毛蓬岗隧道钻爆设计与施工方案一.编制依据1、建设单位下发的有效设计图纸；2、技术交底文件；3、《爆破安全规程》（GB6722—2003）；4、《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》；5、《安全生产法》；6、《铁路隧道监控量测技术规程》(TB10121-2007 )；7、《《铁路隧道工程施工安全技术规程》(TB10304-2009 )；8、《铁路工程施工安全技术规程》（上册）(TB10401.1-2003)；9、《铁路工程施工安全技术规程》（下册）(TB10401.2-2003)；10、《民用爆炸物品管理条例》；11、《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》( [2007]200号)。
二.适用范围本方案适用于毛蓬岗隧道开挖时Ⅱ～Ⅴ级围岩的爆破控制，为隧道爆破的安全施工提供技术方案。
三.工程概况杭黄铁路HHZQ-3标段三分部施工段共有一座隧道，为毛蓬岗隧道。
毛蓬岗隧道地处杭州市下辖的萧山区境内，进口位于萧山区所前镇传芳村，出口位于萧山区进化镇诸坞村。
隧道左线起讫里程：DK27+154～DK32+909，全长5575m；右线起讫里程：YDK27+154～YDK31+143.794，全长4128.794m。
隧道左线DK27+154-DK32+541.59位于半径R=4600m的右偏曲线上，隧道右线YDK27+015-YDK32+488.76位于半径R=4400m的右偏曲线上，其他段落位于直线上。
隧道内纵坡为人字坡。
隧道出口线路存在长链。
围岩分级：Ⅴ级围岩1794m，Ⅳ级围岩1734m，Ⅲ级围岩2279m，Ⅱ级围岩3630m。
隧道区地质条件复杂，发育有F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7共7条断层带，3处接触带、1处节理密集带，断层带地下水发育。
四.爆破技术参数设计概述隧道爆破的效果和质量在很大程度上决定于钻眼爆破参数的选择。
除掏槽方式及其参数外，主要的钻眼爆破参数还有：单位炸药消耗量、炮眼深度、炮眼直径、装药直径、炮眼数目等。
合理地选择这些爆破参数时，不仅要考虑掘进的条件(岩石地质和隧道断面条件等)，而且还要考虑到这些参数的相互关系及对爆破效果和质量的影响(如炮眼利用率、岩石破碎块度等)。
4.1 单位炸药消耗量单位炸药消耗量不仅影响岩石破碎块度、岩块飞散距离和爆堆形状，而且影响炮眼利用率、井巷轮廓质量及围岩的稳定性等。
合理确定单位炸药消耗量决定于多种因素，其中主要包括：炸药性质(密度、爆力、猛度、可塑性)、岩石性质、井巷断面、装药直径和炮眼直径、炮眼深度等。
随着不同的隧道岩性的爆破试验和经验总结，其所得出的炸药单耗q值还需在实践中作些调整。
4.2 炮眼直径炮眼直径大小直接影响钻眼效率、全断面炮眼数目、炸药的单耗、爆破岩石的块度与岩壁的平整度。
在隧道内掘进施工中主要考虑断面大小、炸药性能和钻眼速度来确定炮眼直径；在明挖段的爆破开挖还要考虑周边建筑物的安全问题。
在本工程的爆破钻眼施工中，将根据不同的爆破地点采取不同的钻眼直径。
在本工程的爆破钻眼施工中，采取φ42mm及φ32mm的钻孔钻凿隧道断面内的各爆破炮孔和临时支护锚杆孔。
4.3 炮眼深度从钻眼爆破综合工作的角度说，炮眼深度在各爆破参数中居重要地位。
因为，它不仅影响每一个掘进循环中各工序的工作量、完成的时间和掘进速度，而且影响爆破效果和材料消耗。
在本工程中，将针对不同围岩类型、开挖方法、爆破环境来调整炮眼深度，其炮眼深度范围：在1.2m~3.5m之间选取（掏槽深度为3.5m时中间空孔为3.7m）。
在具体的爆破施工中，将根据岩性和前几次的爆破效果适当加深或减小炮眼深度以提高循环进度。
4.4 炮眼数目炮眼数目的多少，直接影响凿岩工作量和爆破效果。
