隧道施工爆破概述炮眼的種類及作用掏槽眼布置隧道爆破參數(shù)及炮眼布置周邊眼的控制爆破鉆爆施工一、隧道的基本概念第一節(jié)隧道爆破施工概述二、圍巖分級隧道的定義隧道的分類隧道施工方法以圍巖的穩(wěn)定性為基礎(chǔ)的分級方法巖石強度完整性三、巖石隧道爆破特點臨空面少要求高地質(zhì)條件復雜第二節(jié)炮眼的種類及作用掏槽眼輔助眼周邊眼圖5-1炮眼布置圖一、掏槽眼針對隧道開挖爆破只有一個臨空面的特點，為提高爆破效果，宜先在開挖斷面的適當位置（一般在中央偏下部)布置幾個裝藥量較多的炮眼,如圖5-1中的紅色炮眼。其作用是先在開挖面上炸出一個槽腔，為后續(xù)炮眼的爆破創(chuàng)造新的臨空面。二、輔助眼位于掏槽眼與周邊眼之間的炮眼稱為輔助眼。如圖5-1中的黑色炮眼。其作用是擴大掏槽眼炸出的槽腔，為周邊眼爆破創(chuàng)造臨空面。三、周邊眼周邊眼(perimeterhole)。沿隧道周邊布置的炮眼稱為周邊眼。如圖5-1中的藍色炮眼。其作用是炸出較平整的隧道斷面輪廓。按其所在位置的不同，又可分為幫眼、頂眼、底眼。一、斜眼掏槽第三節(jié)掏槽眼布置斜眼掏槽（inclinecut）的特點是掏槽眼與開挖斷面斜交，它的種類很多，如錐形掏槽、爬眼掏槽、各種楔形掏槽、單向掏槽等。隧道爆破中常用的是垂直楔形掏槽和錐形掏槽。單向掏槽由數(shù)個朝同一方向傾斜的炮眼組成。適用于隧道斷面內(nèi)有軟弱夾層、層理、節(jié)理和裂隙時。單向掏槽法可根據(jù)巷道斷面大小或軟夾層的厚度不同，布置一排或兩排掏槽眼。掏槽眼的傾斜角度一般為50°~70°，巖石堅固程度高，角度取小值(一)斜眼掏槽布置形式(a)頂部掏槽(b)底部掏槽(c)側(cè)向掏槽(d)扇形掏槽楔形掏槽由兩排相對對稱的傾斜斜炮眼組成成，爆破后后形成一個個楔形槽。。楔形掏槽的的分類及適適用條件分為：水平楔形掏掏槽和垂直楔形掏掏槽水平楔形掏掏槽適用于于巖層為水水平層理時時。垂直楔形掏掏槽適用于于中硬以上上的均質(zhì)巖巖石(a)垂直楔形掏掏槽(b)水平楔形掏掏槽垂直楔形掏掏槽爆破參參數(shù)圍巖級別α（°）斜度比a(cm)b(cm)炮眼數(shù)量（個）Ⅳ級以下Ⅲ級Ⅱ級Ⅰ級75～8075～8070～7555～701:0.27～1:0.181:0.27～1:0.181:0.37～1:0.271:0.47～1:0.3770～8060～7050～6030～503030252044～666掏槽數(shù)目較較少，掏槽槽體積大，，易將巖石石拋出。掏槽眼深度度受到隧道道斷面尺寸寸的限制，，巖堆分散散。楔形掏槽的的特點bαL=0.5~0.7BB為了提高循循環(huán)進尺，，可以采用用復式楔形形掏槽復式楔形掏掏槽錐形掏槽這種炮眼呈呈角錐形布布置，各掏掏槽眼以相相等或近似似相等的角角度向工作作面中心軸軸線傾斜，，眼底趨于于集中，但但互相并不不貫通，爆爆破后形成成錐形槽。。根據(jù)掏槽炮炮眼數(shù)目的的不同分為為三角錐、、四角錐、、五角錐等等。