《武汉地铁隧道光面爆破设计汇总》由会员分享，可在线阅读，更多相关《武汉地铁隧道光面爆破设计汇总（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、凿岩爆破课程设计学 号： 20121003507 姓 名： 刘田 班 级： 052123 指导老师： 吴立，袁青 分 数： 中国地质大学（武汉）工程学院二零一五年六月目 录1、 工程介绍11、地质情况12、隧道断面13、爆破方案2二、设备选型21、爆破器材选用22、炸药性能33、凿岩设备与器材3三、爆破参数设计41、炮眼直径42、炮眼深度43、最小抵抗线54、炮眼间距55、炮眼排距56、不耦合系数67、单位炸药消耗量6四、炮孔设计71、单孔装药量72、炮眼数量93、炮眼（孔）布置9五、装药结构与预期爆破效果101、装药结构102、预期爆破效果11六、施工注意事项111、施工要求112、安全技术
2、与防护措施12七、参考文献13八、三表两图14 1、 工程介绍 1、地质情况 某交通隧道，长2000m，马蹄形隧道断面，埋深2030m，围岩级别为级。80穿过石灰岩，20穿过石英砂岩，4590的节理、裂隙面充填方解石、白云石和粘土，部分节理不闭合，缝宽14mm，间距30cm50cm之间，节理面粗糙。石灰岩RQD值为80100之间，石英砂岩RQD值为6080之间；预计围岩存在3组节理，主要节理走向与洞轴线夹角在3050，倾角为4080之间，倾向逆于隧道掘进方向；隧道局部地段因隧道顶部位于水位线下，有中等渗入水流，水流量在1015L/mim之间。岩石抗压强度130150MPa，岩体纵波速度4000
3、5000m/s。 2、隧道断面 图 1该隧道断面为马蹄形（图1） 断面面积30 隧道高度 6.05m。 3、爆破方案 由于隧道断面较大，断面面积约为30m2。选择采用全断面开挖法，辅之以间距为1m，长度为2.5m的快速预应力膨胀式系统锚杆并喷15cm厚的喷射混凝土，永久支护混凝土厚度为30cm的施工方案。采用光面爆破方案，用气腿式凿岩机钻孔，人工装药进行爆破。光面爆破控制周边眼的爆破效果，先行爆破的掏槽眼和辅助眼为周边眼起爆创造条件。根据断面大小布置若干圈，划分为若干圈，划分为若干个先后起爆的段数，选用毫秒雷管，由里向外依次起爆，最后起爆周边眼。对施工进度的考虑，现拟将施工循环进尺限定为2.5
4、m3.5m，具体数值综合选取。二、设备选型 1，爆破器材选用 由于隧道局部地段因隧道顶部位于水位线下，有中等渗入水流，水流量在1015L/min之间。因此，为防止炸药性能和传爆线受水的影响，应选用具有防水性能的炸药及传爆方法。结合现岩石特性和爆破方式，常用爆破器材和炸药，该隧道选用的火工品如表1。 表1 爆破器材表爆破器材名称规格用途雷管111段非电毫秒雷管起爆炸药炸药光爆孔：2号岩石乳化炸药，直径25mm，长度200mm，质量150g其它孔：2号岩石乳化炸药，直径32mm，长度200mm，质量200g光爆、爆破传爆线导爆管传爆激发元件顺发电雷管起爆导爆管 结合岩石，岩体等级及通用情况选用导爆
5、管，并采用非电毫秒雷管。 2，炸药性能 此工程的围岩属于中硬性岩石，故采用2号岩石炸药进行此次的爆破作业。对于光面和预裂爆破也同样采用此种炸药，运用药卷直径的方式，已取得良好的爆破效果。2号岩石乳化炸药是新型防水工业炸药，具有爆炸威力大、抗水性能好、施工效率，有毒气体含量少、储存、运输使用安全等特点。 表2 2号岩石乳化炸药主要性能指标炸药名称性能指标殉爆距离cm猛度mm爆速m/s做功能力mL有效期d2号岩石乳化炸药3123.2103260180 3，凿岩设备与器材 国产凿岩设备型号分析比较： 1）手持式气动凿岩机：重量轻，手持操作，可钻各种方向的的较小直径，较浅深度的炮眼，主要用于凿小向炮眼
6、孔径40mm孔深3米，用于软，中，硬岩性，型号有y24,y26等。 2）气腿式凿岩机：重量一般2430千克，主机安设在气腿上，靠气腿推动钻进，可凿水或倾斜的炮眼，孔径3845mm孔深5米，用于软，中，硬岩性，型号有ysp45，YT28型风动气腿式凿岩机等。 3）向上式凿岩机：重量一般为40千克左右，气腿与主机纵轴线向轴线连成一体，用于天井掘进凿岩中，孔径4050mm孔深5米，于软，中，硬岩性，型号有ysp55等。凿岩机：宜采用型号为YT28型风动气腿式凿岩机，拟用2台。钎头：钎头形式为一字型活钎头，钎头直径3845mm。采用直径40mm的钎头。钎杆：选用中空六角钎杆，直径22mm，长度3.0m
