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隧道常用爆破全参数及爆破设计

一、单位耗药量
单位耗药量(一)
单位耗药量(二)
炸药换算系数e值
单位耗药量(四)
单位耗药量K及其它参数(五)
二、隧道爆破设计
爆破设计
(一)、规范规定
《铁路隧道施工规范》(TB10204-2002)规定:
光面爆破参数
预裂爆破参数
说明:
1、上表所列参数适用于炮眼深度1.0~3.5m,炮眼直径40~50mm,药卷直径20~25mm;
2、当断面较小或围岩软弱、破碎或对曲线、折线开挖成形要求较高时,周边眼间距E
应取小值;
3、周边眼抵抗线W 值在一般情况下均应大于周边眼间距E 值。

软岩在取较小E 值时,W 值应适当增大;
4、E/W :软岩取小值,硬岩及断面小时取大值;
5、表列装药集中度q 为2号硝铵炸药,选用其它类型炸药时,应修正。

换算系数:⎪

⎫ ⎝⎛+=换算炸药爆力号硝铵炸药爆力换算炸药猛度
号硝铵炸药猛度2221K (二)、爆破器材的选择
⑴炸药:一般情况下,多采用二号硝铵炸药,洞内有水时应采用乳化油炸药、水胶炸药或其他防水性炸药;有瓦斯的隧道内,应采用煤矿安全炸药(如2、3号煤矿炸药,2、3号煤矿抗水炸药,煤矿水胶炸药,煤矿乳化油炸药,被筒炸药,当量炸药,离子交换炸药);在软弱围岩周边爆破时,选择低爆速光爆专用炸药,如二号低爆速炸药。

隧道常用炸药
国产光面爆破专用炸药
⑵雷管:在无瓦斯隧道内,可首先考虑采用非电毫秒雷管或半秒雷管;在有瓦斯的隧道内,采用煤矿瞬发电雷管或毫秒延期电雷管。

雷管的段间隔时间差应考虑控制在100ms左右,在软弱围岩中爆破,为避免振动强度的迭加作用,雷管最好跳段使用,特别是1~5段的雷管。

大断面隧道爆破,至少要求有1~15段雷管。

隧道常用雷管
注:各系列非电导爆管雷管延迟时间(ms)
(三)、参数确定
一个φ32*25cm药卷用药量0.195kg
一个φ25*25cm药卷用药量0.125kg
一个φ20*25cm药卷用药量0.0875kg
炸药密度0.85~1.05g/cm3
光面爆破
岩石饱和抗压强度39.7~46.25MPa,属于中硬岩
规范参数
装药不偶和系数D(炮眼直径Rh/药卷直径Rc)1.5~2,宜取2.0 周边眼间距E取45~60cm
最小抵抗线V,应大于周边眼间距,取60~75cm
相对距E/V取0.8~1
周边眼装药集中度q(kg/m)0.2~0.3
眼深:全断面3~3.5m,台阶法1~3m
单位用药:全断面0.9~2kg/m3,台阶法0.4~0.8kg/m3
炮眼直径取43mm ,考虑油压凿岩机
炮眼直径42~46mm 时,V =0.5~0.7,q =0.28~0.38 炮眼直径34~38mm 时,V =0.4~0.6,q =0.14~0.21 中空孔到装药眼间距
λ:岩层系数,中硬岩以上取1.9~2.2
:中空孔径(mm ) d :装药眼径(mm )
掏槽炮眼间距不小于20cm ,掏槽炮眼比辅助眼深10cm 周边眼炮泥堵塞长度不小于20cm 全断面开挖:
断面尺寸:72.97m2,宽11m ,高8m 1.3循环进尺的选定
在软弱围岩中,宜采用0.8~1.5m ,一般取1.1m 。

在中硬岩、硬岩隧道一般采用眼深3~5m ,从经济效益看,眼深取大值为
好,但要与钻眼的效率和装运能力相匹配。

1.4掏槽形式的选择
为了减小爆破的地震强度,一般宜采用楔形掏槽,眼深大时最好采用多重楔形掏槽、直眼分层掏槽。

有条件钻大直径空眼时,可选用螺旋掏槽。

在中、小断面台车钻眼时,多采用直眼掏槽。

2
22d
d d A ++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=ϕϕϕλπϕ
(四)、钻爆设计 1、炮眼数 炮眼数目的确定 n
r S
K N ⋅⋅=
式中K —单位炸药消耗量(kg/m 3)见下表;
S —开挖断面面积(m 2);
r —每米炮眼长度装药量(kg ); n —炮眼装药系数,见下表。

单位炸药消耗量K (kg/m 3)
炮眼装药系数n值
注:1.软岩隧道的炮眼平均装药系数n大约在0.2~0.4的范围内;
2.硬岩隧道的炮眼平均装药系数n大约在0.6左右。

深眼爆破炮眼装药系数n值
在小直径(35~42mm)炮眼,开挖断面为5~50m2的条件下,每平方米面积钻眼数为1.5~4.5个,当岩体完整坚硬,开挖面积小时,比钻眼数应增加;光面爆破炮眼数应增加20%左右。