(a)三角錐(b)四角錐(c)五角錐錐形掏槽圍巖級別α（°）a(cm)眼數(shù)（個）Ⅳ級以上Ⅲ級Ⅱ級Ⅰ級706865601009080703456錐形掏槽爆爆破參數(shù)斜眼掏槽具具有操作簡簡單，精度度要求較直直眼掏槽低低，能按巖巖層的實際際情況選擇擇掏槽方式式和掏槽角角度，易把把巖石拋出出，掏槽眼眼的數(shù)量少少且炸藥耗耗量低等優(yōu)優(yōu)點。優(yōu)點眼深易受開開挖斷面尺尺寸的限制制，不易提提高循環(huán)進進尺，也不不便于多臺臺鑿巖機同同時作業(yè)。缺點(二)斜眼掏槽的的優(yōu)缺點二、直眼掏掏槽直眼掏槽(cylindercut)由若干個垂垂直于開挖挖面的炮眼眼所組成，，掏槽深度度不受圍巖巖軟硬和開開挖斷面大大小的限制制，可以實實現(xiàn)多臺鉆鉆機同時作作業(yè)、深眼眼爆破和鉆鉆眼機械化化，從而為為提高掘進進速度提供供了有利條條件。(一)直眼掏槽的的布置形式式柱狀掏槽(a)菱形布置(b)楔形布置(c)三角形布置置它是充分利利用大直徑徑空眼作為為臨空孔和和巖石破碎碎后的膨脹脹空間，使使爆破后能能形成柱狀狀槽口的掏掏槽爆破。。作為臨空孔孔(freehole）的空眼(busterhole)數(shù)目，視炮炮眼深度而而定:一般當孔眼眼深度小于于3.0m時采用一個個；當孔眼深度度為3.0m～3.5m時，采用雙雙臨空孔；；當孔眼深度度為3.5m～5.15m時采用三個個。試驗表明：：第一個起起爆裝藥孔孔離開臨空空孔的距離離應(yīng)不大于于1.5倍的臨空孔孔直徑。螺旋形掏槽槽螺旋形掏槽槽是由柱狀狀掏槽發(fā)展展而來，其其特點是中中心眼為空空眼，鄰近近空眼的各各裝藥眼至至空眼之間間的距離逐逐漸加大，，其連線呈呈螺旋形，，并且由近近及遠依次次起爆a=(1.0～1.5)Db=(1.2～2.5)Dc=(3.0～4.0)Dd=(4.0～5.0)DD為鉆孔直徑徑，一般不不小于100mm1234acdb(二)直眼掏槽的的特點適用于中硬硬巖層或堅堅硬巖層適宜采用中中深孔爆破破鑿眼效率高高炮眼利用率率高拋擲距離短短耗藥量大要求嚴格(三)影響掏槽效效果的因素素眼距最先一段起起爆的炮眼眼與空眼的的距離空眼直徑、、眼距與巖巖石爆破效效果關(guān)系φdaA中空眼炮眼隧道局的建建議公式一般情況下下不大于空空眼直徑的的2倍常用的空眼眼直徑為102mm，眼距采用用18~20cm空眼數(shù)目空眼數(shù)目越越多掏槽爆爆破效果越越好；炮眼眼越深空眼眼數(shù)目越多多。裝藥裝藥長度占占全眼長的的70~90%輔助拋擲將空眼加深深100~200mm，并在空眼眼底部放1~2卷炸藥。鉆眼質(zhì)量(四)直眼掏槽實實例雷公尖、大大瑤山隧道道灰黑色厚層層加中厚層層隱晶質(zhì)灰灰?guī)r，Ⅱ級圍巖。開挖斷面100m2左右，鉆眼眼深度5.15m。裝藥眼直徑徑48mm，中空眼直直徑102mm花果山隧道道致密塊狀的的花崗巖，，Ⅲ級圍巖。開挖斷面100m2左右，鉆眼眼深度3.9m和5.15m。裝藥眼直徑徑48mm，中空眼直直徑102mm瑞典樣板掏掏槽三、混合掏掏槽混合掏槽是是指兩種以以上的掏槽槽方式的混混合使用，，一般在巖巖石特別堅堅硬或隧道道開挖斷面面較大時使使用。