7、。凿岩机械生产率： Vd=V=0.25(m/min) （1） 式中：Vd 凿岩机械的实际生产率(m/min)； V纯钻速(m/min)； 同时开动干扰系数； 工作时间利用系数。3、 爆破参数设计 光面爆破对围岩扰动小，又尽可能保存了围岩自身原有的承载能力，从而改善了衬砌结构的受力状况；由于围岩轮廓圆顺、壁面平整，减少了应力集中和局部落石、掉块现象。确定合理的光面爆破参数，是获得良好光面爆破效果的重要保证。爆破参数有炮眼直径、炮眼深度、单位炸药消耗量、最小抵抗线、炮眼间距、炮眼排距、炮眼数量，不偶数系数。1,炮眼直径 炮眼直径的大小直接影响钻眼速度、工作面的炮眼数目、单位岩石炸药消耗量、爆落岩石
8、的块度和巷道轮廓的平整性。炮眼直径的增加，有利于爆炸稳定性的提高、爆速的增大。但是，炮眼直径过大不仅钻速降低，而且因炮眼数目减少药量的均匀分布，使岩石破碎质量变差。炮眼直径与施工采用的钻孔机具相关，该工程采用气腿式凿岩机，炮眼直径取45mm。空眼直径取90mm。2、 炮眼深度 炮眼深度（简称眼深）是指眼底到工作断面的垂直距离。 眼深的大小不仅影响掘进工序的工作量和完成各工序的工作时间，而且影响爆破效果和掘进速度。它是决定没办掘进循环次数的主要因素。为了实现快速掘进，在提高机械化程度、改进循环技术和改进施工组织的前提下，应力求加大眼深并增多循环次数。由于本工程采用小直径炮眼，且岩石坚固性系数为f
9、为1315，掘进面积小，以浅眼为宜。在同样岩石条件下，巷道断面积大的炮眼深度可取大一些，掏槽眼应比一般的炮眼深0.150.25m，岩石坚硬时取大值。综合考虑工程的岩石特性、断面的面积、炮眼直径和炮眼利用率等要求，采用炮眼深度为2.8，掏槽眼的深度为3.0m。 3、最小抵抗线 光面爆破时，最小抵抗线的大小与光面爆破效果、爆破后围岩的稳定性密切相关。只有当最小抵抗线近似于辅助眼爆破后形成的光面层厚度时，才能达到最理想的光面爆破效果，此时的围岩损伤最小，形成的洞室轮廓线最为符合设计洞形。因此最小抵抗线需满足： （2）式中：为光面爆破最小抵抗线（m）；d为炮眼直径（m）。该爆破方案最小抵抗线W=(0.
10、450.90)m,由于最小抵抗线越小，爆破作用半径越大，曲率越小，爆破所受到的爆破夹制作用越小，所以选用较小的抵抗线W=0.6m。4、 炮眼间距炮眼间距a是指同排炮眼之间的距离，a1代表周边眼间距，a2代表辅助眼与掏槽眼的间距，a3代表底孔眼间距。根据工程实践，光面爆破周边眼间距a1采用如下经验公式计算： （3）m,由于隧道区岩石坚硬，岩体完整性较好，周边孔炮眼间距的取值可以较小，故取。辅助眼和掏槽眼较周边眼装药强度大得多，同时考虑到较大的曲率，可适当增加炮眼间距，一般辅助眼和掏槽眼间距为0.61.2m，取炮眼间距。为保证隧道开挖的轮廓，底孔炮眼间距的取值不易过大，可介于周边孔与辅助孔的炮眼间
11、距之间，此处取 5、炮眼排距 炮眼排距b是指相邻两排炮眼之间的距离。b1代表周边眼排距，b2代表辅助眼排距，b3代表底孔眼排距。 根据工程实践，光面爆破炮眼排距b采用如下经验公式计算： （4），该隧道方案选取。根据工程经验，辅助孔间的炮眼排距可与最小抵抗线的数值大小一致，即。底孔与辅助孔间的炮眼排距可与最小抵抗线的数值大小一致，即。 6、不耦合系数 不耦合系数为炮眼直径与药卷直径的比值。本爆破方案炮孔直径为45mm。一般爆破设计中均采用不耦合装药，经验表明，当炮眼直径为3250mm时，不耦合系数为1.32.0。本爆破方案中光爆孔选择的药卷直径为25mm的2号岩石乳化炸药，采用耦合装药。其他爆破孔选择的药卷直径为32mm的2号岩石乳化炸药，采用不耦合装药，不耦合系数。 7、单位炸药消耗量 单位炸药消耗量受到岩石性质、爆破材料性质、断面尺寸和形状、炮眼直径和炮眼深度等因素的影响，目前尚无准确的理论方法进行计算。隧道断面面积为32m2，在2050m2之间，故采用戈斯帕扬经验公式计算单位炸药消耗量。 （5）式中参数及具体取值为：隧道断面面积，；平均凿岩深度， ；炮孔装药量充填系数，对于光面爆破堵塞段的长度一般为炮孔深度的1/41/3，故此处取；炮孔利用率，；等效炸