2、炮眼深度L
软弱围岩通常以进尺作为眼深,掏槽另加10~20%;中硬岩、硬岩的掏槽一般超钻10~20cm;
导坑掘进爆破的眼深L按导坑断面宽度B决定:L=(0.5~0.7)B
一般合理深度为1.5~2.5m。

3、炮眼直径
软弱围岩一般采用人工风钻打眼,炮眼为小直径d=35~42mm;中硬岩、硬岩大断面开挖多以台车钻眼,直径以48mm为多;也有采用直径为64~91mm。

2、炮眼布置原则
⑴掏槽眼
布置在断面中下方,偏离中心线1.5~1.8m,设置在中线的左侧和右侧,距底板线1.5~1.8m。

⑵周边眼
在围岩风化、破碎的地质条件下,宜采用光面爆破、轮廓线钻眼法、预留光爆层或风镐开挖修边;在围岩虽然较软但岩体整体性较好时,宜采用预裂爆破。

全断面深眼爆破周边一般采用光面爆破,如采用预裂爆破,最好在崩落带增加几个炮眼,特别是拱部,增加的炮眼可与相应的内圈眼安排在同一段起爆。

周边眼参数的经验公式
间距:E=(8~18)d;
抵抗线:W=(10~20)d;
不偶合系数:D=(1.25~2.0)d;
装药集中度:q=0.04~0.4kg/m。

⑶扩槽眼、内圈眼、二台眼、底板眼
均比掏槽眼周边眼稀一些,比掘进眼稍密。

其间距或抵抗线一般位掘进眼的80%左右。

内圈眼距是周边眼距的1.5倍左右,抵抗线是内圈眼距的0.7倍左右,二台眼、底板眼的间距或抵抗线一般为掘进眼的80%左右。

⑷掘进眼
一般采用环形布置,抵抗线应小于同环的炮眼间距,常为炮眼间距的80%~100%。

掘进眼距更稀,应均匀布置,可采用线形布置或环形布置,一般情况下抵抗线为同排(或同环)炮眼间距的80~100%。

⑸布眼顺序
掏槽眼→周边眼→底板眼→内圈眼→二台眼→掘进眼。

3、炮眼布置图式
斜眼掏槽,直眼掏槽,环状布置,线形布置。

4、最大一段允许用药量的确定
α
3
3max
⎪⎭
⎫ ⎝⎛=K V R Q kp
max Q —最大一段允许用药量kg ;
kp V —振速安全控制标准(一般为设计文件所要求,距掌子面5m 处振速控
制在5cm/s );
R —爆源中心到振速控制点的距离,m ; K —与爆破地震波传播途径介质有关的系数;
a —爆破振动衰减指数;
隧道及地表建筑质点振速安全控制标准参考值
5、总装药量计算与炸药分配 ⑴单位岩体用药量K 值的确定
K =ωψ⎪⎭⎫ ⎝
⎛+Cbe S f 23.0 K -单位岩石体积用药量,kg/m3; f -岩石坚硬系数;中硬岩,取10; S -隧道开挖断面积m2,72.97m2; C -药卷直径影响系数,φ32药卷为1.1;
b -炮眼深度影响系数,中硬岩,炮眼深3.5m 以上取1.15; e -炸药能量系数,硝铵2号岩石炸药,取1.25;
Ψ-装药密度的影响系数,风力装填粉状炸药取1.0,可挤压的可塑性药卷取1.05,通常人工装药卷取1.1;
w -岩体结构,裂缝和层理的影响系数 ⑵总装药量 Q=KLS
Q -一次(一个循环)爆破总装药量,kg ; K -单位岩石体积耗药量,kg/m3; L -炮眼深度或循环设计进尺; S -断面积,m2; ⑶炸药量的分配
隧道爆破,炮眼所在部位不同,所起作用也不同。

掏槽眼要求抛掷;掘进眼
只要求松动,掏槽侧部要求松动,上部要求弱松动,下部要求加强松动,周边眼则要求光面爆破。

周边眼的装药量集中度约为0.3~0.4kg/m;掏槽眼装药长度约为炮眼深度的90%~95%。

周边眼装药量参考值
其他各部位炮眼的单孔装药量均可按下式计算q=K·a·W·L·λ
式中K—参阅下表选取,(kg/m2);
a—炮眼间距,(m);
W—炮眼爆破方向的抵抗线,(m);
L—炮眼深度,(m);
λ—炮眼所在部位系数,按下表选取。

系数λ值表
6、装药结构型式
周边眼采用三种形式:比较破碎岩层采用双传爆线;软岩采用竹片、导爆索、小直径药卷间隔装药,底部药量适当加强;较完整的软弱岩层采用小直径光爆炸药连续装药。

其他炮眼均采用连续装药。

7、起爆时差
起爆时差取50~100ms,周边眼雷管与内圈眼雷管跳段使用。

8、起爆方式
毫秒雷管、导爆管起爆,可以提高爆破效果
9、起爆顺序
掏槽眼→扩槽眼→掘进眼→二台眼→内圈眼→底板眼→周边眼光面爆破
对于预裂爆破,周边眼在掏槽眼爆破之前起爆,其它炮眼仍按上述顺序进行。

(五)、爆破参数实例
软岩隧道爆破用药量K及有关参数(经验数据)
中硬岩、硬岩隧道全断面深眼爆破参数。

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