四、減輕地地震動掏槽槽為了減少掏掏槽眼的爆爆破震動，，經(jīng)常采用用特殊掏槽槽形式。復式楔形掏掏槽混合掏槽直眼分層掏掏槽增加空眼直直眼掏槽五、豎井井掏槽爆爆破圓錐形深深眼掏槽槽大直徑空空眼掏槽槽一、隧道控制制爆破的的分類第四節(jié)周周邊邊眼的控控制爆破破光面爆破破預裂爆破破光面爆破破是指延延開挖邊邊界布置置密集炮炮孔，采采取不耦耦合裝藥藥或裝填填低威力力炸藥，，在主爆爆區(qū)之后起爆，已已形成平平整的輪輪廓面的的爆破作作業(yè)。預裂爆破破是指延延開挖邊邊界布置置密集炮炮孔，采采取不耦耦合裝藥藥或裝填填低威力力炸藥，，在主爆爆區(qū)之前起爆，已已形成平平整的輪輪廓面的的爆破作作業(yè)。二、光面面爆破與與預裂爆爆破的關(guān)關(guān)系相同點區(qū)別孔距必須須與最小小抵抗線線相匹配配采取不耦耦合裝藥藥或裝填填低威力力炸藥同組光爆爆孔(預裂孔)同時起爆爆起爆順序序不同裝藥量不不同三、光面面爆破與與預裂爆爆破的成成縫機理理爆炸后圍圍巖的靜靜壓力場場應(yīng)力集中中的預裂裂效應(yīng)爆轟氣體體的楔入入效應(yīng)四、隧道道光面爆爆破控制標準準開挖輪廓廓成形規(guī)規(guī)則，巖巖面平整整圍巖壁上上保存有有50%以上的半半面炮眼眼痕跡無明顯的的爆破裂裂縫超欠挖符符合規(guī)定定要求設(shè)計參數(shù)數(shù)周邊眼間間距一般取Ki=10~18在不偶合合裝藥的的前提下下，光面面爆破應(yīng)應(yīng)滿足炮炮孔內(nèi)靜靜壓力F小于爆破破巖體的的極限抗抗壓強度度，而大大于巖體體的極限限抗拉強強度的條條件。即即光爆層厚厚度及炮炮眼密集集系數(shù)一般取K=0.8所謂光面面層就是是周邊眼眼與最外外層輔助助眼之間間的一圈圈巖石層層。其厚厚度就是是周邊眼眼的最小小抵抗線線W。周邊眼的的間距E與光面層層厚度W有著密切切關(guān)系，，通常以以周邊眼眼的密集集系數(shù)K（K=E/W）表示，，其大小小對光面面爆破效效果有較較大影響響。裝藥不耦耦合系數(shù)數(shù)一般取裝裝藥不耦耦合系數(shù)數(shù)≥2~5合理的不不耦合系系數(shù)應(yīng)使使爆炸后后作用在在孔壁上上的壓力力低于巖巖石的動動抗壓強強度，而而高于其其動抗拉拉強度。。裝藥量在光面層層單獨爆爆落時，，周邊眼眼的線裝裝藥密度度一般為為0.15kg/m～0.25kg/m,全斷面一一次起爆爆時，一一般可達達0.30kg/m～0.35kg/m。周邊眼的的裝藥量量通常以以線裝藥藥密度表表示。施工中應(yīng)應(yīng)根據(jù)孔孔距、光光面層厚厚度、石石質(zhì)及炸炸藥種類類等綜合合考慮確確定裝藥藥量。