隧道钻爆工程设计指南.docx
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隧道钻爆工程设计指南
课程设计
课程名称：
隧道工程
设计题目：
隧道钻爆设计
院系：
土木工程系
专业：
隧道工程
年级：
2010级
姓名：
指导教师：
西南交通大学峨眉校区
2013年5月23日
课程设计任务书
专业姓名学号
开题日期：
2013年5月23日完成日期：
2013年5月28日
题目隧道钻爆设计
一、设计的目的
掌握隧道钻爆设计过程。
二、设计的内容及要求
根据提供的隧道工程，确定各炮眼类型的炮眼数目；编制钻爆参数表；绘制钻爆设计图；绘制爆破网络图
三、指导教师评语
四、成绩
指导教师（签章）
年月日
隧道概况：
某海底隧道的服务隧道处于花岗岩地层，无地下水，隧道为马蹄形断面，采用三班三循环作业，炮眼利用率0.9，采用2号岩石铵梯炸药，药卷直径32mm。
其中，围岩级别为Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ级，断面积为24、28、30、32、34m2，月掘进计划为150m、160m、170m。
每月施工28d，采用三班三循环作业。
要求：
针对以上工程，进行其中一种情况的爆破设计，包括计算炮眼数量、确定循环进尺（深度、长度等）、确定各炮眼类型的炮眼数目、分配药量、编制钻爆参数表、绘制钻爆设计图、绘制爆破网络图。
任务分工如下表：
2010级隧道组《隧道工程钻爆设计》分工表
序号
学号
姓名
围岩级别
断面面积/m2
月掘进计划/m
50
Ⅳ
26
160
隧道爆破设计实例
1、工程概况
某海底隧道的服务隧道处于花岗岩地层，无地下水，隧道为马蹄形断面，采用三班三循环作业，炮眼利用率0.9，采用2号岩石铵梯炸药，药卷直径32mm。
其中，围岩级别为Ⅳ级，断面积为26m2，月掘进计划为160m。
每月施工28d，采用三班三循环作业。
2、施工方案选择
为了保证隧道开挖质量，又能加快施工工期，采用全断面光面爆破施工方案。
每月施工28d，采用3班循环掘砌平行作业，月掘进计划进尺为160m。
3、爆破参数选择
1、计算炮眼数N
N——炮眼数目，不包括未装药的空眼数。
q——单位耗药量
S——开挖断面积，m²。
τ——装药系数，即装药长度与炮眼全长的比值，可参考表1
γ——每米药卷的炸药量，kg/m,2号岩石铵梯炸药的每米质量见表2
开挖断面S=26m2
单位炸药消耗量根据表5——5选取，q=1.1kg/m³。
表5——5隧道爆破单位耗药量（kg/m³）
掘进断面积/m²
围岩类别
Ⅳ～Ⅴ
Ⅲ～Ⅳ
Ⅱ～Ⅲ
Ⅰ
4～6
1.5
1.8
2.3
2.9
7～9
1.3
1.6
2.0
2.5
10～12
1.2
1.5
1.8
2.25
13～15
1.2
1.4
1.7
2.1
16～20
1.1
1.3
1.6
2.0
40～43
1.1
1.4
装药系数τ根据表5——3，并综合考虑各类炮眼的装药系数选取，τ=0.45。
表5——3装药系数τ值
炮眼名称
围岩类别
Ⅳ、Ⅴ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅰ
掏槽眼
0.5
0.55
0.60
0.65～0.80
辅助眼
0.4
0.45
0.50
0.55～0.70
周边眼
0.4
0.45
0.55
0.60～0.75
根据表5——4选取γ=0.78，代入上式则有
个
实际取81个炮眼。
表5——42号岩石铵梯炸药每米质量表
药卷直径/mm
32
35
38
40
44
45
50
γ/（kg/m）
0.78
0.96
1.10
1.25
1.52
1.59
1.90
2、每循环炮眼深度
本工程的月掘进循环计划进尺为160m，每掘进循环的计划进尺数l=160÷28÷3=1.905m,本设计取炮眼利用率η=0.9，则根据炮眼深度计算式有L＝l/η=1.905/0.9=2.17m
实际取炮眼深度为2.5m，每循环进尺l′=2.5×0.9=2.25m
一般深掏槽眼较炮眼深度加深0.15～0.25m。
故掏槽眼及底眼深度:
2.5m+0.2m=2.7m。
辅助眼、帮眼、顶眼深度：
2.5m。
3、炮孔直径
由于为海底隧道的服务隧道处于花岗岩地层，无地下水，隧道为马蹄形断面，因此，选用2号岩石铵梯炸药，其药卷直径为32mm，长度为200mm，每卷质量为0.15kg。
炮孔过小，不利于装填药卷；炮孔过大，会降低爆破效果和钻眼速度。
根据施工单位常用的钻孔设备和选用的药卷直径，确定炮孔直径为42mm。
4、炮眼间距和排距