孔数过少，大块增多，轮廓不平整甚至出现爆不开的情形；孔数过多，将使凿岩工作量增加。
炮眼数目的选定主要同爆破断面、岩石性质及炸药性能等因素有关。
确定炮眼数目的基本原则是在保证爆破效果的前提下，尽可能地减少炮孔数目。
4.5 炮眼利用率炮眼利用率是合理选择钻眼爆破参数的一个重要准则。
通常用爆破全断面的炮眼利用率来进行定义和计算，即：全断面炮眼利用率=每循环的工作面进度/炮眼深度试验表明，单位炸药消耗量、装药直径、炮眼数目、装药系数和炮眼深度等参数对炮眼利用率的大小产生影响。
在本方案设计中，炮眼利用率在0.8~0.9之间，计算时取0.85。
4.6 炮眼布置4.6.1 炮眼布置要求对于隧道爆破，除合理选择掏槽方式和爆破参数外，为保证安全，提高爆破效率和质量，还需合理布置工作面上的炮眼。
其合理的炮眼布置应能保证：①有较高的炮眼利用率。
②先爆炸的炮眼不会破坏后爆炸的炮眼，或影响其内装药爆轰的稳定性。
③爆破块度均匀，大块率少。
④爆破后断面和轮廓符合设计要求，壁面平整并能保持井壁围岩本身的强度和稳定性。
⑤爆堆集中，飞石距离小，不会损坏支架或其他设备；⑥爆破后断面和轮廓符合设计要求，超挖和欠挖量在允许范围内，壁面平整并能保持隧道周围岩体本身的稳定性；⑦便于打眼，尽可能减少钻眼机械和设备的移动。
4.6.2 炮眼布置的方法和原则①布置周边眼，周边眼布置在设计轮廓线上，也可以根据岩层的性质进行调整，一般为了打眼，通常向外（或向上）偏斜10～20°。
眼底落在设计轮廓线外不超过10cm，最小抵抗线应从眼底算起。
炮泥堵塞长度不应小于0.2m。
②布置掏心眼，采用斜眼掏心通常掏心眼布置在断面中央偏下位置，掏心眼应比其他炮眼深10%～25%，装药系数也比其他炮眼大。
③布置掘进眼，掘进眼以槽洞为中心层层布置，它的最小抵抗线W由岩石坚固系数和炸药的的爆力决定，我分部一般取W在0.7～0.9m之间，其间距a=mW。
装药邻近系数m=0.8～1.0。
④布置底板眼，底眼的最小抵抗线和炮眼间距通常和掘进眼的相同。
为避免隧道底板留下根底或使坡度曾大，可以适当曾大眼底超出设计轮廓线的距离，同时增大装药系数。
五.隧道开挖爆破设计本工程的隧道开挖由于受地质条件多变等因素的影响，施工中将随时对施工方法进行合理的调整。
本设计中将分别就单线Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级、Ⅴ级围岩分别采取全断面法、台阶法及双线Ⅳ级、Ⅴ级围岩采用三台阶临时仰拱法进行爆破参数的设计。
5.1隧道开挖方法1、对于单线段Ⅱ、Ⅲ级围岩岩性较好，属坚硬岩石，采用全断面法进行钻爆开挖,每循环进尺3.0m。
2、单线段Ⅳ、Ⅴ级围岩采用台阶法钻爆掘进，台阶长度15～20m，开挖后跟紧支护。
上台阶开挖15～20m后开始开挖下台阶，上、下台阶同时掘进，上断面循环进尺2.5m，下断面循环进尺2.0m。
3、双线段Ⅳ级、Ⅴ级围岩，由于围岩性质较差严格控制装药量及按照光面爆破设计施工，减少炮轰波对围岩的扰动，达到爱护围岩的目的，采用三台阶临时仰拱法。
5.2隧道光面爆破设计隧道爆破开挖时，无论是哪类围岩，都必须对其采取控制爆破技术，主要是通过对岩性类型的判断，合理的选取爆破参数。
关键是掏槽眼和周边眼爆破参数的选取。
合适的爆破参数将对隧道周边围岩的破坏起到非同寻常的爆破效果。
本工程采取光面爆破控制技术。
5.2.1 光爆参数的选取光面爆破参数的正确选择对于对于光面爆破的设计是一个很重要的问题，一些计算公式虽然有一定的理论依据，但其中大多数参数来自经验的积累，因此如果某一个参数选择不当，爆破效果便会达不到预期的目的。
影响光面爆破效果的参数主要有：周边炮眼直径和间距、周边炮眼深度和角度、光爆层厚度、周边炮眼装药结构。
1、周边炮眼直径和间距周边炮眼间距a=(12～16)d，当周边炮眼孔径为35～45mm，炮眼间距取为0.45～0.7m时一般能获得较好的光面爆破效果。
