隧道光面爆破钻爆设计方案secret

1、隧道光面爆破钻爆设计方案一 工程概况xx隧道地处xx山脉中段，属中低山丘陵地貌。区内地形起伏大，绝对高程为230978m，相对高程200600m。由于构造格局及岩性的控制，山脉走向与构造走向近于一致，多呈北东走向，形成沟谷及山脊走向亦多呈北东走向，沟谷呈“V字型，两侧山坡坡度为2545，局部形成陡坡。植被发育，森林覆盖率达60%以上，为双牌县主要林区之一，区内居民点零星分布。隧道进出口端均有乡村便道与双牌江村公路碎石路面相通，交通条件差。隧道进口里程为D3K77+565，出口里程为D3K83+946，中心里程为D3K80+755.5，全长6381m。铁三局集团承建D3K81+600D3K83+

2、946段2346m的爆破施工作业。隧道爆破施工过程中光面爆破效果不理想、超欠挖现象严重，影响隧道施工作业的安全和进度要求，因此我院受铁三局委托，承当xx隧道D3K81+600D3K83+946段的光面爆破咨询任务。二 工程地质条件一 地层岩性、地质构造及地震1地层岩性隧道上覆第四系全新统冲洪积Q4al+pl、坡崩积Q4dl+col、坡残积Q4dl+ell粉质粘土、卵石土、碎块石土等；出露基岩为泥盆系中统跳马涧组D2t石英砂岩、粉砂岩夹页岩，下统D1石英砂岩、粉砂岩，奥陶系上统中组O32、下组O31浅变质石英砂岩、板岩。现将段内岩性分述如下：1粉质黏土Q4al+pl：灰褐、褐黄、棕黄、棕红、紫红

3、色，软硬塑状。含石英砂岩、粉砂岩、板岩质漂石、卵石、砾石。厚约07m，属级普通土。主要分布于沟谷、沟槽内。2卵石土Q4al+pl：紫红、灰黄、褐灰等色，松散中密，潮湿饱和状。卵石含量约6070%，20200mm，余为圆砾、漂石、碎石、块石及黏性土充填。局部为漂石土，石质成分为石英砂岩质，磨圆度较好，分选性差。厚约211m，属级硬土。主要分布于沟谷、沟槽内。3块石土Q4dl+col：棕红、紫红色，潮湿稍湿，松散中密，石质以石英砂岩、粉砂岩为主，块径为2001500mm，厚420m，属级软石。主要分布于隧道出口左侧80m附近坡面。4粉质黏土Q4dl+ell：灰褐、褐黄、棕黄、棕红、紫红色，硬塑状。

4、含石英砂岩、粉砂岩、板岩、灰岩质块石、碎石、角砾。厚约02m，属级普通土。广泛分布于测区坡面。4-1断层角砾Fbr：岩性与断层两盘的地层有关，由于构造作用，岩体完整性差，根本上多呈碎石状、角砾状，松散中密状，潮湿状，属级硬土。5石英砂岩、砂岩、粉砂岩夹页岩D2t：石英砂岩紫红、浅灰、灰白、灰绿色，细粒中粒结构，中厚厚层状，质坚硬。粉砂岩紫红、紫灰、浅灰绿色，厚层巨厚层状，粉砂质结构，钙质、铁质胶结；页岩紫红、灰白色，薄层状，质相对较软，出露者多为强风化W3，厚。强风化W3岩体破碎，质较软，厚04m左右，属级软石；弱风化W2属级次坚石，与下伏D1地层呈平行不整合接触。据深孔钻探揭示：节理裂隙发育