（1）、掏槽眼
根据本隧道断面较大的特点，确定采用复式楔形掏槽。
共布置12个掏槽眼，其中深掏槽眼8个，眼深在每循环炮眼深度的基础上加深0.2，故深度取2.4m；浅掏槽眼4个，深度取1.5m。
（2）、周边眼
中硬岩光爆孔间距一般取450～600mm，最小抵抗线取600～750mm。
根据实际情况，选取本隧道光爆孔间距为500mm，最小抵抗线为600mm，光爆系数为0.83。
周边眼向外倾斜，眼底距轮廓线为100mm。
掏槽爆破参数
查表7-2-9知Ⅲ级围岩三级复式掏槽爆破参数：
最外层掏槽眼与开挖面间夹角，向内依次为65°、58°，上、下排掏槽眼间的距离
，同一平面上两炮眼眼底的距离
。
（3）炮眼长度
最长掏槽眼长度：
向内依次为1.64m、0.74m，最外层掏槽眼眼口的距离B为:
B=2c+b=2*2.9*0.342+0.3=2.28m
向内依次为1.68m、1.08m。
辅助炮眼长度：
因辅助炮眼垂直于开挖面，所以L辅=2.5m。
为了钻眼方便，各周边眼眼口均距开挖轮廓线5cm，其眼底超出开挖轮廓线10cm。
帮眼和顶眼长度：
底眼长度：
炮眼示意图见附录-1。
实际取33个。
（4）、辅助眼
为了减小钻眼工作量，加快施工速度，辅助眼间距应适当加大，本隧道布置1圈辅助眼，辅助眼间距为770mm，共布置36个辅助眼。
5、装药量
（1）根据装药量计算式，计算一个循环的总装药量
Q=qV=1.1×26×2.25=64.35kg。
各个炮眼的装药量（折合卷数）分配如下：
64.35/0.15=429卷
（2）按装药系数计算单孔装药量及总装药量
由表5——3查得，掏槽眼装药系数τ=0.55，辅助眼装药系数τ=0.4，周边眼装药系数τ=0.4。
为了保证光面爆破效果，周边眼装药系数取τ=0.45。
单个炮孔的装药量、装药卷数与装药系数、炮眼深度和单个药卷的长度及质量有关，则：
12*0.55+36*0.4+24*0.45+9*0.45=（12+36+24+9）*τ
τ=0.446
与预先计算值相同，故可取，按上列装填系数进行分配是可以的。
实际每个炮孔装药量如下：
最外层掏槽眼装药量=0.78*0.55*2.9=1.24Kg，折合卷数8.3卷，采用8卷。
中间层掏槽眼装药量=0.78*0.55*1.64=0.70Kg，折合卷数4.7卷，采用5卷。
最内层掏槽眼装药量=0.78*0.55*0.74=0.32Kg，折合卷数2.2卷，采用2卷。
每个辅助眼装药量=0.78*0.4*2.25=0.79Kg，折合4.7卷，采用5卷。
每个帮眼、顶眼装药量=0.78*0.45*2.25=0.70Kg，折合5.3卷，采用6卷。
每个底眼装药量=0.78*0.45*2.25=0.79Kg，折合5.3卷，采用5卷。
各种炮眼用药量为：
掏槽眼：
4*8+4*5+4*2=60卷
辅助眼：
36*5=180卷
帮眼和顶眼：
24*6=144卷
底眼：
9*5=45卷
总共合计：
60+180+144+45=429卷；与计算值相同，故认为合理。
4、炮眼布置
炮眼面置如图所示，爆破参数见表5——10
表5——10参数表
炮孔名称
炮孔编号
孔深/m
孔数
单孔装药量/kg
总装药量/kg
雷管段别
起爆顺序
掏槽眼
1～4
1.5
4
0.32
9.04
10
2
5～8
2
4
0.70
9
9～12
2.4
4
1.24
8
辅助眼
13、14、21、22
2.5
4
0.79
28.44
1
1
15、16、23、24
4
0.79
3
17、18、25、26
4
0.79
5
19、20、27、28
4
0.79
7
29～48
20
0.79
12
周边眼
49～57
2.7
9
0.79
26.87
15
3
58～81
2.5
24
0.70
14
合计
81
64.35
炮眼布置图
5、爆破网路及起爆
根据爆破器材情况，采用毫秒导爆管雷管1、3、5、7、8、9、10、12、13、14、15段，孔内延期起爆法。
各个炮眼所使用的毫秒导爆管雷管段别为：
4个浅掏槽眼1～4号使用10段，4个深孔掏槽眼9～12号使用8段，36个辅助眼13～48号使用1、3、5、7、12段，33个周边眼49～57号和58～81号使用15段和14段。
采用簇联网路，所有炮眼共分为7簇，除了由掏槽眼组成的一簇包括12个炮眼外，其余各簇根据位置随机决定炮眼组成。
每簇采用一发瞬发导爆管起爆，7发瞬发导爆管雷管由1发8号电雷管起爆。
下图为爆破网路图，采用连续装药结构，反向起爆方式。
爆破网路图
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