1、一、 工程概况：1、隧道总长 3211m2、隧道形状及断面要求：断面为半圆拱形，墙高 15m，宽 8m3、隧道特点及环境条件：隧道围岩坚固性系数 f=1113，隧道旁 55m 有一座水工隧道，水工隧道的安全振动速度不能超过 715 cms；同时，隧道为浅埋隧道，最小埋深为 22m，隧道上方沿隧道走向有另外一条南水北调中线工程隧道王家岭隧道，该隧道能够承受的最大振动速度为 3 cms4、地质条件：岩性以泥岩夹砂岩为主；区内构造节理不发育，地表水较发育，地下水以基岩裂隙水为主5、工期要求：隧道掘进工期定为 12 个月6、设计内容及要求完成设计说明书，主要内容包括：1）根据环境条件，进行最大装药量的
2、安全验算2）要求周边孔采用光面爆破施工，完成详细地隧道和炮孔装药参数表3）完成隧道断面布孔图，掏槽孔形状及布孔图4）完成所有炮孔装药结构图5）完成炮孔起爆顺序及起爆网路图6）主要技术经济指标a、断面开挖面积（ ） b、单位面积炮孔数（个）2mc、设计炮孔利用率（%） d、预计的循环进尺（m）e、每循环爆破岩石量（m ） f、比钻孔量（m/ m ）3 3g、炸药单耗（kgm ）二、掘进爆破方案及爆破安全要求1、隧道断面结构设计：2、掘进方式：隧道断面为半圆拱形，墙高15m，宽 8m。断面面积 145.13 2m西南科技大学环境与资源学院课程设计2采用分台阶掘进法，上断面掘进高度为 8m，面积为
3、57.13 ，下断面开挖面积2m88 ，为了减小爆破振动强度，上断面布置楔形掏槽孔，上次掘进爆破成形，2m单循环进尺控制在 1.52.7m 之间。下断面布置采用水平炮孔爆破开挖，单次爆破进尺为 5m。周边孔采光面爆破。上断面始终超前下断面 10m 以上。三、爆破参数设计：1、凿岩机具及爆炸物品：采用凿岩台车配备 9 台 7655 型气腿式凿岩机，孔径 40mm。2、确定最大段装药量：根据公式：Q m=R3(V/K)3/ 确定最大一段允许用药量。查表得：取 K=100 =1.5则，Q m1=2013.1 kg Qm2=9.5 kg取小值，则最大段允许用药量为 9.5kg。3、爆破参数设计：上断面
4、掏槽孔和崩落孔爆破参数： 炮孔深度。炮孔深度按下式计算L=（0.50.9）B 式中 B隧道宽度，m则， L=4.07.2m 但是，为了降低爆破振动，取崩落孔深度为 1.8m，掏槽孔超深 20cm。当工作面与王家岭隧道相距 22m 以上时，崩落孔的深度可加大至4.0m。 炸药单耗。隧道掘进爆破的炸药单耗主要与岩性和开挖断面积有关，可由公式计算k= 式中 k炸药单耗sf4.1f岩石普式系数S开挖断面积（S 大于 18时，取 18 ）2m2通过计算得， k=1.094-1.190 kgm 取 k=1.1 kgm3 3 单循环装药量 Q 。按照公式Q=ksl 式中 Q每循环的总装药量，kgk单位炸药消
5、耗量，kgm 3S隧道掘进尽断面积， 2ml工作面爆孔平均深度，m爆孔利用率，一般为0.850.95鉴于该段岩体的可爆性较好，本例取炮孔利用率为 0.9.因此 1.7m 和 4.0m 孔深的单循环装药量分别取为： 96.1kg 和 226.2kg。西南科技大学环境与资源学院课程设计3 炮孔间距。循环进尺为 1.7m 时，每对掏槽孔的孔口距 a 取 2.4m，孔底距取20cm，掏槽孔排距 a=30cm，掏槽孔两边布置的辅助孔孔距取 80cm，拱部的崩落孔孔距取 70cm。循环进尺为 4.0m 时，每对掏槽孔的孔口距 a 取 3m，孔底距取20cm，掏槽孔排距 a=30cm，掏槽孔两边布置的辅助孔
6、孔距取 70cm，拱部的崩落孔孔距取 90100cm。 单孔装药量 q。隧道掘进爆破的单孔装药量按下式计算q=nL 式中 q单孔装药量，kgn装药系数。查表并结合此例实际情况取：掏槽孔 n=0.8，崩落孔 n=0.7； L炮孔长度，m单位长度的药卷质量，kgm则，循环进尺为 1.7m 时q =0.82.20.96=1.69 kg q =0.71.70.96=1.14kg掏 崩循环进尺为 4.0m 时q =0.84.40.96=3.38 kg q =0.74.00.96=2.67kg掏 崩炮孔数目确定.先根据单位炸药消耗量进行估算，然后再依炮孔布置情况适当加以调整。通过公式 N= 式中：k掘进爆