在节理裂隙发育或层理明显、不易控制爆破裂隙方向的岩体中，或对开挖轮廓质量要求较高时，周边眼的间距可以适当缩小为0.4～0.6m ，或加打空眼。
2、周边眼角度和深度炮眼深度一般为2～4m 米的掘进深度。
周边炮眼应布置在轮廓线上，为了使隧道的开挖断面不至于越挖越小故钻眼时钻机要向上（拱部）或向外（边墙）甩出一个角度，这个角度应控制在20°以内。
3、光爆层的厚度光爆层就是指周边孔与最外层主爆孔之间的一圈岩石层。
光爆层的厚度就是周边孔的最小抵抗线。
光爆层的厚度W 与周边孔距a 有密切关系，可用两者比值K=a/W 表示，K 即为周边孔的密集系数。
K 值的大小影响钻孔作业量和光爆效果，在一般情况下，K 值总是小于1的，通常取K=0.8。
光爆层的厚度即最小抵抗线为：cal qW式中 q —单孔药量；l —炮眼深度；a —炮眼间距；c —爆破系数，一般c 值变化范围约为0.2～0.5kg/3m一般情况下隧道光爆层厚度为0.6～0.7m ，特殊情况可根据现场情况加以调整。
4、周边孔装药结构经验及实践表明：要实现理想的光面爆破，不仅必须选择适当的周边炮眼间距和抵抗线，而且一定要采用合理的装药结构和装药量。
一般情况下，炮眼单位长度的装药量为0.14～0.16kg/m，装药结构为轴向空气间隔、径向空气隙缓冲装药，装药结构如图：光面爆破装药结构1—炮泥；2—导爆索；3—药卷5.2.2 炮孔布置和装药1、单线Ⅱ、Ⅲ级围岩全断面开挖周边眼布置在轮廓线上采用不耦合装药，孔底外插量控制在10cm 以内，掏槽眼梅花状布孔，斜眼掏槽，掏槽中心在断面中心偏下位置，钻爆施工时将根据设计断面和实际围岩情况逐步调整。
其钻爆示意如图1所示。
2、单线Ⅳ、Ⅴ级围岩台阶法开挖Ⅳ、Ⅴ级围岩采用台阶钻爆掘进，台阶长度15～20m，开挖后跟紧支护。
上台阶开挖15～20m后开始开挖下台阶，上、下台阶同时掘进，上断面循环进尺2.5m，下断面循环进尺2.0m。
其钻爆示意如图2所示。
上断面沿轮廓线布置周边眼并严格控制其角度，掏槽眼布在断面中心偏下位置，使其和底眼之间不再设崩落眼，崩落眼以槽洞为中心逐层布置，最后布置底眼，底眼钻爆参数与崩落眼相同。
下断面帮眼沿轮廓线布置，不需掏槽，掘进眼层层布置，最后布置底板眼，钻爆施工时将根据设计断面和实际围岩情况逐步调整。
图1 单线Ⅱ、Ⅲ级围岩全断面钻爆示意图9图2 单线Ⅳ、Ⅴ级围岩台阶法钻爆示意图103、双线Ⅳ、Ⅴ级围岩三台阶临时仰拱法开挖Ⅳ、Ⅴ级围岩岩性较差，岩石较松散，采用三台阶临时仰拱法开挖法施工按“小断面、短进尺、弱（不）爆破、强支护、勤量侧”的原则掘进。
将断面分为三台阶进行开挖掘进。
上台阶约3.8m，中台阶约3.8m，下台阶约3.7m。
若爆破分部开挖①部，①部采用两侧掏槽法，滞后①部一段距离后②、③部弱爆破左右交错开挖,滞后③部一段距离弱爆破交错开挖④、⑤部，⑥、⑦、⑧部逐层开挖，各部分支护跟紧；周边眼采用多炮孔不耦合隔孔装药。
其钻爆示意如图3所示。
爆破相关参数见表1、2。
图3 Ⅳ、Ⅴ级围岩钻爆示意图表1 双线Ⅳ级围岩开挖①部爆破参数表开挖部位孔位孔数(个)孔深(m)炮眼长度(m)炮眼角度(°)孔距(mm)抵抗线(mm)单孔药量(kg)装药长度(m)堵塞长度(m)段装药量(kg)雷管段别备注①部中、左侧中心空孔 1 2.5 2.5 90 400 0掏槽眼 4 2.4 2.7 65 400 1.5 1.3 0.6 6.0 1辅助掏槽7 2.2 2.6 85 700 700 0.9 1.0 0.7 6.3 3内圈辅助眼9 2.0 2 90 650 700 0.6 1.0 0.7 5.4 5顶部辅助眼21 2.0 2.0 90 662 700 0.6 1.0 0.7 12.6 7~13 雷管段别逐层排布周边眼16 2.0 2.0 85 500 