隧道全断面开挖爆破设计案例
工程苦工
2022年11月22日 09:35:37
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隧道全断面开挖爆破设计案例 01    工程概况 岐山隧道出口Ⅲ级围岩占77%,Ⅳ、Ⅴ级围岩占23%,本设计适用于Ⅲ级围岩,采用全段面开挖。围岩轴向压力为40~60Mpa,普氏系数f=4~6。隧道设计为马蹄形,弧长28.37m,底板宽15.0m,开挖高度为9.2m,断面面积为125m2。

隧道全断面开挖爆破设计案例
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01    工程概况

岐山隧道出口Ⅲ级围岩占77%,Ⅳ、Ⅴ级围岩占23%,本设计适用于Ⅲ级围岩,采用全段面开挖。围岩轴向压力为40~60Mpa,普氏系数f=4~6。隧道设计为马蹄形,弧长28.37m,底板宽15.0m,开挖高度为9.2m,断面面积为125m2。

02    工程进度选择

采用全断面光面爆破开挖,每月施工24天(余下6天挂网喷浆时间),采用2班循环作业,月掘进计划230米。

03    爆破系数的选定

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炮眼直径


采用2号岩石乳化硝酸铵炸药,炸药规格为φ32mm,长度为200mm,每卷重量为150g。根据现场施工机具,炮眼直径选用42mm。

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炮眼深度

每循环的计划进尺数:

L1=230÷24÷2.5≈3.8m茬

取炮眼利用率为0.93,则炮眼深度为:

L= L1/μ=3.8/0.934m

实际取炮眼深度为4m,实际循环进尺为: 

L循=4×0.93=3.7m

掏槽眼及底眼的深度为:

L掏、底=4+0.2=4.2m

辅助眼及周边眼深度为:

L辅、周=4m

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每循环炸药用量

Q=qv=qsL循

Q为总药量、q为单位耗药量、s为断面面积、L循为每循环进尺。

Q=0.6kg/m3×125m2×3.7m=277.5kg

共为277.5kg炸药,采用288kg为12箱炸药。

04    炮眼布设计参数及装药量
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掏槽眼爆破参数选定

1.掏槽形式

根据围岩情况和实际开挖进尺,采用垂直楔形复合形掏槽。

2.掏槽眼参数

采用4组共8个掏槽眼,掏槽眼与开挖面的夹角取75度,上下两对掏槽眼间的距离取60cm,同一平面上两茬炮眼眼底的距离为30cm。

3.掏槽眼长度

 l掏= L掏/sin75=4.2/0.966=4.35m

4、掏槽眼装药量

 掏槽眼的装药量应该由掏槽区的方量来算定,装药系数应由掏槽区的总用量除以炮眼总长度。II级围岩以上掏槽眼单耗量达8~10kg、III级达4kg、IV级也达到3.5kg(断面平均才0.6~0.8kg),炮眼利用率在85%以上。II级围岩炮眼很容易装不下相应的炸药,引起掏槽不干净。

掏槽眼的装药系数为80%,则单孔装药量为:

q=l×τ×γ=4.2×0.8×0.75=2.52kg

实际取2.55kg(共计17卷)

掏槽眼总装药量为:Q掏=8×2.55=20.4kg。

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周边眼爆破参数选定

    1.周边眼间距与最小抵抗线

    根据围岩情况和隧道断面尺寸,光面孔间距取40cm,取小抵抗线取60cm,光爆密集系数为0.67。

2.周边眼数量

N周=L周长÷0.4=28.37÷0.4=70.9(个)

实际取71个炮眼。

3.周边眼装药

为了保证开挖净空,周边眼向外倾斜,采用间隔装药,周边眼入口处距轮廓线为10cm。则周边眼的长度为:

L周=sqr(42+0.12)≈4m。

取周边眼的装药系数为20%(经查应该取25~35%),则单位装药量为q周=4×0.2×0.75kg/m=0.6kg。取4卷,共80cm长。

4.周边眼装药总量

周边眼的装药量为:Q周=71×0.6=42.6kg。

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辅助眼爆破参数选定

1.底板眼单孔装药量:

  q=4.2×0.8×0.75=2.52kg       实取2.55kg共17卷。

  底板总长度为15m,底板眼间距60cm,共布25个眼,共63.75kg炸药。底板眼装药系数为60%。

    2.辅助眼单孔装药量:

  q=0.6×4×0.75=1.8kg        实取1.8kg共12卷。

3.炮眼数量:

    N辅=(Q-Q周-Q掏-Q底)/(l×τ×γ)

          =(288-20.4-42.6-63.75)/(4×0.6×0.75)

          ≈90个

    4.一般辅助眼都垂直掌子面,但靠近掏槽眼附近的辅助眼,向中心内斜,同时比普通眼多装10~15%的药,消除底部的三角块。

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05    炮眼布置及爆破参数
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炮眼布置

炮眼共计194个眼(其中掏槽眼8个、周边眼71个、底板眼25个、辅助眼90个)。

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爆破参数

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06    启炮网路连接及启爆

采用毫秒导爆管雷管,孔内延期爆。

采用簇联网络,每个簇联连接不得大于16根,本案例采用12根。簇联捆绑长度20cm。第二级簇联为16个,三级簇联连接在一雷管上。注意每级簇联必须同一段位的毫秒雷管。


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07    安全注意事项

1.掏槽要彻底,否则容易引起盲炮、进度短和补炮;掏槽附近辅助眼内斜,消除三角区;

2.每种类型的炮眼布置大致均匀;

3.周边眼的间距不得过大,间隔装药要均匀;辅助周边眼用药量适当加大;

4.周边眼的导爆索不要反向安装,一枚雷管最多不得带3条导爆索,会引起盲炮;

5.簇联数量不得超过16根,簇联长度要大于20cm。同一级簇联必须采用同一段数雷管。

6.严禁打残眼。隧道贯通前要有安全方案。

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