《攀大高速中坝隧道掘进爆破设计》 12
第三章 上台阶掘进爆破设计
3.1 上台阶掘进爆破参数设计 3.1.1 炮孔直径
隧道掘进爆破的炮孔直径均设计为40mm。
3.1.2 单循环爆破进尺
综合考虑隧道的围岩条件以及支护结构的设计情况，根据工程类比，单循环实际进尺设计为2.0m。掘进炮孔的深度（炮孔底至掌子面的距离）设计为2.2m。
3.1.3 炸药单耗
根据隧道围岩的力学强度、开挖断面尺寸以及周边要求光面爆破的特点，并结合类似工程的经验，在采用煤矿许用乳化炸药时，设计选取掘进爆破的炸药单耗q?0.8~0.9kg/m3。
3.1.4 单循环开挖爆破的炸药耗量
单循环开挖爆破的炸药耗量一般根据所爆破的岩石体积计算，即由下式给出：
Q=qsL? （3－1） 式中：Q— 每一循环炸药耗量，kg；
q—炸药单耗，kg/m3；
s—上台阶掘进断面面积，100m2；
，2.2m； L—掌子面上炮孔的平均深度（炮孔底至掌子面的距离）
?—炮孔利用率，一般在0.90～0.95之间，设计按照0.91计算。
将计算结果取整后，得到单循环爆破的炸药耗量为Q?100~113kg。
3.1.5 单孔装药量计算方法
单孔装药量由下式计算：
Q0=?LG/h （3－2）
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式中 Q0—单孔装药量，kg；
?— 装药系数，按照爆破类型的不同，一般取0.45~0.75； L—掌子面上炮孔的长度，m； G—每个药卷质量，kg；
h—每个药卷长度，m。
一般地，在工程爆破中如采用φ32mm的乳化炸药卷，药卷质量一般为0.20 kg/卷，每个药卷的长度按0.2m计算。将光面爆破孔的装药系数计算在内时，平均装药系数取为0.45~0.60，则平均单孔装药量Q?1.7~2.0kg。
3.1.6 炮孔堵塞长度
炮孔堵塞长度一般可根据炮孔直径和确定：
l堵3(20~30)d （3－3） 式中：l堵— 炮孔堵塞长度，m；
d— 炮孔直径，m。
经计算，l堵?0.8~1.2m。对于光面爆破孔的堵塞长度应不小于0.4m，其他炮孔的堵塞长度选取为0.9~1.3 m。
3.1.7 掏槽孔爆破参数设计
由于单循环掘进爆破的进尺只有2m，最大炮孔深度为2.2m，设计采用单层垂直楔形掏槽方式。
（1） 掏槽孔夹角
一般地，楔形掏槽孔的夹角为45o～60o较为适宜。由于掘进爆破的断面宽度约20m，为减小掏槽孔爆破的夹制作用，改善掏槽孔的爆破效果，设计选取内层掏槽角?1?52?。
（2）掏槽孔的孔底间距
每对掏槽孔的孔底距一般为0.1～0.3m，硬岩取小值，软岩取大值。对于中等硬度的砂岩，设计选取每对掏槽孔的孔底距为0.2 m。
（3）掏槽孔及辅助掏槽孔的深度
掏槽孔的孔深一般比单循环掘进炮孔超深h0=0.1~0.3m，且软岩取小值、硬
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岩取大值。因此，这里设计选取掏槽孔超深h0=0.2m，则掏槽孔的孔深为2.4m，辅助掏槽孔的孔深与掘进孔相同，即取值2.2 m。
（4）掏槽孔孔口距
掏槽孔孔口距根据以下公式计算：
骣a0(L+h)ctg?+ B=2琪 （3－0琪2桫4）
式中：h0—掏槽孔的超深，m；
?—掏槽孔倾角；
a0—掏槽孔的孔底距，m。
计算并取整，得到第一排掏槽孔的孔口距B?4.0 m。 （5）掏槽孔及辅助掏槽孔的排距
为保证掏槽孔的爆破效果，每对掏槽孔之间的排距为b0?0.55 m，辅助掏槽孔的排距为b0?0.6 m。
（6）掏槽孔及辅助掏槽孔的装药量
掏槽孔的单孔装药量一般比平均单孔装药量增大20~30%，且与掏槽孔倾角有关，设计选取掏槽孔的单孔装药量为1.8kg；辅助掏槽孔的单孔装药量设计选取为1.5~1.7kg。
（7）掏槽孔堵塞长度
设计选取掏槽孔的堵塞长度为1.3m；辅助掏槽孔堵塞长度设计为0.8~1.0 m。
3.1.8 掘进孔（底板孔）爆破参数设计
（1）内外层掘进孔之间的距离
为保证掘进孔的爆破效果，掘进孔排距为（2）同排掘进孔的孔距
根据经验，掘进孔孔距取为1.1 m。 （3）掘进孔的单孔装药量
掘进孔的单孔装药量按照0.55的装药系数选取，设计取为1.2kg；底板孔增大10%~20%，其装药量设计为1.4kg。
