隧道光面爆破设计教程共110页文档

隧道开挖光面爆破设计方案新建铁路沪昆客专贵州段CKJZTJ-8标段D2K784+137～DK818+413段隧道开挖光面爆破设计方案编制：审核：批准：中铁五局集团有限公司沪昆客专贵州段工程指挥部二0一一年六月十九日目录1．适用范围 (1)2．地质概况 (2)3．作用原理 (3)4．技术要点 (3)4.1 主要掌握的技术要点 (3)4.2周边眼常用参数的选择 (4)4.3周边眼装药结构 (4)4.4合理安排爆破程序，选用合适的掏槽形式 (5)5．光面爆破施工工艺 (5)5.1放样布眼 (5)5.2炮眼布置应符合要求 (5)5.3定位开眼 (5)5.4钻眼 (5)5.5清孔 (6)5.6装药 (6)5.7联结起爆网路 (6)5.8隧道光面爆破具体施工方法 (6)6．施工组织安排 (17)6.1人员组织 (17)6.2设备材料 (18)7．隧道光面爆破质量检验标准 (18)7.1超欠挖 (18)7.2半眼痕保存率 (18)7.3对围岩的破坏程度 (18)7.4炮眼利用率 (18)8．质量保证措施 (19)8.1确定隧道施工方案 (18)9．安全保证措施 (20)9.1凿孔 (20)9.2爆破 (20)沪昆客专隧道工程隧道开挖光面爆破设计方案1．适用范围及工程概况适用于沪昆客专贵州段CKGZTJ-8标中铁五局管段隧道开挖光面爆破施工。

沪昆客专贵州段CKGZTJ-8标段D2K784+137～DK818+413段工程，全长36.479km，共计隧道工程20座。

各隧道围岩长度及施工方法见表1。

表1 隧道工程统计2．地质概况本段隧道工程沿线地质复杂，不良地质发育，尤其是岩溶地质发育，关塘二号隧道可溶岩分布广泛，岩溶形态多样，地表溶蚀洼地，溶洞普遍分布，溶岩水赋存于隧道穿越段的三叠系下统大冶组（T1d3）第三段白云岩组成的碳酸盐岩类含水岩组中。

华严隧道发育有华严洞断层。

地层岩性：测区基岩大部裸露，地质构造简单，地层单斜，岩性以灰岩、白云岩类可溶岩为主。

隧道光面爆破施工工法一、工艺原理光面爆破是控制开挖轮廓的一种爆破技术，它沿开挖轮廓周边布孔，利用主炮孔爆破后形成的良好临空面，在光爆层中起爆，借以减少光爆孔爆破的夹制作用，降低炸药单耗，减少一次起爆药量，使其获得平滑的开挖廓面，减轻围岩的破坏，减小超欠挖和避免产生冒顶和坍塌。

二、光面爆破技术要点隧道开挖应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆破器材等结合爆破振动要求进行钻爆设计。

施工中应根据爆破效果不断调整爆破参数。

2.1爆破参数选定2.1.1周边眼间距E周边眼间距直接控制开挖轮廓线平整度的主要因素，一般E=（12~15）d，其中炮眼直径d=35~45cm，对于节理发育，层理明显的围岩地段，周边眼的间距可适当减小，也可在两个炮眼之间2.1.2最小抵抗线W（光面层厚度）最小抵抗线W直接影响光面爆破效果和爆碴块度，周边抵抗线应大于周边眼间距E，软岩取较小的E值时，W值应适当增大。

2.2周边眼装药结构2.2.1软岩周边眼装药结构一般采用两种形式：一种是较破碎围岩采用空气间隔装药，导爆索传爆。

导爆索作为炮眼装药时，按10g/m折算为2号岩石硝铵炸药。

另一种是较完整的软弱岩层采用小直径光爆炸药连续装药。

分别如下图所示：2.2.2硬岩周边眼装药结构硬岩一般采用导爆索间隔装药，装药结构如下图：炮泥导爆索药卷周边眼间隔装药结构（单位：cm）除周边眼、中空眼外，其余掏槽、底眼、掘进眼的装药结构均为连续装药，只是装药长度不同2.2本隧道钻爆参数①循环进尺的确定：根据实际情况，为减少对围岩的扰动，IV、V级围岩根据钢架支护间距确定，本隧道IV级围岩2.0m，V级围岩1.0m，II、III级围岩不大于3.5m。

