钻爆设计(南门口隧道)
隧道开挖钻爆设计根据工程地质条件、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，施工中并根据爆破效果不断调整爆破参数，优化设计方案，尽量减少对围岩扰动，取得最佳爆破效果。
⑴爆破器材
主爆炸药采用2号岩石乳化炸药（密度0.95～1.2g/mL；猛度12～20mm；殉爆距离5～12cm；爆速3100～5800m/s），规格为Φ32mm×200mm（掏槽、辅助眼）、Φ25mm×200mm（周边眼）药卷。引爆采用1-15段的非电毫秒雷管起爆，起爆采用电雷管。周边眼装药结构用竹片绑扎，导爆索传爆，间隔装药，采用光面爆破技术。
⑵钻眼深度
全断面开挖每循环开挖进尺3.0m；台阶法开挖每循环开挖进尺2.5m；三台阶法、三台阶临时仰拱法开挖上台阶每循环开挖进尺Ⅴ级围岩不大于1榀钢架间距，Ⅳ级围岩不大于2榀钢架间距，中台阶、下台阶每循环开挖进尺不大于2榀钢架间距；四步CD法开挖每循环开挖进尺不大于1榀钢架间距。
⑶掏槽方式
选用台阶法开挖采用水平楔形复式掏槽法，每排眼数根据开挖断面的高度确定，其掏槽形式如下图1-1。
掏槽布置示意图1-1
⑷钻眼直径
采用YT-28风钻钻眼，孔直径D=φ42mm。 ⑸光面爆破参数
光面爆破周边眼间距E=（8～18)D=(8～18)×0.042=0.35～0.75m（岩质软时取小值，岩质硬时取大值）。 炮眼密集系数M=0.6～0.8, 抵抗线W=E/M=0.6～0.9m。
岩石的坚固性系数f=δ压/10，（δ压-为岩石极限抗压强度Mpa，本隧道岩石以砂岩为主，取δ压=50～120Mpa）
光面爆破参数
岩石类别 极硬岩 （花岗岩） 硬岩 (石英砂砾岩、石英砂岩、粉砂岩) 软质岩 (泥质粉砂岩)
1.1 Ⅱ级围岩下全断面开挖法钻爆设计 (1)炮眼布置与药量计算
施工方法，全断面施工。依Ⅲ级围岩一次爆破炸药用量最大计算。
Ⅱ级围岩岩石岩质坚硬，强度和完整性很好，取坚固系数f=12进行计算。 炮眼数目：按经验公式计算
N=3.3（f×S2）
1/3
周边眼间距 E(cm) 周边眼抵抗线 W(cm) 55～75 相对距离 E/W 装药集中度 q （kg/m） 50～60 0.8～0.85 0.25～0.3 40～55 50～60 0.8～0.85 0.15～0.25 35～45 45～60 0.75～0.8 0.07～0.12 =167（个）
式中 f一岩石的坚固性系数，取f=12；
S—开挖断面积（m），S=104m
炮眼布置：
掏槽眼选用水平复式掏槽，炮孔与工作面夹角60°，两排炮孔间距取45cm，炮眼数14个。周边眼取E=60cm，布置共布眼39个；辅助眼与底板眼按最小抵抗线W=60～90cm布置（岩质软时取大值，岩质硬时取小值），共布眼65个。
装药量计算：
⑴ 周边眼单孔药量计算
线装药密度q线=0.07～0.25kg/m；（岩质软时取小值，反之取大值）,本隧道取q线=0.25kg/m计算。
周边装药量Q周=q线×L1
式中：L1-装药长度m，L1=L（炮眼长度m）-L2（堵塞长度m） L2=0.2～0.6m;取值0.4m。L1=3.0-0.4=2.6m
则：Q周=0.25×2.6=0.65kg（φ25药卷，每节92g/20cm，共装7
节/孔）
周边眼总药量: Q周总=0.65×39=16.4kg ⑵ 辅助眼单孔装药量计算 Q辅=1/4×π×R2×ρ×L1 式中:R-药卷直径m；R=0.032m
ρ-炸药密度kg/cm3；取ρ=935kg/m3
则：Q辅=1.95kg（φ32药卷，每节150g/20cm，共装13节/孔） 辅助眼总装药量：Q辅总=1.95×65=136.5kg ⑶ 掏槽眼单孔药量计量
外侧 Q掏′=1/4×π×R2×ρ×L1′
内侧 Q掏″=1/4×π×R2×ρ×L1″
式中：药卷直径R=0.032m 炸药密度ρ=935kg/m3 外侧装药长度L1′=L′-L2=3.5/sin58.81°-0.4=3.7m
