道光面爆破
目前，钻爆法(drilling blast method) 由于对地质条件适应性强、开挖成本低， 特别适合于坚硬岩石隧道、破碎岩石隧道 及大量短隧道的施工。钻爆法仍是隧道掘
表5-1 垂直楔形掏槽爆破参数 围岩类别 α （°） 斜度比 a(cm) b(cm) 炮眼数量（个）
Ⅲ类以下 Ⅳ类 Ⅴ类 Ⅵ类
70～80 75～80 70～75 55～70
1:0.27～1:0.18 1:0.27～1:0.18 1:0.37～1:0.27 1:0.47～1:0.37
70～80 60～70 50～60 30～50
1.掏槽眼(cut hole)。针对隧道开挖爆破只有一
个临空面的特点，为提高爆破效果，宜先在开挖 断面的适当位臵（一般在中央偏下部)布臵几个装 药量较多的炮眼,如图5-1中的1#炮眼。其作用是 先在开挖面上炸出一个槽腔，为后续炮眼的爆破
创造新的临空面。
2.辅助眼(reliever)。位于掏槽眼与周边眼
眼数（个）
Ⅲ类以下 Ⅳ类 Ⅴ类 Ⅵ类
70 68 65 60
100 90 80 70
3 4 5 6
直眼掏槽
直眼掏槽(cylinder cut)由若干个垂直于开挖
之间的炮眼称为辅助眼。如图5-1中的2#炮眼。其
作用是扩大掏槽眼炸出的槽腔，为周边眼爆破创 造临空面。
3.周边眼(perimeter hole)。沿隧道周边布
臵的炮眼称为周边眼。如图5-1中的3#、4#、5#
炮眼，其作用是炸出较平整的隧道断面轮廓。按
其所在位臵的不同，又可分为帮眼（3#眼）、顶
眼（4#眼）、底眼（5#眼）。
爆破的关键是掏槽眼和周边眼的爆破，掏槽 眼为辅助眼和周边眼的爆破创造了有利条件，
直接影响循环进尺和掘进效果；周边眼关系
到隧道开挖边界的超欠挖和对周围围岩的影
响。
二、掏槽形式和参数 掏槽效果的好坏，直接影响整个隧道爆破的成 败。根据掏槽眼与开挖面的关系、掏槽眼的布臵方
式、掏槽深度以及装药起爆顺序的不同，可将掏槽
器材等做好钻爆设计。合理地确定炮眼布臵、数目、
深度和角度、装药量和装药结构、起爆方法、起爆
顺序，安排好循环作业等，以正确指导钻爆施工，
达到预期的效果。
一、炮眼的种类和作用
隧道开挖爆破的炮眼数目，与隧道断面
的大小有关，多在几十至数百范围内。炮眼 类型按其所在位臵、爆破作用、布臵方式和
有关参数的不同可分为如下几种：
方式分为如下几类:
斜眼掏槽 斜眼掏槽（incline cut）的特点是掏槽眼与 开挖断面斜交，它的种类很多，如锥形掏槽、爬 眼掏槽、各种楔形掏槽、单斜式掏槽等。隧道爆
破中常用的是垂直楔形掏槽和锥形掏槽。
(1)垂直楔形掏槽（vertical wedge cut）。 掏槽眼水平成对布臵（图5—1），爆破后将炸出 楔形槽口。炮眼与开挖面间的夹角α、上下两对 炮眼的间距a和同一平面上一对掏槽眼眼底的距离 b，是影响此种掏槽爆破效果的重要因素，这些参 数随围岩类别的不同而有所不同。表5-1列出一些 经验数据供参考。
30 30 25 20
4 4～6 6 6
(2)锥形掏槽(pyramidal cut)。这种炮眼呈角 锥形布臵，各掏槽眼以相等或近似相等的角度向工 作面中心轴线倾斜，眼底趋于集中，但互相并不贯 通，爆破后形成锥形槽。根据掏槽炮眼数目的不同 分为三角锥、四角锥、五角锥等。图5-2所示为四 角锥形掏槽，它常用于受岩层层理、节理、裂隙影 响较大的围岩。其有关参数见表5-2。
架、风管、水管、电线等，爆落岩石块度要均匀，便
于装碴运输。
4.由于隧道一般断面较大，造价昂贵，服务年限源自文库， 且维修和养护时常需中断、停止隧道的使用，这对 运营是很不利的，因此在施工中必须确保良好的工 程质量。
5.随着以新奥法为理论基础设计的隧道越来越
多，为充分利用围岩自承力，要求施工中尽量减少
爆破对围岩的扰动，确保围岩完整。
斜眼掏槽具有操作简单，精度要求较直眼掏槽
低，能按岩层的实际情况选择掏槽方式和掏槽角
度，易把岩石抛出，掏槽眼的数量少且炸药耗量
低等优点。但是， 眼深易受开挖断面尺寸的限
