隧道光面爆破设计案例重点分析.ppt

爆破设计的顺序 1分析岩性和隧道断面→2确定开挖方法→3确定开挖进尺→4爆破器材选择→5掏槽眼设计→6周边眼设计→7二圈眼设计→8掘进眼设计→9底板眼设计→10各类孔药量分配→11总药量和总眼数核对→12爆破网络设计→13参数现场优化。 1、岩性分析和开挖方式选择 岩性分析：围岩主要以灰岩、白云岩为主，弱～微风化灰岩段为Ⅱ、Ⅲ级围岩，极限抗压强度60≤fr≤80，Ⅱ、Ⅲ级围岩段属于硬岩，爆破难度属难爆。 开挖方式选择：根据地质条件与断面情况，开挖方法主要采用台阶法开挖。各部参数为：上台阶高为7.0m，轮廓线弧长22.6m；下台阶高3m；仰拱最大高度1.7m。 2、确定最大炮孔深度 炮眼深度确定因素 炮孔深度受开挖断面大小的约束，炮孔过深，受岩石的夹制作用大，残眼率高，炮孔利用率低。一般情况下，炮孔深度L取隧道高度（或宽度）的0.5～0.7倍（取值按高度或宽度的小值计算）。 炮眼深度确定 上台阶最大钻孔深度L=0.5×7.0=3.5m 掏槽眼钻孔深度3.5m 周边眼、二圈眼和掘进眼3.2m 下台阶和仰拱也按3.2m眼深控制 3、爆破器材的选择 影响爆破效果的主要因素 炸药的安全性主要受炸药的耐热性和敏感度影响，但是敏感度过低，会使起爆能过大，容易发生拒爆现象，相反敏感度过高，则使用不安全； 在装药结构一定的情况下，爆破震动的大小主要受炸药的猛度和爆速影响，猛度和爆速越大，其炮轰波速度越大，震动越大； 爆力和爆速对岩体的破碎程度也有较大影响，爆力主要体现炸药爆破时对周边介质做功的大小，爆力越大，其爆破能越大； 爆破有害气体主要与炸药的成分有关，炸药特阻抗与岩体特阻抗的匹配系数对炸药的爆破功利用效率有较大影响，匹配系数越高，爆破功利用效率越高。 爆破器材的选择 为了取得良好的光面爆破效果，一般选用安全效能高、敏感度适中、爆破有害气体少、低猛度、低爆速、高爆力、与岩体的匹配系数高的炸药。 在无水地段采用2号岩石硝铵炸药 地下水丰富地段采用2号岩石乳化炸药 导爆网络由塑料导爆管与非电毫秒雷管组成 4、掏槽眼设计 隧道开挖掏槽结构主要有楔形掏槽和直眼掏槽两种形式。 楔形掏槽有垂直楔形掏槽、水平楔形掏槽、爬眼等形式。如果爆破进尺要求较大时，在断面尺寸允许的情况下，采用多重楔形掏槽。 该隧道断面宽度13.8m，岩石极限抗压强度60≤fr≤80 MPa，岩石可爆性属难爆，根据现有情况，选用多重垂直楔形掏槽方式 。 表1 楔形掏槽参数表 垂直楔形掏槽 5、 周边眼设计 （1）周边眼间距和孔数 周边眼间距经验公式为E=10d～18d（d为孔径），围岩情况好，取大值，相反，取小值，根据现场隧道Ⅱ、Ⅲ级围岩的情况，周边眼间距取40～50cm。 取周边眼间距=45cm 则上台阶周边眼个数： N=L/E=22.6/0.45=50个。 （2）周边眼最小抵抗线 周边眼间距确定后，在Ⅱ、Ⅲ级围岩下，按炮眼密集度公式m= E/W=0.7～1.0，可得最小抵抗线W=50～75cm。断面跨度大，光爆眼所受到的夹制作用小，取较大值，相反，取小值，岩石强度高取小值，相反取大值。 周边眼最小抵抗线W=60cm （3）周边眼不耦合系数 光面爆破周边孔采用不耦合装药。 一般不耦合系数经验值为D=1.5～2.0。 现场钻孔孔径为d=42mm， 现场实际采用25mm得D=1.68 符合D=1.5～2.0的条件。 （4）周边孔装药结构 装药采用不耦合间隔装药结构（也可采用小药卷连续装药结构），因间隔距离超过殉爆距离等因素，一般用导爆索串联各药卷以加强传爆的稳定性，药卷采用φ25小药卷，孔底用半卷φ32药卷加强。 （5）周边孔单孔药量 计算单孔装药量，以kg/m表示。 式中：q—装药集中度，kg/m； k—单位体积耗药量，kg/m3，试验得1.6 kg/m3； e—炸药换算系数，e=320/B； B—炸药的爆力，ml,对岩石硝铵炸药B=320; w—最小抵抗线，m； 计算得：q=0.33×1×1.6×0.6×0.6=0.191kg/m 单孔药量：QK=q×L=0.191×3.2=0.611kg 围岩情况取值范围见表2 （6）周边眼爆破死角处理 上台阶周边眼与底板眼连接部夹角小，爆破时，夹制作用大，在角隅处减少药量，将周边眼间距适当加密，并最后起爆。 6、二圈眼设计 二圈眼爆破质量的好坏直接影响光面爆破的效果，二圈眼间距按不小于周边眼的抵抗线考虑。在本断面中，二圈眼的间距取a=60～80cm，抵抗线取80cm，上台阶孔数可按下式计算。 7、掘进眼 掘进眼布置主要是确定炮眼间距和最小抵抗线，炮眼间距和最小抵抗线大小的选取由岩石的坚硬程度和炮眼深度确定。 抵抗线W与炮眼深度L的关系式为： W=（0.2～0.5）L 在硬岩中，炮眼越深，取较