内侧装药长度L1″=L″-L2=1.9/cos51.68°-0.4=2.7m
22
则：外侧 Q掏′= 2.78kg，按φ32药卷调整，每节150g/20cm，共装19节/孔,实际Q掏′=19×0.15=2.85kg,装药长度19×0.2=3.8m。
内侧 Q掏″= 2.03kg，按φ32药卷，每节150g/20cm，共装14节/孔，
实际Q掏″= 14×0.15=2.1kg, 装药长度14×0.2=2.8m。
掏槽眼总装药量：Q掏总=2.85×8+2.1×6=35.4kg 全断面总装药量:∑Q上总= Q周总+Q辅总+ Q掏总=188.3kg
全断面法爆破设计图1-2
1.2 Ⅲ级围岩上下台阶法开挖钻爆设计 (1)上半断面炮眼布置与药量计算
施工方法，先进行上半断面施工，后进行下半断面施工。依Ⅲ级围岩一次爆破炸药用量最大计算。
Ⅲ级围岩强度和完整性较好，取坚固系数f=8进行计算。 炮眼数目：按经验公式计算
N=3.3（f×S2）1/3 =124（个）
式中 f一岩石的坚固性系数，取f=10；
S—开挖断面积（m2），上部断面积S=73m2
炮眼布置：
掏槽眼选用水平复式掏槽，炮孔与工作面夹角60°，两排炮孔间距取40cm，炮眼数14个。周边眼取E=55cm，布置共布眼39个；辅助眼与底板眼按最小抵抗线W=60～90cm布置（岩质软时取大值，岩质硬时取小值），共布眼65个。
装药量计算：
⑴ 周边眼单孔药量计算
线装药密度q线=0.07～0.25kg/m；（岩质软时取小值，反之取大值）,本隧道取q线=0.15kg/m计算。
周边装药量Q周=q线×L1
式中：L1-装药长度m，L1=L（炮眼长度m）-L2（堵塞长度m）L2=0.2～0.6m;
取值0.4m。L1=3.0-0.4=2.6m
则：Q周=0.15×2.8=0.42kg（φ25药卷，每节92g/20cm，共装4.5
节/孔）
周边眼总药量: Q周总=0.42×39=16.4kg ⑵ 辅助眼单孔装药量计算 Q辅=1/4×π×R2×ρ×L1 式中:R-药卷直径m；R=0.032m
ρ-炸药密度kg/cm3；取ρ=935kg/m3
则：Q辅=2.1kg（φ32药卷，每节150g/20cm，共装14节/孔） 辅助眼总装药量：Q辅总=2.1×65=136.5kg ⑶ 掏槽眼单孔药量计量
外侧 Q掏′=1/4×π×R2×ρ×L1′
内侧 Q掏″=1/4×π×R2×ρ×L1″
式中：药卷直径R=0.032m 炸药密度ρ=935kg/m3 外侧装药长度L1′=L′-L2=3.5/sin58.81°-0.4=3.7m
内侧装药长度L1″=L″-L2=1.9/cos51.68°-0.4=2.7m
则：外侧 Q掏′= 2.78kg，按φ32药卷调整，每节150g/20cm，共装19节/孔,实际Q掏′=19×0.15=2.85kg,装药长度19×0.2=3.8m。
内侧 Q掏″= 2.03kg，按φ32药卷，每节150g/20cm，共装14节/孔，
实际Q掏″= 14×0.15=2.1kg, 装药长度14×0.2=2.8m。
掏槽眼总装药量：Q掏总=2.85×8+2.1×6=35.4kg 上半断面总装药量:∑Q上总= Q周总+Q辅总+ Q掏总=188.3kg （2）下半断面炮眼布置与药量计算
炮眼数目：下部断面积S=36m2，根据最小抵抗线布置确定。 炮眼布置：
周边眼取E=55cm，布置共布眼10个；辅助眼与底板眼按最小抵抗线W=60～90cm布置（岩质软时取大值，岩质硬时取小值），共布眼38个。
共装14节/孔）
开挖面
装药量计算：
⑴ 周边眼单孔药量计算
⑵ 辅助眼单孔装药量计算
11掏槽布置图装药量（kg）每孔药量小计35.498.716.437.8188.31111钻 爆 参 数 表91111序号炮眼名称眼深（m）眼数（个）装药结构79
