隧道爆破设计计算.docx

4.3 Ⅳ级围岩爆破设计 4.3.1.1 工程概况 大瑶山隧道位于广东省乐昌市的庆云镇至两江镇的九峰河，隧道全长10331m，隧道以碳酸盐岩和碎屑岩为主，隧道内考虑到断裂带、部分浅埋段岩体风化、破碎等，隧道围岩多为Ⅳ级。隧道穿越地区有断裂构造，围岩较为破碎，裂缝较发育，断裂带附近易富水，岩溶水赋水性为中等，碎屑岩及浅变质岩属含水丰富的基岩裂隙水含水层2 ，所以地下水较发育。隧道断面设计为马蹄型，跨度 B=14.22m，高为 H=11.93m。 4.3.1.2 爆破方案选择 为了保证隧道的开挖质量，又能加快施工速度，缩短工期，故 IV 级围岩实施爆破区段采用上、中、下三台阶开挖的光面爆破方案，由于围岩较为破碎，所以采用段台阶法，实现及早支护封闭。由于采用三台阶的开挖方法，所以每循坏进尺的爆破工作都要分成三部分完成的。对于一个开挖断面，先对上台阶进行爆破开挖、出渣，当上台阶向前开挖推进一定距离后，再对中、下进行爆破作业，应尽量减少相邻两个工作面之间施工相互干扰。每月施工 28 天，采用 2 班循环掘进平行作业，月掘进计划进尺为120m。 4.3.1.3 爆破参数选择 (一)上台阶参数计算 (1)炮眼数 N 断面炮眼数是受多个因素限制，它和爆破作业面积、围岩等级等因素有关。炮眼 数目 N 可根据式（4-1）计算得出 ： N=qSτγ (4-1) 式中，q—炸药消耗量，一般取 1.2~2.4 kgm3实际根据表 4-1 选取: q1= 1.0, q2=0.74, q3=0.74, q4=0.74。 S—爆破作业的面积，由开挖断面图可知，IV 级围岩开挖断面S=137.2m2， 上台阶 断面积为S1=36.6m2， 中台阶 断面积 S2=46.5m2， 下台阶断面积S3=42.5m2；仰拱断面积S4=11.2m2。 ??—系数，根据表 4-3 取值，选取时要综合考虑各类炮眼,上台阶取????0.43 ； ??—药卷的炸药质量，2 号岩石铵梯炸药的每米质量见表 4-2；本工程中取 ????0.78 ； 根据上式计算得出，上台阶炮眼数为 N1 ??109 个，中台阶炮眼数为 N2 ??102 个，下台阶炮眼数为 N3 ??94个 ，仰拱炮眼数为 N4 ??25个。 表4-1 隧道爆破单位耗药量（kgm3） 开挖部位和掘进断面积/m2围岩类别Ⅳ~ⅤⅢ~ⅣⅡ~ⅢI 单自由面 4—6 7—9 10—12 13—15 16—20 40—431.5 1.3 1.2 1.2 1.2 1.8 1.6 1.5 1.4 1.3 2.3 2.0 1.8 1.7 1.6 1.12.9 2.5 2.25 2.1 2.0 1.4多自由面扩大挖底0.6 0.520.74 0.620.95 0.791.2 1.0 表4—2 2号岩石铵梯炸药每米质量γ值 药卷直径32353840444550γ (kg/m)0.7 80.961.101.251.521.591.90表4—3装药系数τ值 炮眼名称围岩类别Ⅳ~ⅤⅢ~ⅣⅡ~ⅢI掏槽眼 辅助眼 周边眼0.5 0.4 0.40.55 0.45 0.450.60 0.50 0.550.65~0.80 0.55~0.70 0.60~0.75 (2)每循环炮眼深度 本 隧 道 工 程 初 步 拟 定 月 掘 进 循 坏 进 尺 为85m，每掘进循环的计划进尺数l ??120 ??28 ??2 ??2.1 m，工程中炮眼利用率实取ρ???0.91 ，由式（4-2）计算炮眼深度得炮眼深度为 2.35m。 L=lρ (4-2) 实际取炮眼深度为 2.4m，每循环进尺为 l ??2.4 ??0.91 ??2.18 m。一般深掏槽眼较炮眼加深 0.15-0.25m。 (3)炮孔直径 由于地下水量较发育，因此选用2号岩石乳化炸药，其 药卷 直 径为32mm，药 卷长 度为200mm，每卷装药质量为 0.15kg。炮孔直径的选择要考虑对填装炸药，钻眼速度和爆破效果的影响，还有兼顾施工单位的现有设备，故本工程中炮孔直径确定为42mm。 (4)炮眼间距和排距 ①掏槽眼 本隧道开 挖断面较大，所 以选用复式 楔形掏槽 ，上台阶 共布置10 个掏槽眼，其中深掏槽眼 6 个，孔深在原设计孔深的基础上加深 0.2m，故深掏槽眼深度为 2.6m；浅掏槽眼 4 个孔深为 1.2m。 ②周边眼 本隧道采用光面爆破，周边眼间距取 500mm，最小抵抗线为 600mm，光爆孔密集系数为 0.83，周边眼向外倾斜，距开