高岭隧道出口全断面法爆破设计

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1、高龄隧道出口口全断面法爆破设计1.工程概况高龄隧道位于省省英德市连江口镇东侧，全长6208m，最大埋深480m，属深埋长隧道，是全线重点控制工程之一；其中中铁十一局集团承建出口DK2069+945DK2068+165段1780m，级围岩170m，级围岩250m，级围岩807m，级围岩275m。隧道设计为双线隧道标准，时速以200Km/h为基速，预留提速空间，采用双块式无碴轨道。隧道级围岩采用双侧壁导坑法施工、台阶法施工；级围岩采用台阶法施工；、级围岩采用全断面施工，采用无轨运输方式出碴，隧道衬砌采用复合式衬砌，二衬采用10.4m液压衬砌台车全断面衬砌。隧道施工至DK2069+670里程时，岩石

2、凝灰岩，灰绿色，紫红色，由弱风化变成为微风化，岩体较完整，呈巨块状，经建指、设计、监理、施工四方现场核查，同意改为全断面法施工。根据开挖断面图得知，其中开挖最大宽度为13.78米，最大高度为10.18米，开挖面积119.62平方米。隧道岩体为凝灰岩，岩石坚固系数f12，有少量地下水，为基岩裂隙水，不发育。2.设计方案选择根据岩岩石坚固系数f12查表得，岩石为坚石，结合工地现有的机械设备，采用YT28风枪钻孔，拟定采用全断面爆破开挖。YT28风枪钻孔直径为34-42mm。开挖设计循环进尺为3.5m，采用非电毫秒雷管微差爆破，尽可能减少扰动，控制超欠挖，周边眼采用光面爆破技术，周边眼炸药采用筒装2

3、0mm的2岩石铵梯炸药，辅助眼、底板眼炸药采用筒装32mm的2岩石铵梯炸药，有水时采用乳化炸药。 3.钻孔设计3.1掏槽区爆破设计（1）掏槽方式及断面大小根据隧道提供的机械设备，结合断面大小，拟定掏槽眼采用楔形掏槽，掏槽区布设在整个断面中下部分，以便于施作，同时减小掏槽区抛掷距离，按掏槽区面积为断面面积的10%15%进行选择，结合楔眼掏槽眼的布置，采用梅花形布置，爆破效果较好，且单耗适中，故采取掏槽区面积为12.16m2，其布置详见后附图。（2）掏槽区装药计算每循环设计进尺为3.5m，掏槽眼钻孔深度比其它炮眼深度深0.2m，取掏槽眼钻孔深度为4.5m。掏槽区炸药总装药量：Qt= 式中L孔长（m

4、）,取4.8m；装填系数，要求在50%80%，取73%（装3.5米）；线装药密度（采用32，0.75kg/m）Nt掏槽区孔装约孔数，取24个。Qt=4.80.730.752463.07kg掏槽区单耗qt=Qt/(LSt)63.07/（4.812.16）=1.081kg/m3。式中St掏槽区面积（m2）；St12.16 m2掏槽区单耗qt要求在110 kg/m3，符合要求。3.2周边眼爆破设计（1）周边眼参数选择及装药计算周边眼沿开挖轮廓线均匀布置，为了尽可能减少对周边围岩的扰动，周边眼按光面爆破考虑，孔径42mm，按规要求硬岩光爆破参数为：周边眼间距5570cm，抵抗线6080cm，线装药密度

5、300350g/m，结合设计外轮廓线周长及炮眼综合考虑，取周边眼间距a=60cm，取抵抗线W70cm，线装药密度取315g/m，保证产生拉力岩石拉应力且小于压应力。采用20mm药卷空气间隔装药结构，为了确保周边孔同时起爆，采用导爆索起爆。不耦合系数孔径/药径42/20=2.1，符合光爆破要求1.52.5。孔距系数md=a/d=60/4.2=14.29，符合光爆破要求715。孔密集系数mw=a/w=孔距/抵抗线60/700.857，符合光爆破要求0.70.9。Sz =29.050.7=20.33m2 （2）周边眼装药结构鉴于本隧道为坚石，在炮眼底加装加强药包，底部加入30mm药卷一节。每循环设计