制，不易提高循环进尺(cycle length)，也不便
于多台凿岩机同时作业。
表5-2 锥形掏槽爆破参数
围岩类别
α（°）
a(cm)
加之它与支护、出碴运输等工作交替进行，致使爆
破工作面受到限制，增加了爆破的施工难度，必须
合理爆破施工，保证爆破循环的正常进行。
2 .爆破的临空面少，岩石的夹制作用大，耗药量
大，不能充分发挥爆破效果。
3.对钻眼爆破质量要求较高。既要使隧道方
向正确，满足精度要求；又要使爆破后隧道断面达到
设计标准，不能超挖过大。爆破时要预防飞石崩坏支
6.隧道爆破的施工方法、施工机具和设备的选择主 要取决于开挖断面的大小和隧道所处的山体位臵，此
外，变化复杂的围岩及围岩的结构、强度、松动程度、
耐风化性、初始地应力方向、隧道的跨度和地下水活
动情况对其也有较大的影响。
第一节 隧道爆破设计
岩石隧道开挖前，应根据工程地质条件、开挖 断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆破
进的主要手段。
虽然我国也在引进全断面隧道掘进机(tunnel boring machine)，但是根据我国的国情，钻爆法 与掘进机在相当长的时间内将同时并存和使用， 而且在隧道掘进机及高压射流等新的岩石开挖技 术进一步发展的同时，隧道爆破技术也会随着钻 孔机具的不断改进、爆破器材的日益发展而不断
进步。
爆破开挖(excavation by blasting)是以钻 孔、爆破工序为主，配以装运机械出碴，完 成隧道施工的方法，是建设隧道的主要工序， 它的成败与好坏直接影响到围岩的稳定及后 续工序的正常进行和施工速度，是隧道建设 非常重要的组成部分。
隧道爆破一般采用小孔径的钻眼爆破，其钻眼、装 药、堵塞、爆破等施工操作具有以下特点： 1.由于滴水、潮湿空气、照明、通风和洞内气 温、噪音、粉尘等的影响，钻眼爆破作业条件差；
隧道(tunnel)是人们利
用地下空间的一种形式，
被广泛应用于铁路、公路、
水利、水电、矿山、市政、 人防等部门，在国民经济 建设中起着重要的作用。
八达岭高速公路 山羊洼二号隧道光面爆破
目前，钻爆法(drilling blast method) 由于对地质条件适应性强、开挖成本低， 特别适合于坚硬岩石隧道、破碎岩石隧道 及大量短隧道的施工。钻爆法仍是隧道掘
表5-1 垂直楔形掏槽爆破参数 围岩类别 α （°） 斜度比 a(cm) b(cm) 炮眼数量（个）
Ⅲ类以下 Ⅳ类 Ⅴ类 Ⅵ类
70～80 75～80 70～75 55～70
1:0.27～1:0.18 1:0.27～1:0.18 1:0.37～1:0.27 1:0.47～1:0.37
70～80 60～70 50～60 30～50
1.掏槽眼(cut hole)。针对隧道开挖爆破只有一
个临空面的特点，为提高爆破效果，宜先在开挖 断面的适当位臵（一般在中央偏下部)布臵几个装 药量较多的炮眼,如图5-1中的1#炮眼。其作用是 先在开挖面上炸出一个槽腔，为后续炮眼的爆破
创造新的临空面。
2.辅助眼(reliever)。位于掏槽眼与周边眼
眼数（个）
Ⅲ类以下 Ⅳ类 Ⅴ类 Ⅵ类
70 68 65 60
100 90 80 70
3 4 5 6
直眼掏槽
直眼掏槽(cylinder cut)由若干个垂直于开挖
之间的炮眼称为辅助眼。如图5-1中的2#炮眼。其
作用是扩大掏槽眼炸出的槽腔，为周边眼爆破创 造临空面。
3.周边眼(perimeter hole)。沿隧道周边布
臵的炮眼称为周边眼。如图5-1中的3#、4#、5#
炮眼，其作用是炸出较平整的隧道断面轮廓。按
其所在位臵的不同，又可分为帮眼（3#眼）、顶
眼（4#眼）、底眼（5#眼）。
爆破的关键是掏槽眼和周边眼的爆破，掏槽 眼为辅助眼和周边眼的爆破创造了有利条件，
直接影响循环进尺和掘进效果；周边眼关系
到隧道开挖边界的超欠挖和对周围围岩的影
响。
二、掏槽形式和参数 掏槽效果的好坏，直接影响整个隧道爆破的成 败。根据掏槽眼与开挖面的关系、掏槽眼的布臵方