②钻孔直径选择：采用Φ42mm钻眼直径，炸药选择2号岩石乳化炸药。

③隧道开挖断面的大小：由岩石和开挖方法确定。

,总药量Q=q单×S×L,式中q单是单耗，本隧道初步确定q单=0.9Kg/m3左右。

凤凰关隧道光面爆破施工技术1 工程概述凤凰关隧道出口段位于湖北省武汉至英山高速公路一期土建第9合同段。

该隧道双幅全长575m，隧道采用左线、右线分离的双洞单向行车双车道。

隧道设计为净跨10.79m，净高7.0m的三心圆曲墙半圆拱，拱部半径为5.5m，边墙半径为8.5m，为特长隧道。

隧址区属乌江侵蚀河谷发育的低山峡谷地貌，地形总体呈不规则M形态，最大埋深667.16m，主要出飞仙关组及长兴组地层，岩性主要为灰岩，部分洞身段为泥质灰岩，出口段处于陡岩上，出口段主要由灰岩组成，弱风化，围岩级别高。

出口段隧道穿越以灰岩为主，其围岩级别主要为Ⅲ、Ⅳ级，其中Ⅲ级占61%。

采用全断面法开挖，锚、喷、网初期支护，全断面复合式衬砌。

2 光面爆破的特点根据公路隧道“新奥法”施工的需要和工程地质条件，结合施工现场实际情况，决定采用光面爆破施工。

光面爆破施工，可以减少对围岩的扰动，增强围岩的自承能力，特别是在不良地质条件下效果更为显著，不仅可以减少危石和支护的工程量，而且保证了施工的安全；由于光面爆破使开挖面平整，岩石无破碎，减少了裂隙，这样可以大大减少超欠挖量。

据有关资料统计，光面爆破与普通爆破相比，超挖量由原来的15%～20%降低到4%～7%，不但减少出碴量，而且还很大程度的减少了支护的工作量，从而降低了成本，加快了施工进度。

3 光面爆破方案的确定目前，大断面隧道光面爆破施工有2种方法：一是预留光爆层法；二是全断面一次性开挖法，根据施工现场的实际条件及本合同段围岩情况，该隧道采用全断面一次性开挖法（图1）。

4 爆破方案设计4.1 爆破参数的选择光面爆破参数选择主要与地质条件有关，其次是炸药的品种与性能，隧道开挖断面的形状与尺寸，装药结构与起爆方法。

凤凰关隧道出口段主要为III级围岩，全断面法开挖断面的面积为81.86m2，采用2号岩石硝铵炸药，周边眼采用空气间隔装药，其他炮眼采用连续柱状装药，采用火雷管和塑料导爆管孔内微差非电毫秒雷起爆。

隧道光面爆破施工工法一、工艺原理光面爆破是控制开挖轮廓的一种爆破技术，它沿开挖轮廓周边布孔，利用主炮孔爆破后形成的良好临空面，在光爆层中起爆，借以减少光爆孔爆破的夹制作用，降低炸药单耗，减少一次起爆药量，使其获得平滑的开挖廓面，减轻围岩的破坏，减小超欠挖和避免产生冒顶和坍塌。

二、光面爆破技术要点隧道开挖应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆破器材等结合爆破振动要求进行钻爆设计。

施工中应根据爆破效果不断调整爆破参数。

2.1 爆破参数选定2.1.1 周边眼间距E周边眼间距直接控制开挖轮廓线平整度的主要因素，一般E=(12~15) d,其中炮眼直径d=35~45cm,对于节理发育，层理明显的围岩地段，周边眼的间距可适当减小，也可在两个炮眼之间2.1.2最小抵抗线W(光面层厚度)最小抵抗线W直接影响光面爆破效果和爆碴块度，周边抵抗线应大于周边眼间距E，软岩取较小的E值时，W值应适当增大。

