隧道爆破方案设计(全断面法).docx
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实用标准文案
XXXXXX 高速公路 一 期土建工程 XX 合同段
隧道爆破设计方案
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隧道爆破设计方案 (全断面法 )
XXXXXXXX 合同段项目经理部
2010 年 12 月
隧道爆破设计方案
一、工程概述
本合同段有四座隧道。隧道设计为左右幅分离式双洞单向行车双车道，净跨 11.2m ，
净高 7.0m 的三心圆拱曲墙断面。隧道区域处于构造剥蚀丘陵—低山地貌区，主要出第四
系全新统残坡积碎石土、中元古武当山群片岩和上元古界震旦系上统灯组片岩。本段内短
隧道为Ⅳ、Ⅴ级围岩，中长隧道为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩，其中Ⅲ级围岩采用全断面法爆破开
挖（Ⅴ级围岩主要采取人工配合机械开挖，不需要爆破）、锚、喷、格栅、网、初期支护，
全断面复合式衬砌。爆破方法采用光面爆破。
二、光面爆破的特点
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， 从而降低的成本， 加快了施工进度。
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，我标段的
四座隧道中的Ⅲ、Ⅳ级围岩决定采用光面爆破施工。
隧道爆破设计方案 (全断面法 )
三、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围岩情况，本段隧道采用全断面一次性开挖法。
四、全断面（Ⅲ级围岩）爆破方案设计
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。隧道主要为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩，Ⅲ级围岩全断面爆破
断面面积为 83.1m2 ，Ⅳ级围岩上导坑爆破断面面积为 58.45m2 ，采用 2 号岩石乳化炸药，
Ⅴ级围岩主要采取人工配合机械开挖，不需要爆破。周边眼采用不耦合间隔装药，其他炮
眼采用连续柱状装药，采用导爆索和毫秒延期导爆雷管起爆。
严格控制周边眼的装药量， 采用合理的装药结构， 尽可能的使药沿药眼长均匀的分布，
这是实现光面爆破的重要条件。
在光面爆破中，炮眼间距 E、最小抵抗线 V 、炮眼密集系数 K、装药密度 q 是相互制
约的。
（1 ）炮眼深度
炮眼深度受开挖面大小的影响，炮眼过深，周边岩石的夹制作用较大，故炮眼深度不
宜过大，一般最大炮眼深度取断面宽度（或高度）的 0.5 ～0.7 倍，同时考虑到Ⅲ级围岩每
循环掘进一般不超过 3.0m, Ⅳ级围岩一般不超过 1.5m 。故Ⅲ级围岩钻孔深度取 3.0m 。
钻孔采用 YT-28 风钻，钻头直径为φ 40mm ，炮眼孔径为φ 42mm ，为克服及减少岩
隧道爆破设计方案 (全断面法 )
石的夹制作用，除掏槽眼和底眼深度 L=3.2 米外，其余周边眼、辅助眼等炮孔深度 L=3.0
米。
（2 ）、光面爆破不耦合系数（ D）及装药直径（ d ）
炮眼直径 dk 与药卷直径 di 之比称为不偶合系数，合适的周边眼不偶合系数应使爆炸
后作用于炮眼壁的压力小于围岩抗压强度，理论与实践证明，当岩石种类为软岩（我标段
四座隧道岩层）时，不偶合系数在 2.0 ～2.5 范围时，缓冲作用最佳，光爆效果最好
D=dk/di
式中 D ——不耦合系数；
dk ——炮眼直径（ cm ）；
di ——装药直径（ cm ）；