式、掏槽深度以及装药起爆顺序的不同，可将掏槽
器材等做好钻爆设计。合理地确定炮眼布臵、数目、
深度和角度、装药量和装药结构、起爆方法、起爆
顺序，安排好循环作业等，以正确指导钻爆施工，
达到预期的效果。
一、炮眼的种类和作用
隧道开挖爆破的炮眼数目，与隧道断面
的大小有关，多在几十至数百范围内。炮眼 类型按其所在位臵、爆破作用、布臵方式和
有关参数的不同可分为如下几种：
方式分为如下几类:
斜眼掏槽 斜眼掏槽（incline cut）的特点是掏槽眼与 开挖断面斜交，它的种类很多，如锥形掏槽、爬 眼掏槽、各种楔形掏槽、单斜式掏槽等。隧道爆
破中常用的是垂直楔形掏槽和锥形掏槽。
(1)垂直楔形掏槽（vertical wedge cut）。 掏槽眼水平成对布臵（图5—1），爆破后将炸出 楔形槽口。炮眼与开挖面间的夹角α、上下两对 炮眼的间距a和同一平面上一对掏槽眼眼底的距离 b，是影响此种掏槽爆破效果的重要因素，这些参 数随围岩类别的不同而有所不同。表5-1列出一些 经验数据供参考。
30 30 25 20
4 4～6 6 6
(2)锥形掏槽(pyramidal cut)。这种炮眼呈角 锥形布臵，各掏槽眼以相等或近似相等的角度向工 作面中心轴线倾斜，眼底趋于集中，但互相并不贯 通，爆破后形成锥形槽。根据掏槽炮眼数目的不同 分为三角锥、四角锥、五角锥等。图5-2所示为四 角锥形掏槽，它常用于受岩层层理、节理、裂隙影 响较大的围岩。其有关参数见表5-2。
架、风管、水管、电线等，爆落岩石块度要均匀，便
于装碴运输。
4.由于隧道一般断面较大，造价昂贵，服务年限源自文库， 且维修和养护时常需中断、停止隧道的使用，这对 运营是很不利的，因此在施工中必须确保良好的工 程质量。
5.随着以新奥法为理论基础设计的隧道越来越
多，为充分利用围岩自承力，要求施工中尽量减少
爆破对围岩的扰动，确保围岩完整。
斜眼掏槽具有操作简单，精度要求较直眼掏槽
低，能按岩层的实际情况选择掏槽方式和掏槽角
度，易把岩石抛出，掏槽眼的数量少且炸药耗量
低等优点。但是， 眼深易受开挖断面尺寸的限
制，不易提高循环进尺(cycle length)，也不便
于多台凿岩机同时作业。
表5-2 锥形掏槽爆破参数
围岩类别
α（°）
a(cm)
加之它与支护、出碴运输等工作交替进行，致使爆
破工作面受到限制，增加了爆破的施工难度，必须
合理爆破施工，保证爆破循环的正常进行。
2 .爆破的临空面少，岩石的夹制作用大，耗药量
大，不能充分发挥爆破效果。
3.对钻眼爆破质量要求较高。既要使隧道方
向正确，满足精度要求；又要使爆破后隧道断面达到
设计标准，不能超挖过大。爆破时要预防飞石崩坏支
6.隧道爆破的施工方法、施工机具和设备的选择主 要取决于开挖断面的大小和隧道所处的山体位臵，此
外，变化复杂的围岩及围岩的结构、强度、松动程度、
耐风化性、初始地应力方向、隧道的跨度和地下水活
动情况对其也有较大的影响。
第一节 隧道爆破设计
岩石隧道开挖前，应根据工程地质条件、开挖 断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆破
进的主要手段。
虽然我国也在引进全断面隧道掘进机(tunnel boring machine)，但是根据我国的国情，钻爆法 与掘进机在相当长的时间内将同时并存和使用， 而且在隧道掘进机及高压射流等新的岩石开挖技 术进一步发展的同时，隧道爆破技术也会随着钻 孔机具的不断改进、爆破器材的日益发展而不断
进步。
爆破开挖(excavation by blasting)是以钻 孔、爆破工序为主，配以装运机械出碴，完 成隧道施工的方法，是建设隧道的主要工序， 它的成败与好坏直接影响到围岩的稳定及后 续工序的正常进行和施工速度，是隧道建设 非常重要的组成部分。
隧道爆破一般采用小孔径的钻眼爆破，其钻眼、装 药、堵塞、爆破等施工操作具有以下特点： 1.由于滴水、潮湿空气、照明、通风和洞内气 温、噪音、粉尘等的影响，钻眼爆破作业条件差；