巖石類別炮眼間距E（cm）抵抗線W(cm)密集系數(shù)(K=E/W)裝藥集中度(kg/m)硬巖中硬巖軟巖55～7045～6535～5060～8060～8040～600.7～1.00.7～1.00.5～0.80.30～0.350.20～0.300.07～0.12表5-6光面爆破破一般參參考數(shù)值值五、隧道道預裂爆爆破控制標準準不平整度度不超過過15cm保存有80%~90%以上的半半面炮眼眼痕跡無明顯的的爆破裂裂縫設(shè)計參數(shù)數(shù)巖石類別炮眼間距E（cm）至內(nèi)排崩落眼間距(cm)裝藥集中度（kg/m）硬巖中硬巖軟巖40～5040～4535～404040350.30～0.400.2～0.250.07～0.12表5-8預裂爆破破參數(shù)一、隧道爆破破參數(shù)的的確定第五節(jié)隧隧道道爆破參參數(shù)及炮炮眼布置置炮眼直徑徑炮眼數(shù)目目炮眼深度度裝藥量炮眼直徑徑炮眼直徑徑對鑿巖巖生產(chǎn)率率、炮眼眼數(shù)目、、單位耗耗藥量和和洞壁的的平整程程度均有有影響。。加大炮眼眼直徑以以及相應(yīng)應(yīng)裝藥量量可使炸炸藥能量量相對集集中，爆爆炸效果果得以改改善。但但炮眼直直徑過大大將導致致鑿巖速速度顯著著下降，，并影響響巖石破破碎質(zhì)量量、洞壁壁平整程程度和圍圍巖穩(wěn)定定性一般隧道道的炮眼眼直徑在在32mm～50mm之間炮眼數(shù)目目炮眼數(shù)量量主要與與開挖斷斷面、炮炮眼直徑徑、巖石石性質(zhì)和和炸藥性性能有關(guān)關(guān)，炮眼眼的多少少直接影影響鑿巖巖工作量量。炮眼數(shù)量量應(yīng)能裝裝入設(shè)計計的炸藥藥量，通通?？筛鶕?jù)各炮炮眼平均均分配炸炸藥量的的原則來來計算式中：N—炮眼數(shù)量量，不包包括未裝裝藥的空空眼數(shù)；；q—單位炸藥藥消耗量量，一般般取q=1.2kg/m3～2.4kg/m3；S—開挖斷面面積，m2；τ—裝藥系數(shù)數(shù)γ—每米藥卷卷的炸藥藥重量（（kg/m）第一一種種方方法法第二二種種方方法法首先先計計算算周周邊邊眼眼數(shù)數(shù)量量N1和裝裝藥藥量量Q1式中中：：Bl—隧道道開開挖挖斷斷面面周周長長；；B—隧道道開開挖挖寬寬度度a—周邊邊眼眼間間距距；；L1—周邊邊眼眼鉆鉆孔孔平平均均深深度度γ1—周邊邊眼眼每每米米藥藥卷卷的的炸炸藥藥重重量量（（kg/m）其次次計計算算總總的的裝裝藥藥量量然后后計計算算掏掏槽槽眼眼和和輔輔助助眼眼數(shù)數(shù)量量式中中：：L—炮眼眼的的平平均均深深度度L2—輔助助眼眼和和掏掏槽槽眼眼的的平平均均深深度度γ2—輔助助眼眼和和掏掏槽槽眼眼每每米米藥藥卷卷的的炸炸藥藥重重量量（（kg/m）τ2—輔助助眼眼和和掏掏槽槽眼眼的的裝裝藥藥系系數(shù)數(shù)η—炮眼眼利利用用率率，，一一般般取取0.8~0.95第三三種種方方法法首先先計計算算掏掏槽槽眼眼數(shù)數(shù)量量N1和裝裝藥藥量量Q1其次次計計算算周周邊邊眼眼數(shù)數(shù)量量N2和裝裝藥藥量量Q2然后后計計算算周周邊邊眼眼數(shù)數(shù)量量N3和裝裝藥藥量量Q3最后后計計算算炮炮眼眼數(shù)數(shù)量量N和裝裝藥藥量量Q一、、隧道道爆爆破破參參數(shù)數(shù)的的確確定定第五五節(jié)節(jié)隧隧道道爆爆破破參參數(shù)數(shù)及及炮炮眼眼布布置置炮眼眼深深度度炮眼眼深深度度是是指指炮炮眼眼底底至至開開挖挖面面的的垂垂直直距距離離。。