6、进尺为3.5m，炮孔深度取4.0m，周边堵塞长度按50cm计。单孔装药量Q0.3153.51.10kg(即二节32mm，八节25mm药卷)周边眼装药总量Qz=48Q=52.80kg。3.3辅助眼爆破设计辅助眼的作用是扩大临空面，为周边眼创造有利条件，其间距与岩层特点有关，整体性好的岩层，布眼宜密，较破碎的岩层布眼宜疏。一般应避开节理、裂隙。辅助眼的单孔装药量：Qb=式中L孔长（m）装填系数,取0.68，符合要求0.40.8。线装药密度,取0.75kg/m。Qb0.684.00.752.04kg全断面每进尺炸药总量：q为单耗，查取相关参考资料，取q1.1kg/m3。L为设计进尺，取3.5m；钻孔

7、深度取4.0mS为隧道全断面面积， S119.62m2。Q=qLS1.14.0119.62526.33kg辅助眼炸药总量为掏槽炸药总量，63.07kg为周边眼炸药总量，52.80kgQb=526.33-63.07-52.80=410.46kg辅助眼数量Nb=410.46/2.04=201个每孔平均控制面积A(S总-St-Sz)/Nb =(119.62-12.16-20.33)/201=0.433m2符合0.30.8m2/孔的要求。辅助孔间距a，排距W的选择。炮孔密集系数考虑到为坚石，m取0.9，符合m=0.81.0。排距W=0.4330.90.73m。结合隧道总宽度取7080cm。辅助孔间距a

8、mw0.90.8072cm，结合弧长平均分配取7090cm，详见后炮孔布置图。3.4底板眼爆破设计底板眼间距、抵抗线同辅助眼a100cm，W=80cm。3.5仰拱爆破设计，根据上台阶爆破设计参数取得：周边眼间距a60cm，W=80cm；辅助眼间距、抵抗线a70100cm，W=80cm；4.装药、填塞和起爆网络设计4.1装药装药均采用不藕合装药结构，周边眼采用20mm筒装2岩石炸药空气间隔装药结构，为了确保周边眼同时起爆，孔装入导爆索。其他孔采用32mm筒装2岩石炸药连接装药结构，并采用反向爆破，以提高炮孔利用率。 4.2填塞采用低成本、塑性变形大、摩擦系数大的粘土炮泥，其成分为粘土和砂子，其比

9、例按粘土砂子21，含水量约为25。当炮孔中有较大的裂隙、泥夹层带时，为防止其过多“漏气”，应将该处以炮泥填实。堵塞长度按下列公式计算式中：堵塞长度（m）；L 炮孔深度（m），此处取3.0m；Vp岩石的纵波波速（m/s）；4000m/s。D 炸药爆速（m/s）；2岩石取3200m/s。0炸药密度（kg/m3）；2岩石取1000kg/m3。1炮泥密度（kg/m3）。取1900 kg/m3。代入求得ls=0.4243m。设计填塞长度ls为45cm，lsls。5.起爆网络设计为了提高光面爆破质量，周边眼孔全部采用导爆索起爆，导爆索与孔口环向主导爆索连接，为了避免先爆孔将光爆孔的导爆索拉断，导致部分甚至

10、全部光爆破孔拒爆，施工中采用导爆索双向环形连接法，同时在导爆索每间隔5m加入MS11段毫秒雷管，接入起爆网络中；要求导爆索搭接处搭接长度不小于15cm，与主导爆索的交叉角度控制在4590围，引爆导爆管与导爆索头的距离不得小于15cm，并确保聚能穴的方向指向传爆方向。所有与导爆索的连接必须绑扎牢固，以确保准爆率。掏槽眼、辅助眼(掘进眼及底板眼)均采用非电毫秒微差起爆网路，严格按起爆网路图中的段别号进行连接。上、下网路汇总后采用MS1段即发雷管包裹1/4卷2岩石炸药，确保能带动所用导爆管。采用火雷管引爆上下网路的连接导爆管。要求火雷管的聚能穴的方向与传爆方向相反， 6.施工注意事项在施工过程中应及时进行掌子面地质素描，对结构节理面、出水点等特殊地质构造进行详细描素。在掌子面有水时，炸药应改用乳化炸药等防水炸药，确保爆破效果。在钻孔时，严禁在残孔中钻眼，可根据地质结构面进行及时调整。确保爆破效果。