5、，裂隙偶见泥质充填及水蚀痕迹，具水平层理及小型交错层理。6石英砂岩、粉砂岩、细砂岩、含砾砂岩D1：紫红、紫灰、浅灰色夹灰黄色，石英砂岩细粒粗粒结构，厚巨厚层状，质坚硬；粉砂岩薄中厚层状，钙质胶结。弱风化W2属级次坚石。底部为黄褐、灰褐色花岗碎屑岩、含砾岩。与下伏O32、O31地层呈角度不整合接触。据深孔钻探揭示：中厚层状，具水平层理，加薄层泥岩。7浅变质石英砂岩、板岩O32：浅变质石英砂岩灰、深灰、灰绿色，薄层中层状，中厚巨厚状，变质结构，节理发育。砂质板岩、炭质板岩，质软，易风化，全风化W4原岩结构清晰，易击碎呈土夹碎石角砾状，属级硬土；强风化W3锤易击碎呈碎石、角砾状，锤击声沉闷，属级软石

6、；弱风化W2，锤击声脆，属级软石。石英砂岩弱风化W2，岩石坚硬，锤击声脆，属级次坚石。与下伏O31呈整合接触。据深孔钻探揭示：炭质板岩，薄层状，节劈理面平整光滑、质软、污手。8浅变质石英砂岩、板岩O31：浅变质石英砂岩紫红、灰绿、深灰色、灰黑色，中厚厚层状，变质结构，质坚硬；板岩深灰、灰黑、灰绿色，薄中厚层状，板状构造，劈理发育，致密，质较软。据钻探揭示强风化W3厚03m，属级软石；弱风化W2属级次坚石。据深孔钻探揭示：层面偶夹有薄层炭质薄膜、污手。2地质构造隧区处于xx华夏系构造带紫金山区中部，构造线方向为SN向至NNE方向，山脉与河流走向大致平行主要构造线方向。区内褶皱主要为牟江口向斜。主

7、要断裂为平岭-东岭压扭性断裂F34。现将区内主要的构造分述如下：） 褶皱牟江口向斜：属区域性向斜，与线路交于D3K79+400处，夹角约59。向斜轴延伸方向为N57E，于区内呈倒转向斜，轴面倾向南东，倾角40左右，地层为奥陶系上统中组O32，下组O31浅变质石英砂岩、板岩。NW翼主要岩层产状为：N5070E/2780SE；主要层理产状：N3555W/90、N30W /57NE、N15E/68NW。SE翼主要岩层产状为：N5065E/4578SE；主要节理产状：N45W/90、N45W38NE。据深孔钻探揭示：岩层倾角变化极大，从上至下岩层倾角由35、30变为75、85、65，直立、45、75、

8、40、30等，具有上下部倾角较平缓，中间倾角陡甚至直立，挤压褶皱明显的特点，如孔深108137m及202205m段，岩芯为半边砂岩半边炭质板岩，岩层倾角近似直立，有倒转趋势。） 断裂平岭-东岭压扭性断裂F34：属区域性断裂，从隧道D3K83+850出口斜插而过，走向呈舒缓波状，约为N3050E，倾NW向，倾角约50。断裂带上挤压破碎，破碎带宽约20m，个别地段地层陡立或出现牵引褶皱。上升盘层理产状N2540E/2656SE；下降盘层理产状N845E/957SE。3地震动参数区划根据国家地震局?中国地震动峰值加速度区划图?1/400万GB183062001图A1该段地震动峰值加速度。二 不良地质

9、现象及特殊岩土测区内未见特殊岩土分布。 1围岩岩爆及变形预测该隧道在DK80+590DK82+220段埋深在500643m，围岩由石英砂岩、炭质板岩构成；有产生隧道变形的可能，施工过程中岩层将产生剥落和发生岩爆，预测会发生中等岩爆。2有害气体测试该段隧道围岩由浅变质石英砂岩、炭质板岩构成。炭质板岩节理裂隙中有瓦斯及有害气体溢出，预测隧道甲烷相对涌出量m3/T.d，属低沼气溢出型。当瓦斯浓度达516%时有爆炸危险，H2S浓度%及SO2浓度0.0007%时对人体有伤害危险。3发射性特征经自然伽玛测井测定，该孔岩层的自然伽玛放射性强度在105217API，平均为161API，在隧道施工时，对人体无放