合適適的的炮炮眼眼深深度度有有助助于于提提高高掘掘進進速速度度和和炮炮眼眼利利用用率率。。L對于于斜斜眼眼掏掏槽槽，，由由于于施施工工原原因因和和巖巖石石的的夾夾制制作作用用，，一一般般最最大大炮炮眼眼深深度度取取斷斷面面寬寬度度（（或或高高度度））B的0.5～0.7倍，，當當圍圍巖巖條條件件好好時時，，采采用用較較小小值值。。按開開挖挖斷斷面面跨跨度度確確定定炮炮眼眼深深度度L=（0.5～0.7）B按每每掘掘進進循循環(huán)環(huán)的的進進尺尺數(shù)數(shù)來來確確定定按每每掘掘進進循循環(huán)環(huán)中中所所占占時時間間來來確確定定目前前常常用用的的炮炮眼眼深深度度為為1.8m~2.5m裝藥藥量量的的計計算算合理理的的藥藥量量應(yīng)應(yīng)根根據(jù)據(jù)所所使使用用的的炸炸藥藥的的性性能能和和質(zhì)質(zhì)量量、、地地質(zhì)質(zhì)條條件件、、開開挖挖斷斷面面尺尺寸寸、、臨臨空空面面數(shù)數(shù)目目、、炮炮眼眼直直徑徑和和深深度度及及爆爆破破的的質(zhì)質(zhì)量量要要求求來來確確定定。。目前前多多采采取取先先用用體體積積公公式式計計算算出出一一個個循循環(huán)環(huán)的的總總用用藥藥量量，，然然后后按按各各種種類類型型炮炮眼眼的的爆爆破破特特性性進進行行分分配配，，再再在在爆爆破破實實踐踐中中加加以以檢檢驗驗和和修修正正，，直直到到取取得得良良好好的的爆爆破破效效果果為為止止的的方方法法。。式中中：：Q—個爆爆破破循循環(huán)環(huán)的的總總用用藥藥量量，，kg;q—爆破破每每立立方方米米巖巖石石所所需需炸炸藥藥的的消消耗耗量，，kg/m3;二、、炮炮眼眼的的布布置置布置置原原則則先布布置置掏掏槽槽眼眼，，其其次次是是周周邊邊眼眼，，最最后后是是輔輔助助眼眼掏槽槽眼眼一一般般應(yīng)應(yīng)布布置置在在開開挖挖面面中中央央偏偏下下部部位位，，其其深深度度應(yīng)應(yīng)比比其其它它眼眼深深15cm～20cm。為為爆爆出出平平整整的的開開挖挖面面，，除除掏掏槽槽和和底底部部炮炮眼眼外外，，所所有有掘掘進進眼眼眼眼底底應(yīng)應(yīng)落落在在同同一一平平面面上上。。底底部部炮炮眼眼深深度度一一般般與與掏掏槽槽眼眼相相同同。。周邊邊眼眼應(yīng)應(yīng)嚴嚴格格按按照照設(shè)設(shè)計計位位置置布布置置斷面面拐拐角角處處應(yīng)應(yīng)布布置置炮炮眼眼。。周邊邊眼眼設(shè)設(shè)計計位位置置應(yīng)應(yīng)考考慮慮0.03～0.05的外外插插斜斜率率。。保證證光光爆爆層層的的合合理理厚厚度度靠近近周周邊邊眼眼的的輔輔助助眼眼分分布布均均勻勻。。