7、破单位炸药消耗量，nkskgm 3L炮孔平均深度，m炮孔平均装药系数，查表可得K炸药的线装药密度，kgm炮孔利用率。所以得到初算 N=78 个。上断面周边孔爆破参数： 拱部周边孔光面爆破参数。光面层厚度：W=（1020）D=4080mm，一般取 W=5080cm。此设计取 70cm。炮孔间距 a：按 a=（1018）D 计算，考虑到拱部周边孔边界控制要求高，适当增加炮孔数目，取 a=45cm装药不耦合系数：K=1.82.0线装药密度，取 q=0.120.15 kgm 边墙周边孔爆破参数。炮孔间距 a=5055cm，本设计取 50cm。线装药密度：q = 0.250.35 kgm线 底板孔爆破参
8、数。底板孔距：a=7075cm，本设计取 70cm。装药系数：n=0.75西南科技大学环境与资源学院课程设计4单孔装药量循环进尺为 1.7m 时，q=nL=0.751.70.96=1.2kg循环进尺为 4.0m 时，q=nL=0.754.00.96=2.88kg 下断面爆破参数：上断面开挖后，为下断面提供了一个上向自由面，爆破条件有所改善，爆破振动速度强度降低，为增加单循环进尺，下断面采用水平深孔爆破。 炮孔深度 L。取炮孔深度 L=5.0m 抵抗线 W 和排距 b。由于台阶上表面为抵抗线，爆破岩体必须克服重力功，才能保证爆破效果，所以抵抗线不宜过大。然而抵抗线过小，则可能形成抛掷作用，造成爆
9、破飞石砸坏隧道的初期衬砌。所以取抵抗线 W=1.01.1m，排距b=0.9m。此设计中取 W=1.0m，排距取 b=0.9m 炮孔间距 a。边墙周边孔孔距 a=6570cm，取 a=70cm。地板孔距a=0.91.0m，取 a=1.0m。主炮孔间距按 m=1.11.2 计算，所以 a=1.01.1m，取 a=1.0m。 炸药单耗 k。本设计中岩性以泥岩夹砂岩为主，炸药单耗 k=0.250.35 kgm ，但是考虑到水平孔爆破上表面为抵抗线的特点，取炸药单耗3k=0.350.45 kgm ，设计中取 k=0.4 kgm 。3 3 单循环装药量 Q 。按照公式 Q=ksl 鉴于该段岩体的可爆性较好
10、，本例取炮孔利用率为 0.9.因此单循环装药量分别取为： 99kg139kg。 单孔装药量 q。主爆孔、底板孔的单孔装药量 q 按照公式 q=kWLa 或 q=kbLa来计算。所以 q=0.351510.451.151.1=1.752.72kg。 考虑到底板孔的爆破条件差，装药量可加大 1520，而第一排主炮孔因自由面条件较好，可减少 1015。为此，第一排主炮孔的装药量q=1.52.3kg，中间主炮孔 q=1.83.0kg，底板孔 q=2.13.1kg。 边墙周边孔的装药量则按照光面爆破方法确定，线装药密度q =0.120.20 kgm，单孔装药量 q=0.61.0 kg。线 炮孔数目确定。
11、通过公式 N= 计算kns则 N= 45 个。四、爆破施工设计：1、上断面爆破施工设计： 从距离底板 5060cm 处开始，沿隧道中心线两侧对称布置 3 对垂直楔形掏槽孔，掏槽孔与工作面呈 6570的夹角，孔深 L=2.2m。在掏槽孔与边墙之间布置四排辅助孔，第一排辅助孔与掏槽孔相距 20cm，最外排辅助孔与边墙相距 5060cm，此设计取 55cm。中间辅助孔的排距为 40cm。在隧道拱部呈弧形布置五排崩落孔，排距为 6070cm，此设计取 70cm，其钻孔方向向外倾斜 5，两侧边墙周边孔间距 5055cm，此设计取 50cm。拱部周边孔间距 45cm。底板孔直接布置在底部边界上，并向下倾斜