10、射性伤害。4井温隧道内温度23.3，地温梯度1.25/100m，属正常地温范围。三 光面爆破理论隧道光面爆破采取微振动控制爆破技术。为控制超挖，周边采用光面爆破方法。隧道光面爆破要求周边眼爆破既能将岩石爆落下来，又能形成规整的轮廓，尽可能保存半孔痕迹，减小爆破对围岩的扰动，减少超挖量。装药集中度(q)、最小抵抗线(W)直接影响周边岩石的爆落效果；“规整轮廓主要与炮眼间距(E)、炮眼密集系数(m=E/W)和最小抵抗线有关(W)；半孔率主要与不耦合系数(D=d炮眼/d炸药)有关。因此，影响隧道光面爆破效果的主要参数应是：炮眼间距(E)、炮眼密集系数(m)、装药集中度(q)、最小抵抗线(W)、不耦合

11、系数(D)。而它们之间又是相互联系的，只有这些参数整体上处在某一正确的范围内，才能到达理想的光爆效果。影响光面爆破效果的因素有很多，主要有围岩地质条件、炸药特性、断面形状和大小、钻孔质量等。其中岩地质条件和钻孔质量是最主要的影响因素。实践说明，通常的光面爆破参数取值范围如下：炮眼间距E=(815)d、炮眼密集系数m=、最小抵抗线W=(1020)d或者W=E/m、不耦合系数D=1.52.0、装药集中度q=0.040.4(kg/m)具体计算设计方法有：工程类比法、半经验半公式法、理论计算法。四 xx隧道爆破施工概况隧道光面爆破原始条件表1洞内开挖平面尺寸2洞内开挖断面面积4969m23围岩类型类围

12、岩4炸药类型2号岩石硝铵、乳化炸药5药包规格直径32mm6光爆孔间距70cm以上7光爆孔外插角7以上且不规那么8光爆孔最小抵抗线孔口25cm9 周边眼孔深3m10掏槽眼孔深xx隧道爆破施工采用微振动控制爆破技术，周边孔采用光面爆破方法。由于隧道围岩较差；同时隧道开工时间较短，爆破队伍对围岩性质认识不清，且对光面爆破技术的理解不到位、钻孔质量不高，造成了隧道光面爆破效果差，主要表现为半孔率低、光爆面不整齐、超欠挖严重等现象，最终影响到作为洛湛铁路控制工程的xx隧道的施工平安及掘进速度。五 光面爆破的主要参数1理论计算隧道爆破炮孔钻孔时由外侧向中间分别为周边孔、辅助孔和掏槽孔。其中周边孔和辅助孔钻

13、孔深度为3m，炮眼直径d炮眼=42mm；掏槽孔的钻孔深度为4m，超出周边孔和辅助孔的孔深50cm。根据光面爆破的理论数据，取周边孔孔距E=(1015)d，那么炮眼间距E=(1015)d=4563cm，周边孔沿开挖边线均匀布置。装药集中度q=0.10.15(kg/m)；不耦合系数D=1.52.0。钻孔时，周边孔孔口边紧贴设计开挖边线，向外侧偏斜35钻孔。与周边孔紧邻的一排辅助眼决定了周边眼最小抵抗线(W)，一般要求WE=5560cm，辅助孔孔距设为m，排距为0.6m。具体见?炮孔布置示意图?。爆破参数的理论计算A. 全断面钻孔数量N根据泽波尔建议公式: N=a1+a2Sa1、a2为岩体可爆程度确

14、定的系数，经查a1=20, a2=1那么N=20+149=69，取N=6575个B. 周边孔平均炸药用量qp根据公式：qp=aWLp(0.50.9)qqp周边孔平均炸药用量kga 周边孔孔距cmW周边孔最小抵抗线cmLp周边孔孔深q单位岩体耗药量kg/m3取a=0.5mW=50cmLp=3mq=1.1kg/m3那么 qp=0.4kg。2现场光面爆破试验效果分析通过对先期爆破效果的观察和钻工钻孔质量、孔网参数的了解以及与钻工交流了解情况，认为主要是钻孔质量不高、孔网参数不当影响了爆破效果，决定从这两方面入手，通过试验手段不断提高光面爆破效果。通过与铁三局技术人员、爆破施工负责人的具体协商，决定光