在实际使用过程中，我们采用直径为 32mm 的 2 号岩石乳化炸药，周边眼采用 2 号
岩石乳化炸 药沿长度方向对半切（相当于 φ20 小药卷）即周边眼的不耦 合系数
D=42/20=2.1 ，符合 D=2.0 ～2.5 的要求。
（3 ）周边眼间距（ E）、最小抵抗线（ V ）和相对距系数（ K）
隧道爆破设计方案 (全断面法 )
最小抵抗线与开挖的隧道断面大小有关。 在断面跨度大， 光爆眼所受到的夹制作用小，
岩石比较容易崩落，最小抵抗线可以大些，断面小，光爆眼所受到的夹制作用大，最小抵
抗线可以小些，最小抵抗线与岩石的性质和地质构造也有关， 坚硬岩石最小抵抗线可小些，
松软破碎的岩石最小抵抗线可大些。我标段四座隧道岩质主要为软岩，故确定最小抵抗线
（ V）为 0.40 ～0.60 。
相对距系数是周边眼间距（ E）与最小抵抗线（ V）的比值，是影响爆破效果的重要因
素。
K= E/V
式中 , E 为周边炮眼间距， cm ；V 为最小抵抗线， cm ；
K 值总是小于 1,当 d=38 ～46mm ， E=30 ～50cm ，
V=40 ～ 60cm 时， K=0.5 ～0.8 。
考虑到权爆区岩石节理较发育，并参照规范周边眼间距取值范围 30cm-50cm, 对周
边眼间距取 45cm, 最小抵抗线值取 60cm ，K=E/V=0.75 。
（4 ）装药量计算：
光面爆破装药量的计算， 主要是确定周边眼光爆层炮眼装药集中度， 即以 kg/m 表示，
一般采用实验方法求得或从同类工程中选取。
q=QEV
式中 q —装药集中度， kg/m ；
隧道爆破设计方案 (全断面法 )
Q—单位体积耗药量， g/m3 ；
E—周边眼间距， m ；
V— 最小抵抗线 ，m ；
通过现场试验和施工经验数据，用计算法进行校核，确定 q=0.07 ～0.15kg/m 。按照
q=0.15kg/m 计算。
（5 ）炮眼数量
N=qS/ ηγ
式中： N ——炮眼数量，不包括未装药的空眼；
q ——单位炸药消耗量，一般取 q=1.2~2.4kg/m 3 ；
S——开挖段面积， ㎡；
η——装药系数，即装药长度与炮眼长度的比值，暂取 0.7 ；
γ——每米药卷的炸药质量， kg/m ，2 号岩石乳化炸药γ =0.91 。
即： N= （ 1.47 ×83.1 ）/ （0.7 ×0.91 ）=192 个
隧道爆破设计方案 (全断面法 )
其中掏槽眼 6 个（向内倾斜 15 °），辅助掏槽眼 8 个（向内倾斜 15 °），辅助眼111
个，周边眼 53 个，底眼 14 个，非装药眼四个（增加临空面，增强爆破效果）。
（6 ）每一循环装药量计算及分配
Q=qV
隧道爆破设计方案 (全断面法 )
式中： q ——单位炸药消耗量，取 q=1.47kg/m 3 ；
V—— 1 个开挖循环进尺爆落岩石总体积， m 3 ；
即： Q=1.47 ×3.0 ×83.1=366.47kg
各炮眼装药量分配如下：
因为计算炮眼数量时，采用η =0.7 ，由周边眼装药集中度 q=0.15kg/m ，得出周边眼
装药系数为 0.165 ，设其它各炮眼装药系数取值：掏槽眼 0.9 ，底眼 0.9 ，辅助眼 0.9，则
6 ×0.9+8 ×0.9+53 ×0.165+14 ×0.9+111 ×0.9= （ 6+8+53+14+111 ）η
计算得：η=0.7
若计算η≠0. 7 ，则需重新调整η值代入 N=qS/ ηγ，并适当调整所设掏槽眼、底眼、辅
助眼装填系数，使试选η值与计算η相符。
所以按上列装填系数进行分配是可以的。
每个掏槽眼装药量 =0.91 ×3.106 ×0.9=2.544kg ，折合为 12.719 卷，采用 13 卷
每个辅助掏槽眼装药量 =0.91 ×3.313 ×0.9=2.713kg ，折合为 13.57 卷，采用 13.5 卷；