12、 10钻孔，孔距 7075cm，此设计取70cm。除掏槽孔外所有炮孔均为垂直，孔深 L=1.7m。西南科技大学环境与资源学院课程设计5炮孔布置形式及其孔网参数如下图所示：西南科技大学环境与资源学院课程设计6 装药结构与单孔装药量。除周边孔采用轴向空气间隔装药外，其余炮孔均采用连续装药结构。拱部周边孔及边墙周边孔采用直径为 25mm、长 20cm、质量100g 的卷状乳化炸药；底板孔使用直径 35mm、长 20cm、质量 200g 的卷状乳化炸药；其余炮孔均使用直径 35mm、长 20cm、质量 150g 的卷状 2 号岩石铵梯炸药。各类炮孔的装药量列于下表：上断面掘进爆破炮孔装药参数表炮孔装药
13、量（kg）炮孔深度倾斜度 炸药（乳化炸药） 炸药（2 号岩石铵梯炸药）孔种类炮孔个数单孔深度总深 垂直水平卷数 重量 总重卷数 重量 总重雷管段别掏槽孔6 2.2 13.2 0 60 45 150g 6.7kg 1辅助孔104 1.7 176.8 0 0 520 150kg 78kg 4-18拱部周边24 1.7 40.8 0-5 0-5 120 100g 12kg 20西南科技大学环境与资源学院课程设计7孔边墙周边孔18 1.7 30.6 0 5 90 100g 9g 18底板孔12 1.7 20.4 10 0 60 200g 12kg 19总计 164 281.8 270 33kg 565
14、 84.7kg起爆顺序与起爆方法。采用非电导爆管雷管孔内毫秒延迟起爆顺序系统。为了控制爆破的地标振动速度强度，并获得较好的爆破效果，起爆顺序为：首先所有掏槽孔同时起爆，然后依次为辅助孔、崩落孔、边墙周边孔和拱部周边孔。其中，辅助孔、崩落孔又按先内后外的顺序逐排起爆，单段最大装药量为9.5kg。每个炮孔内装入一发非电导起爆管毫秒雷管，雷管段别图所示。采用串并联方式起爆，主传导管用雷管引爆，并保证各段的延迟时间间隔大于 50ms，以避免地震波叠加而产生过大的地表振动速度。2.下断面施工设计。爆孔布置。在下断面横截面上共布置 11 排主炮孔，从上往下第一排孔底抗线为 1.1m，其余排距 0.9m，每
15、排 8 个炮孔，孔距 1.0m。两侧边墙各布置四个周边孔，孔距 0.7m，其钻孔方向沿开挖边界向外倾斜 5。沿底板边界布置六个底板孔，孔距 0.91.0m,钻孔方向向下倾 10。炮孔布置形式与尺寸如图所示。西南科技大学环境与资源学院课程设计8西南科技大学环境与资源学院课程设计9装药结构与单孔装药量。装药结构与上断面相同。除底板孔使用单卷质量为 200g 的乳化炸药外，其余炮孔均使用单卷质量为 150g 的 2 号岩石铵梯炸药。各炮孔的单孔装药量列于下表。下断面掘进爆破炮孔装药参数表炮孔装药量（kg）炮孔深度倾斜度 炸药（乳化炸药） 炸药（2 号岩石铵梯炸药）孔种类炮孔个数单孔深度总深 垂直水平
16、卷数 重量 总重 卷数 重量 总重雷管段别主炮孔83 5 415 0 0 1411 150g 211.6kg 1-15中间底板孔7 5 35 0 10 119 100g 11.9kg 16西南科技大学环境与资源学院课程设计10周边孔30 5 150 5 5 510 100g 51kg 17两侧底板孔2 5 10 10 0 34 200g 6.8g 18总计 122 610 663 69.7kg 1411 211.6kg起爆顺序与起爆方法。仍采用非电导爆管雷管孔内毫秒延迟起爆系统，起爆顺序为：主炮孔、中间底板孔、周边孔、两侧底板孔。各炮孔的雷管段别见图和表，单段最大装药量为 9.5kg。五、主要技术经济指标a、断面开挖面积（ ）： 上断面开挖面积： 57.13 下断面开挖面积：2m2m88 2b、单位面积炮孔数（个）： 上断面炮孔数：164 个 下断面炮孔数：122个c、设计炮孔利用率（%） 90% d、预计的循环进尺（m） 1.7me、每循环爆破岩石量（m ）上断面：97.1 m 下断面 440 m33 3f、比钻孔量（m/ m ） 上断面：0.018 m/ m 下断面：0.011 m/ m 3g、炸药单耗（kgm ） 上断面：1.1 kgm 下断面：0.4 kgm3 3