15、面爆破参数如下：隧道光面爆破试验参数表1光爆孔间距60cm、分布规那么2光爆孔外插角35孔底外叉距离1015cm3光爆孔最小抵抗线60cm4周边眼孔深3m5掏槽眼孔深6拱顶光爆孔装药量7装药集中度/m8不耦合系数9侧壁光爆孔装药量从上而下由.2kg递增10其它炮孔装药量不作调整在试爆前组织钻工培训，讲解光面爆破的理论知识及有关操作技巧，提升他们对光面爆破的认知水平。通过五次试爆，隧道光面爆破效果有了一定程度的提高，半孔率控制在85%以上、超欠挖有所改善。钻工不断掌握钻孔方法、提高钻孔精度，在后续的爆破施工过程中，光爆面的整齐度、超欠挖控制水平将越来越好。3试验结论现场试验参数是在理论计算与先期

16、爆破参数的根底上得出的数值，光面爆破效果较先期有所改善。通过综合分析，将光面爆破参数确定如下：光面爆破参数表1光爆孔间距55cm、分布规那么2光爆孔外插角35孔底外叉距离1015cm3光爆孔最小抵抗线60cm4周边眼孔深3m5掏槽眼孔深6拱顶光爆孔装药量7装药集中度/m8不耦合系数9侧壁光爆孔装药量从上而下由.2kg递增 在后续爆破施工作业过程中，可参照上表确定光面爆破参数，参见附图。4装药结构及炮孔堵塞隧道光面爆破光爆孔采用分段装药结构，事先由炮工将药卷间隔串联在导爆索上，并用胶带绑扎在一根有一定强度的竹片上，装药时炮工将绑有药卷的竹片放入每个周边孔内，应使竹片紧靠围岩外侧，而药卷那么紧靠开

17、挖岩石的内侧，装药结构见下列图。光爆孔装药结构图 为保证爆破效果及充分利用炸药能量作功，隧道爆破施工时炮孔应用炮泥进行堵塞，堵塞长度为炮孔的未装药局部。对炮孔进行堵塞有利于提高爆破质量、提高炸药利用率、降低单耗等效果。5 光面爆破施工细那么确定隧道施工方案时，要综合考虑隧道的地质条件、钻孔设备、爆破器材、支护方法和技术水平等因素来决定。应该特别强调的是，隧道开挖施工方案和爆破方法之间有着十分密切的关系。隧道光面爆破施工应遵循以下原那么： 钻孔孔位依据测量定出的开挖轮廓线确定。周边孔在断面轮廓线上开孔，沿轮廓线等间隔布置炮眼，需要调整孔位时偏差不大于2cm，周边眼应向外侧偏斜35钻孔，周边眼外插

18、角偏差不大于1，各炮孔孔底落在规定的平面上，凹凸不平整度小于10cm；与周边孔相邻一排辅助炮孔的孔口距离不小于40cm，打眼方向水平、平行于掘进方向。钻孔前必须严格按照钻爆设计标示出孔位和编号；如果孔位与上次的残孔重合，必须适当移位，绝对不准在残孔内钻孔。 必须保证钻孔质量。钻进中要防止漏钻和多钻，控制好孔位、孔深和角度，是保证光面爆破效果的根底。 炮孔钻完后要及时清孔并用木楔封堵，防止落入石块等杂物。炮孔经检查合格后，方可装药爆破。 为减少装药时间，事先由炮工将药卷间隔串联在导爆索上，并用胶带绑扎在一根有一定强度的竹片上，装药时炮工将绑有药卷的竹片放入每个周边孔内，应使竹片紧靠围岩外侧，而药卷那么紧靠开挖岩