當炮炮眼眼的的深深度度超超過過2.5m時，，靠靠近近周周邊邊眼眼的的內(nèi)內(nèi)圈圈輔輔助助眼眼應(yīng)應(yīng)與與周周邊邊眼眼有有相相同同的的傾傾角角。。層狀狀巖巖層層炮炮眼眼方方向向應(yīng)應(yīng)盡盡量量垂垂直直于于層層理理面面。。布置置方方式式直線線形形布布置置形式式簡簡單單且且易易掌掌握握，，同同排排炮炮眼眼的的最最小小抵抵抗抗線線一一致致，，間間距距一一致致，，前前排排眼眼為為后后排排眼眼創(chuàng)創(chuàng)造造臨臨空空面面，，爆爆破破效效果果較較好好。。布置置方方式式多邊邊形形布布置置這種種布布眼眼是是圍圍繞繞著著掏掏槽槽部部位位，，由由里里向向外外，，將將炮炮眼眼逐逐層層布布置置成成正正方方形形、、長長方方形形、、多多邊邊形形等等弧形形布布置置順著著拱拱部部輪輪廓廓線線，，逐逐圈圈布布置置炮炮眼眼。。此此外外，，還還可可將將開開挖挖面面上上部部布布置置成成弧弧形形，，下下部部布布置置成成直直線線形形，，以以構(gòu)構(gòu)成成混混合合型型布布置置圓形形布布置置當開開挖挖面面為為圓圓形形時時，，炮炮孔孔圍圍繞繞斷斷面面中中心心逐逐層層布布置置成成圓圓形形。。這這種種布布孔孔方方式式，，多多用用在在圓圓形形隧隧道道、、泄泄水水洞洞以以及及圓圓形形豎豎井井的的開開挖挖中中一、、隧道道開開挖挖方方法法第六六節(jié)節(jié)鉆鉆爆爆施施工工全斷斷面面開開挖挖法法臺階階開開挖挖法法導坑坑法法分部部開開挖挖法法鉆爆爆施施工工是是把把鉆鉆爆爆設(shè)設(shè)計計付付諸諸實實施施的的重重要要環(huán)環(huán)節(jié)節(jié)，，包包括括鉆鉆孔孔、、裝裝藥藥、、堵堵塞塞和和爆爆破破后后可可能能出出現(xiàn)現(xiàn)的的問問題題處處理理等等二、、鉆鉆爆爆施施工工鉆眼眼鉆眼眼設(shè)設(shè)備備氣腿腿式式鑿鑿巖巖機機三臂臂鑿鑿巖巖臺臺車車支腿腿式式全全液液壓壓鑿鑿巖巖機機鉆眼眼施施工工注注意意事事項項(1)必須須標標出出掏掏槽槽眼眼和和周周邊邊眼眼的的位位置置，，嚴嚴格格按按照照炮炮眼眼的的設(shè)設(shè)計計位位置置、、深深度度、、角角度度和和眼眼徑徑進進行行鉆鉆眼眼(2)濕式式鑿鑿巖巖裝藥藥裝藥藥前前一一定定要要清清孔孔使用用木木質(zhì)質(zhì)或或竹竹制制炮炮棍棍注意意保保護護起起爆爆裝裝置置堵塞塞禁止止無無堵堵塞塞爆爆破破堵塞塞材材料料一般般為為砂砂子子和和粘粘土土混混合合物物，，其其比比例例大大致致為為砂砂子子50%～40%，粘粘土土50%～60%。堵塞塞長長度度當炮炮眼眼直直徑徑為為φ25mm或φ50mm時，，堵堵塞塞長長度度不不能能小小于于18cm和45cm。和最最小小抵抵抗抗線線有有關(guān)關(guān)，，通通常常取取0.2~0.5W起爆爆注意意爆爆破破安安全全，，發(fā)發(fā)布布三三次次信信號號第一一次次：：清清場場第二二次次：：起起爆爆第三三次次：：解解除除起爆爆爆后后檢檢查查與與處處理理檢查查危危石石