2.2 周边眼装药结构2.2.1 软岩周边眼装药结构一般采用两种形式：一种是较破碎围岩采用空气间隔装药,导爆索传爆。

导爆索作为炮眼装药时，按10g/m折算为2号岩石硝铵炸药。

另一种是较完整的软弱岩层采用小直径光爆炸药连续装药。

分别如下图所示：空先间旖柱装药小直径药卷连嬪装药222硬岩周边眼装药结构位位位 位cm 位除周边眼、中空眼外，其余掏槽、底眼、掘进眼的装药结构均 为连续装药，只是装药长度不同2.2本隧道钻爆参数① 循环进尺的确定：根据实际情况，为减少对围岩的扰动， IV 、V 级围岩根据钢架支护间距确定，本隧道 IV 级围岩2.0m , V 级围岩1.0m ，II 、III 级围岩不大于3.5m 。

② 钻孔直径选择：采用042mn 钻眼直径，炸药选择2号岩石乳 化炸药③ 隧道开挖断面的 大小：由岩石和开挖方法确定。

,炮泥药片总药量Q=q单L,式中q单是单耗，本隧道初步确定q单=0.9Kg/m3左右。

隧道全断面开挖光面爆破工法光面爆破是通过正确选择爆破参数和合理的施工方法，达到爆后壁面平整规则、轮廓线符合设计要求的一种控制爆破技术。

隧道全断开挖光面爆破工法，是应用光面爆破技术，对隧道实施全断面一次开挖的一种施工方法。

它与传统的爆破法相比，最显著的优点是能有效地控制周边眼炸药的爆破作用，从而减少对围岩的扰动，保持围岩的稳定，确保施工安全，同时，又能减少超、欠挖，提高工程质量和进度。

一、光面爆破作用原理光面爆破的破岩机理是一个十分复杂的问题，目前仍在探索之中。

尽管在理论上还不甚成熟，但在定性分析方面已有共识。

一般认为，炸药起爆时，对岩体产生两种效应：一是药包爆炸瞬时高温高压气体形成的冲击波效应；二是爆炸气体膨胀做功所起的作用。

光面爆破是周边眼同时起爆，各炮眼的冲击波向其四周作径向传播，相邻炮眼的冲击相遇，则产生应力波的叠加，并产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线的中点，当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中心连线上形成裂缝，随后，爆炸气的膨胀使裂缝进一步扩展，形成平整的爆裂面二、光面爆破的技术要点要使光面爆破取得良好效果，一般需掌握以下技术要点：1.根据围岩特点，合理选定周边眼的间距和最小抵抗线，尽最大努力提高钻眼质量。

2.严格控制周边眼的装药量，尽可能将药量沿眼长均匀分布。

3.周边眼宜使用小直径药卷和低猛度、低爆速的炸药。

为满足装结构要求，可借助导爆索(传爆线)来实现空气间隔装药。

4.采用毫秒微差有序起爆。

要安排好开挖程序，使光面爆破具有良好的临空面。

(一)周边眼常用参数的选择1.周边眼间距E它是直接控制开挖轮廓面平整度的主要因素。

一般情况下E=(12~15)d，其中炮眼直径d=35~45mm。

对于节理较发育、层理明显以及开挖轮廓要求较高的地下工程，周边眼间距可适当减小，也可在两炮眼之间增加一个不装药的导向空眼。

2.最小抵抗线W(光面层厚度)W直接影响光面爆破效果和爆碴块度。

《隧道光面爆破作业指导参考教程》一、编制依据1、设计图2、《铁路隧道施工规范》TB10204-20023、《铁路隧道工程施工质量检验验收标准》TB10417-20034、《铁路工程施工安全技术规程》TB10401.1-20035、《铁路工程施工技术手册.隧道》二、光面爆破设计隧道开挖应根据采用的施工方法、施工机械，合理选择开挖方法和步骤，确定合理循环进尺及施工速度，保持各工序相互协调，确保施工安全和工程质量满足施工进度要求。