600 0.3 0.4 0.5 4.8 15小计58 30.3①部右侧中心空孔 1 2.5 2.5 90 400 0掏槽眼 4 2.4 2.7 65 400 1.5 1.3 0.6 6.0 1掏槽辅助7 2.2 2.6 85 700 700 0.9 1.0 0.7 6.3 3内圈辅助眼9 2.0 2.0 90 700 700 0.6 1.0 0.7 5.4 5补炮眼 3 2.0 2.0 90 631 700 0.6 1.0 0.7 1.8 7/13周边眼14 2.0 2.0 85 531 600 0.3 0.4 0.5 4.2 15小计38 23.712表1 双线Ⅳ级围岩开挖②、③部，④、⑤部爆破参数开挖部位孔位孔数(个)孔深(m)炮眼长度(m)炮眼角度(°)孔距(mm)抵抗线(mm)单孔药量(kg)装药长度(m)堵塞长度(m)段装药量(kg)雷管段别备注②部/ ③部第1层眼 4 2.0 2.0 90 732 700 0.6 1.0 0.7 2.4 1 第2层眼8 2.0 2.0 90 752 700 0.6 1.0 0.7 4.8 3 第3层眼8 2.0 2.0 90 732 700 0.6 1.0 0.7 4.8 5 第4层眼10 2.0 2.0 90 672 700 0.6 1.0 0.7 6.0 7 第5层眼14 2.0 2.0 90 761 700 0.6 1.0 0.7 8.4 9 周边眼14 2.0 2.0 85 500 600 0.3 0.4 0.5 4.2 11 小计58 30.6④部/⑥部第1层眼 4 2.0 2.0 90 664 700 0.6 1.0 0.7 2.4 1第2层眼8 2.0 2.0 90 600 670 0.6 1.0 0.7 4.8 3第3层眼10 2.0 2.0 90 673 670 0.6 1.0 0.7 6.0 5第4层眼8 2.0 2.0 90 700 600 0.6 1.0 0.7 4.8 7周边眼8 2.0 2.0 85 530 600 0.3 0.4 0.5 2.4 9小计38 20.413表1 双线Ⅳ级围岩开挖⑥、⑦、⑧部爆破参数开挖部位孔位孔数(个)孔深(m)炮眼长度(m)炮眼角度(°)孔距(mm)抵抗线(mm)单孔药量(kg)装药长度(m)堵塞长度(m)段装药量(kg)雷管段别备注6部第1层眼 4 2.0 2.0 90 716 700 0.6 1.0 0.7 2.4 1 第2层眼 4 2.0 2.0 90 742 700 0.6 1.0 0.7 2.4 3 第3层眼 4 2.0 2.0 90 638 700 0.6 1.0 0.7 2.4 5 小计12 7.27部第1层眼 5 2.0 2.0 90 779 700 0.6 1.0 0.7 3.0 1 第2层眼 5 2.0 2.0 90 705 700 0.6 1.0 0.7 3.0 3 第3层眼 5 2.0 2.0 90 723 700 0.6 1.0 0.7 3.0 5 第4层眼 5 2.0 2.0 90 737 700 0.6 1.0 0.7 3.0 7 第5层眼 5 2.0 2.0 90 787 700 0.6 1.0 0.7 3.0 9 小计25 15.08部第1层眼 6 2.0 2.0 90 730 700 0.6 1.0 0.7 3.6 1 第2层眼 6 2.0 2.0 90 720 700 0.6 1.0 0.7 3.6 3 第3层眼 6 2.0 2.0 90 720 700 0.6 1.0 0.7 3.6 5 补炮眼 3 2.0 2.0 90 730 700 0.6 1.0 0.7 3.6 7 底部眼 6 2.0 2.0 90 720 700 0.6 1.0 0.7 3.6 9 小计27 18.0说明施工时使炮孔布置的层数和间距将根据情况进行适当调整，实际炮孔数将减少，其相应的爆破参数也将随之改变。
