水电站隧洞爆破设计方案

引水隧洞钻爆施工爆破设计1、绪言近年来我国频繁发生的严重水旱灾害，造成重大生命财产损失，暴露出农田水利等基础设施十分薄弱，2010年中央1号文件提出必须大力加强水利建设，水利工程的建设在一定时期内将作为国家基础投资建设的重点之一，在水利工程建设中引水隧洞是主要的建筑物之一，由于引水隧洞断面小、施工条件复杂、机械程度不高等因素，导致大部分引水隧洞仍采用传统的钻爆法施工，在水工隧洞爆破施工中，由于爆破自由面少（只有一个自由面，且与孔眼垂直），如何利用好自由面，创造第二自由面，是爆破施工的关键，不断优化爆破方案，合理确定爆破参数是重要工作之一，本文通过爆破设计的实例，介绍了爆破参数的确定原则以及爆破工艺流程。2、工程概况xx河电站引水隧洞全长1020m,断面形状为直墙半园拱形，隧洞宽度2.4m,墙高1.6m，拱半径1.2m，C20混凝土永久衬砌，隧洞围岩为花岗片麻岩，围岩类别Ⅰ～Ⅱ类，岩石坚固系数f=12。3、开挖方案隧洞开挖采用钻爆法施工，全断面一次开挖法，人工装车，机动翻斗车运输，T40推土机平碴。遇节理、裂隙发育，坍塌等软弱地段采用“钢支撑、锚网喷”等临时支护措施，整个开挖方案应遵行“弱爆破、强支撑、短进尺、勤监测、快砌衬”的原则。4、开挖方法4.1钻孔采用YT-28气腿式风动凿岩机钻孔，用φ48钢管搭设活动式简易操作平台。4.2爆破参数设计①炮眼直径：Φ42mm;②炮眼深度：2m,炮眼利用率90%，掘进循环进尺=2*0.9=1.8m;③炮眼总数N=2.3*6.72/0.7*0.78=29式中：q—炸药单耗量，取=2.3kg/m3；查表1s—开挖面积，s=6.72m2；γ—每米长度炸药的药量，2号岩石硝铵炸药r=0.78kg/m；查表2α—炮眼装药系数（加权平均值），取α=0.7，查表3经计算，N=29个，根据施工经验，取29个孔眼较合适。表1爆破岩石所需的单位耗药量（kg/m3）开挖部位和开挖面面积（m2）围岩级别Ⅳ～ⅤⅢ～ⅣⅡ～ⅢⅠ一个自由面的水平平或倾斜隧洞洞4~61.51.82.32.97~91.31.62.02.510~121.21.51.82.2513~151.21.41.72.116~201.11.31.62.040~431.11.4表22号岩石铵梯炸药每米重量γ值药卷直径（mm）32353840444550γ（kg/m）0.780.961.101.251.521.591.90表3装药系数α值围岩类别炮眼名称称Ⅱ、ⅢⅣⅤⅥ掏槽眼0.50.550.60.65～0.88辅助眼0.40.450.50.55～0.77周边眼0.40.450.550.6～0.755④装药量的计算及分配=2.3*6.72*1.8=27.8kg图1图1螺旋形掏槽abcd1234起爆顺序由近及远①掏槽眼采用直眼螺旋掏槽，掏槽眼应布置在开挖面中央偏下部位置，其深度比其它眼深15~20cm。为爆出平整的开挖面，除掏槽眼外，所有炮眼的眼底应落在同一平面上。底部炮眼深度一般与掏槽眼相同。②辅助眼辅助眼的布置主要是解决炮眼间距和最小抵抗线的问题，这可以由施工经验决定，一般W约为炮眼间距的0.6~0.8，并在整个断面上均匀排列。当采用2号岩石铵梯炸药时，W一般取0.6~0.8米。W=0.6~0.8,K=0.8,E=0.48~0.64③周边眼周边眼应严格按照设计位置布置。断面拐角处应布置炮眼。为满足机械钻眼需要和减少超欠挖，周边眼设计位置应考虑0.03~0.05的外插斜率，并应使用前后两排炮眼的衔接台阶高度（即锯齿的齿高）最小。一般要求10cm，最大不超过15cm。A、周边眼的间距E即取E=（10~18）d；当炮眼直径32~40mm时，E=320~700mm。一般软质或完整的岩石E宜取大值，隧道跨度小、坚硬和节理裂隙发育的岩石E宜取小值。装药量也需要相应减少。B、炮眼间距E、低抗线WK=E/W,E要小于W，实践表明K=0.8较为适宜。光面层厚度W=50~80cm,E=0.4~0.64。C、装药量在光面层单独爆落时，周边眼的线装药密度一般为0.15~0.25kg•m-1，全断面一次起爆时，为减少残眼，装药密度需适当增加，一般可达0.30~0.35kg•m-1。查表4表4光面爆破一般参考数值岩石类别炮眼间距（E）（cm）炮眼间距（E）（cm）密集系数（k=EE/W）装药集中度（kgg/m）硬岩55~7760~800.7~1.00.3~0.355中硬岩45~6560~800.7~1.00.2~0.3软岩35~5040~600.5~0.80.07~0.1124.4炮眼布置图图3炮眼布置图图中1、2、3……图3炮眼布置图图中1、2、3……9为爆序4.5爆破参数表表5爆破参数表5、装药结构表6装药结构图结构形式非电毫秒导爆管雷管引爆导爆索示意图非电毫秒导爆管雷管引爆导爆索说明间隔不耦合装药导爆索φ25mm药卷φ25mm小药卷炮泥导爆索φ25mm药卷φ25mm小药卷炮泥此图为光爆眼装药药结构图；孔外雷管延时；导爆索传爆；耦合连续反向起爆爆装药结构导爆管炮泥φ32mm药卷导爆管炮泥φ32mm药卷 1、此图为掏槽眼、辅辅助眼、底板板眼装药结构构图。6、起爆采用非电毫秒雷管微差起爆，起爆顺序：掏槽眼→空眼→辅助眼→邦眼、顶眼→底眼。示意图如下：图4起爆示意图7、光面爆破技术措施①使用低爆速、低猛度、低密度、传爆性能好、爆炸威力大的炸药。②采用不偶合装药结构：光面爆破的不偶合系数最好大于2，但药卷直径不应小于炸药的临界直径，以保证稳定传爆。当采用间隔装药时，相邻炮眼所用的药卷位置应错开，以充分利用炸药性能。③严格掌握与周边眼相邻的内圈眼的爆破效果，为周边眼创造临空面。周边