（一）、隧道超欠挖的规定根据《铁路隧道工程施工质量检验验收标准》的规定，结合本合同段隧道地质情况，隧道允许超欠挖值应符合表1-1的规定。

表1-1隧道允许超欠挖值（cm）注：本表适用于炮眼深度不大于3.0m的隧道。

炮眼深度大于3.0m时，可根据实际情况另行规定。

（二）、钻爆开挖隧道开挖应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆炸材料等进行钻爆设计，钻爆设计应根据爆破效果调整爆破参数。

（三）、钻爆设计1、钻爆设计的内容包括炮眼（掏槽眼、辅助眼、周边眼）的布置、数量、深度和角度，爆破器材、装药量和装药结构，起爆方法和爆破顺序，钻眼机具和钻眼要求等。

钻爆设计图包括炮眼的布置图、周边眼装药结构图、钻爆参数表、主要技术经济指标及必要的说明。

根据围岩走向、层厚、石质等地质情况及支护施工方法，设定爆破方法如下：Ⅲ级围岩采用全断面法掘进，坚硬岩石施工加强掏槽爆破，控制周边光爆孔，控制超欠挖。

爆破器材选用2#岩石硝铵炸药，药卷直径为：周边眼采用Ф25小药卷（间接、不耦合装药，导爆索起爆），其余为Ф32药卷；塑料导爆管非电起爆系统毫秒微差有序起爆；出现涌水情况采用乳化炸药，其标准用药量见表1—2及主要经济指标见表1—3。

Ⅲ级围岩全断面光面爆破炮眼药量分配表表1—2Ⅲ级围岩全断面光面爆破主要经济技术指标表1—33、隧道爆破设计隧道Ⅲ级围岩，采用全断面开挖施工，断面大小为约40平方米，月计划掘进150米，每月施工28天，采用两班循环作业，炮眼利用率96%。

隧道光面爆破课程设计随着爆破技术在水利、交通、采矿等领域都己经得到了广泛应用，为了获得最佳的爆破效果，对爆破参数进行优化，并控制达到所要求的爆破质量不仅是技术上的要求，而且对于提高经济效益也是至关重要的。

针对不同的煤层条件和环境做出最优爆破设计及其有效实施是决定爆破质量得关键。

在达到预期的爆破效果的前提下，通过改进爆破方法、调整爆破参数、以达到降低成本的目的是爆破优化的重要目标。

爆破设计一般情况下是靠经验多次调整得到的，这种过程使得在类似的工程中的爆破参数和方法长期以来难以改变，制约了技术进步，也无法了解和研究成本优化的可能性。

大量的理论研究和长期的爆破实践表明，尽管实际工程中因条件、环境等的差异而产生不同的爆破效果，但这些效果相应的爆破参数有着内在的联系，在客观上存在一定程度的规律性，虽然这种客观规律在现在的条件下还不能被明确的表达出来，但人们仍然可以通过爆破参数间的联系了解这种规律，并利用这种隐含的规律来指导实践。