（4）掘进孔堵塞长度
b0=1.0 m。
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掘进孔堵塞长度设计为1.1~1.2m。
3.1.9 周边孔光面爆破参数设计
（1）光爆孔的孔距
光面孔的间距与炮孔直径、岩性和节理裂隙发育程度等因素有关。孔距过大，难以爆出平整光面，孔距过小会增加钻孔费用，且易产生大块。通常光面孔的孔距可按炮孔直径选取：
a=10~18)d 光( （3－5）
a式中：光—光面炮孔的孔距，m；
d —光面炮孔的孔径，m。
由于爆区岩体的强度较高，且节理、裂隙发育，光面炮孔的孔距不宜过大，经计算且根据工程类比，取光面炮孔的孔距0.5 m。
（2）光爆孔的最小抵抗线
通常，光爆孔最小抵抗线（最后一圈掘进孔与周边孔的距离）多为光面爆破孔孔距的1.2~1.8倍。岩石破碎、软弱时取小值。考虑到隧道围岩为强度较高的砂岩，设计选取光爆孔的最小抵抗线0.7~0.8m。
（3）光爆孔的线装药密度
根据隧道围岩的实际情况，结合经验，在采用乳化炸药时，选取光爆孔线装药密度0.18 ~0.25kg/m。
（4）光面爆破的单孔装药量
光面爆破的单孔装药量按照线装药密度计算，由下式给出：
Q=q0l光 光 （3－6）
Q式中：光—光爆孔单孔装药量，kg； q0—光爆孔线装药密度，kg/m； l光—光爆孔长度，2.2m；
Q=0.5kg经计算，取光面爆破的单孔装药量为光。 （5）光爆炮孔的堵塞长度
光爆炮孔的堵塞长度和堵塞质量直接关系到周边孔的爆破效果，一般堵塞长度应不小于0.4m。
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3.1.10 爆破设计参数汇总表
隧道掘进爆破的主要参数列于表3-1。
表3—1 攀大高速中坝隧道上台阶掘进爆破参数汇总表
孔数/炮孔类型 个 掏槽孔 辅助掏槽孔 掘进孔Ⅰ 掘进孔Ⅱ 掘进孔Ⅲ 掘进孔Ⅳ 底板孔 光爆孔 合计 10 10 8 6 12 15 13 39 113 度/m 2.4 2.4 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 /m 3.06 2.53 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 /m 1.8 1.7 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 —— /m 1.26 0.83 1 1 1 1 1 ≮0.4 卷 9 8.5 6 6 6 6 6 1.5 /kg 1.8 1.7 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 0.3 /kg 18 17 9.6 7.2 14.4 18 15.6 11.7 111.5 炮孔深炮孔长度装药长度堵塞长度药卷个数/单孔药量小计导爆索用量39?2.6=101.4m （每孔导爆索用量为2.6m） 备注：1、周边炮孔使用φ25mm-200mm-100g的药卷，采用轴向空气间隔装药，导爆索起爆，每节药卷之间空余20cm的间隔；若使用φ32mm的药卷，则每卷分为2~3段进行轴向间隔装药。 2、其余炮孔使用φ32mm-200mm-200g的药卷。 3.2 上台阶掘进爆破施工设计 3.2.1 炮孔布置
掘进爆破掏槽孔及辅助掏槽孔采用矩形布置，掏槽孔的孔深为2.2m（孔长为3.6m），辅助掏槽孔的孔深为2.2m。各对掏槽孔之间的排距为0.5m，每对掏槽孔的孔口距5.5m，掏槽孔与掌子面夹角为42°。各对辅助掏槽孔之间的排距0.7 m，每对辅助掏槽孔的孔口距为6.9m，与掌子面夹角为依次为50°、60°、70°、80°。掏槽孔和辅助掏槽孔均从底板以上0.8m处开始布置，沿铅垂方向为孔距，水平方向为排距。
掘进孔呈弧形布置（与隧道周边圆弧相近），孔距为1.0m，前后排距为0.85m，孔深2.2m；所有掘进孔垂直掌子面钻进。与周边光面爆破炮孔相邻的掘进炮孔应布置在开挖边界内侧75~80cm处，即最外层掘进孔的连线与隧道开挖边界相
隧道爆破设计方案 (新)