随着经验的积累，这种客观规律的透明度也将不断提高，最终为人们所掌握，这一过程就是爆破参数的调整、爆破方法改进、爆破优化进步的过程。

通过对客观现象的理论分析并结合实践的反复验证从而了解、描述这种隐含的规律，并完成爆破经验的积累和升华就是爆破优化所面对的重要目标。

要求：本次爆破设计要在结合工程条件的基础上，优化爆破参数，考虑爆破振动效应，制定合理的爆破方案。

目录一、工程概述 (04)1、设计依据 (04)2、设计要求 (04)3、工程地质条件 (04)4、爆破规模及爆破区周边环境 (04)二、设备选型 (04)1、炸药的选择 (04)2、钻孔设备的选择 (04)3、供风设备的选择 (04)三、穿孔爆破参数 (05)1、掏槽方式的选择 (05)2、爆孔参数的确定 (05)3、炮眼的布置 (07)4、炮眼分布 (08)四、确定装药结构 (08)1、装药结构的选择 (08)五、网络敷设 (09)1、起爆方式的种类 (10)2、起爆网路的选择 (10)3、雷管段别的选择 (10)4、爆破网路敷设图 (10)六、计算爆破工程量 (10)1、爆破体积 (10)2、炸药量 (10)七、最大炸药量的计算 (10)1、爆破地震安全距离 (10)2、爆破地震强度计算 (10)3、冲击波安全距离计算 (11)八、预测爆破效果及安全距离 (11)九、警戒距离、施工及安全组织 (11)1、爆破警戒 (11)2、安全组织与施工 (12)十、爆破设计感想 (12)十一、参考文献 (13)十二、附图隧道光面爆破课程设计一、工程概述1、设计依据：根据爆破安全规程（GB6722-2003）、简明爆破工程设计手册等要求，进行某隧道的爆破优化设计。

（整理）隧道光面爆破施工技术凤凰关隧道光面爆破施工技术1 工程概述凤凰关隧道出口段位于湖北省武汉至英山高速公路一期土建第9合同段。

该隧道双幅全长575m，隧道采用左线、右线分离的双洞单向行车双车道。

隧道设计为净跨10.79m，净高7.0m的三心圆曲墙半圆拱，拱部半径为5.5m，边墙半径为8.5m，为特长隧道。

隧址区属乌江侵蚀河谷发育的低山峡谷地貌，地形总体呈不规则M形态，最大埋深667.16m，主要出飞仙关组及长兴组地层，岩性主要为灰岩，部分洞身段为泥质灰岩，出口段处于陡岩上，出口段主要由灰岩组成，弱风化，围岩级别高。

出口段隧道穿越以灰岩为主，其围岩级别主要为Ⅲ、Ⅳ级，其中Ⅲ级占61%。

采用全断面法开挖，锚、喷、网初期支护，全断面复合式衬砌。

2 光面爆破的特点根据公路隧道“新奥法”施工的需要和工程地质条件，结合施工现场实际情况，决定采用光面爆破施工。

光面爆破施工，可以减少对围岩的扰动，增强围岩的自承能力，特别是在不良地质条件下效果更为显著，不仅可以减少危石和支护的工程量，而且保证了施工的安全；由于光面爆破使开挖面平整，岩石无破碎，减少了裂隙，这样可以大大减少超欠挖量。

据有关资料统计，光面爆破与普通爆破相比，超挖量由原来的15%～20%降低到4%～7%，不但减少出碴量，而且还很大程度的减少了支护的工作量，从而降低了成本，加快了施工进度。

3 光面爆破方案的确定目前，大断面隧道光面爆破施工有2种方法：一是预留光爆层法；二是全断面一次性开挖法，根据施工现场的实际条件及本合同段围岩情况，该隧道采用全断面一次性开挖法（图1）。

4 爆破方案设计4.1 爆破参数的选择光面爆破参数选择主要与地质条件有关，其次是炸药的品种与性能，隧道开挖断面的形状与尺寸，装药结构与起爆方法。

凤凰关隧道出口段主要为III级围岩，全断面法开挖断面的面积为81.86m2，采用2号岩石硝铵炸药，周边眼采用空气间隔装药，其他炮眼采用连续柱状装药，采用火雷管和塑料导爆管孔内微差非电毫秒雷起爆。

凤凰关隧道光面爆破施工技术1 工程概述凤凰关隧道出口段位于湖北省武汉至英山高速公路一期土建第9合同段。

该隧道双幅全长575m，隧道采用左线、右线分离的双洞单向行车双车道。

隧道设计为净跨10.79m，净高7.0m的三心圆曲墙半圆拱，拱部半径为5.5m，边墙半径为8.5m，为特长隧道。

隧址区属乌江侵蚀河谷发育的低山峡谷地貌，地形总体呈不规则M形态，最大埋深667.16m，主要出飞仙关组及长兴组地层，岩性主要为灰岩，部分洞身段为泥质灰岩，出口段处于陡岩上，出口段主要由灰岩组成，弱风化，围岩级别高。

出口段隧道穿越以灰岩为主，其围岩级别主要为Ⅲ、Ⅳ级，其中Ⅲ级占61%。

采用全断面法开挖，锚、喷、网初期支护，全断面复合式衬砌。

2 光面爆破的特点根据公路隧道“新奥法”施工的需要和工程地质条件，结合施工现场实际情况，决定采用光面爆破施工。

光面爆破施工，可以减少对围岩的扰动，增强围岩的自承能力，特别是在不良地质条件下效果更为显著，不仅可以减少危石和支护的工程量，而且保证了施工的安全；由于光面爆破使开挖面平整，岩石无破碎，减少了裂隙，这样可以大大减少超欠挖量。

据有关资料统计，光面爆破与普通爆破相比，超挖量由原来的15%～20%降低到4%～7%，不但减少出碴量，而且还很大程度的减少了支护的工作量，从而降低了成本，加快了施工进度。

3 光面爆破方案的确定目前，大断面隧道光面爆破施工有2种方法：一是预留光爆层法；二是全断面一次性开挖法，根据施工现场的实际条件及本合同段围岩情况，该隧道采用全断面一次性开挖法（图1）。

4 爆破方案设计4.1 爆破参数的选择光面爆破参数选择主要与地质条件有关，其次是炸药的品种与性能，隧道开挖断面的形状与尺寸，装药结构与起爆方法。

凤凰关隧道出口段主要为III级围岩，全断面法开挖断面的面积为81.86m2，采用2号岩石硝铵炸药，周边眼采用空气间隔装药，其他炮眼采用连续柱状装药，采用火雷管和塑料导爆管孔内微差非电毫秒雷起爆。

隧道光面爆破钻爆设计一工程概况xx隧道地处xx山脉中段，属中低山丘陵地貌。

区内地形起伏大，绝对高程为230~978m，相对高程200~600m。

由于构造格局及岩性的控制，山脉走向与构造走向近于一致，多呈北东走向，形成沟谷及山脊走向亦多呈北东走向，沟谷呈“V”字型，两侧山坡坡度为25°~45°，局部形成陡坡。

植被发育，森林覆盖率达60%以上，为双牌县主要林区之一，区内居民点零星分布。

隧道进出口端均有乡村便道与双牌~江村公路（碎石路面）相通，交通条件差。

隧道进口里程为D3K77+565，出口里程为D3K83+946，中心里程为D3K80+755.5，全长6381m。

XX集团承建D3K81+600~D3K83+946段2346m的爆破施工作业。

隧道爆破施工过程中光面爆破效果不理想、超欠挖现象严重，影响隧道施工作业的安全和进度要求，因此我院受XX集团委托，承担xx隧道D3K81+600~D3K83+946段的光面爆破咨询任务。

二工程地质条件（一）地层岩性、地质构造及地震（1）地层岩性隧道上覆第四系全新统冲洪积（Q4al+pl）、坡崩积（Q4dl+col）、坡残积（Q4dl+ell）粉质粘土、卵石土、碎块石土等；出露基岩为泥盆系中统跳马涧组（D2t）石英砂岩、粉砂岩夹页岩，下统（D1）石英砂岩、粉砂岩，奥陶系上统中组（O32）、下组（O31）浅变质石英砂岩、板岩。

现将段内岩性分述如下：1）粉质黏土（Q4al+pl）：灰褐、褐黄、棕黄、棕红、紫红色，软~硬塑状。

含石英砂岩、粉砂岩、板岩质漂石、卵石、砾石。

厚约0~7m，属Ⅱ级普通土。

主要分布于沟谷、沟槽内。

2）卵石土（Q4al+pl）：紫红、灰黄、褐灰等色，松散~中密，潮湿~饱和状。

卵石含量约60~70%，φ20~200mm，余为圆砾、漂石、碎石、块石及黏性土充填。

局部为漂石土，石质成分为石英砂岩质，磨圆度较好，分选性差。

厚约2~11m，属Ⅲ级硬土。