1112.10.422.1掏槽眼3.7(2.7)14φ32－19(14)×200mm连续2.8周边眼总药量:Q周总=0.42×10=4.2kg
79112掘进眼3.247φ32－14×200mm连续9113周边眼3.239φ25－4.5×200mm间隔根据断面，结合实际断面布置如下图6.2.2.1-1
辅助眼总装药量：Q辅总=2.1×38=79.8kg
7上部结构4底板眼3.218φ32－14×200mm连续11合计118 下半断面总装药量:∑Q下总= Q周总+Q辅总=84kg
911开挖面积(m)27313131311炮眼密度(个/m)21.61台阶法爆破设计图6.2.2.1-1
单位装药量(kg/m)30.806炮眼利用率(%)9413循环进尺(m)2.10.424.239.9842.139.93.09911132掘进眼3.219φ32－14×200mm连续 同上半断面，周边装药量Q周=q线×L1 =0.15×2.8=0.42kg
3周边眼3.210φ25－4.5×200mm间隔111315下部结构4底板眼3.219φ32－14×200mm连续13合计45151513开挖面积(m)236炮眼密度(个/m)21.28单位装药量(kg/m)30.73炮眼利用率(%)94 同上半断面Q辅=1/4×π×R2×ρ×L1=2.1kg（φ32药卷，每节150g/20cm，
循环进尺(m)3.0
6.2.2.2 Ⅳ级围岩上下台阶法开挖钻爆设计 (1)上半断面炮眼布置与药量计算
由于Ⅳ级围岩总体地质较弱，岩石强度相对较低，取岩石的坚硬系数f=6进行计算。
则炮眼数目：按经验公式计算
N=3.3（f×S2）1/3 =3.3×（6×42.82）1/3 =73个
式中 f一岩石的坚固性系数；S—开挖断面积（m2），上部断面积S=m2 炮眼布置：
周边眼取E=50cm，布置共布眼36个；辅助眼间距90cm，共布眼70个。掏槽眼选用水平复式掏槽，炮孔与工作面夹角60°，两排炮孔间距取40cm，炮眼数10个。
装药量计算：
①周边眼单孔药量计算
线装药密度q线=0.07～0.25kg/m；（岩质软时取小值，反之取大值）,本隧道取q线=0.14kg/m计算。
周边装药量 Q周=q线×L1
式中：L1-装药长度m，L1=L（炮眼长度m）-L2（堵塞长度m）L2=0.2～0.6m;
取值0.5m。L1=2.0-0.5=1.5m
则：Q周=0.14×1.5=0.21kg（φ25药卷，每节92 g/20cm，共装2.5
节/孔）
周边眼总药量: Q周总=0.21×36=7.56kg
②辅助眼单孔装药量计算
Q辅=1/4×π×R2×ρ×L1 式中:R-药卷直径m；R=0.032m
ρ-炸药密度kg/cm3；ρ=900～1200kg/m3，取ρ=935kg/m3 则：Q辅=1.13kg（φ32药卷，每节150g/20cm，共装7.5节/孔） 辅助眼总装药量：Q辅总=1.13×50=56.5kg ③掏槽眼单孔药量计量
外侧 Q掏′=1/4×π×R2×ρ×L1′
内侧 Q掏″=1/4×π×R2×ρ×L1″
外侧装药长度L1′=L′-L2=2.4/sin50.2°-0.5=2.5m
内侧装药长度L1″=L″-L2=1.9/cos45°-0.5=1.4m
则：外侧 Q掏′=1.88kg，按φ32药卷调整，每节150g/20cm，共装12.5节/孔,装药长度12.5×0.2=2.5m。
内侧 Q掏″= 1.05kg，按φ32药卷，每节150g/20cm，共装7节/孔，
实际Q掏″= 7×0.15=1.05kg, 装药长度7×0.2=1.4m。
掏槽眼总装药量：Q掏总=1.88×4+1.05×6=13.82kg
上半断面总装药量:∑Q上总= Q周总+Q辅总+ Q掏总=13.82+56.5+7.56=77.88kg (2) 中半断面炮眼布置与药量计算
炮眼数目：中部断面积S=47.5m2，根据最小抵抗线布置确定。 炮眼布置：
周边眼取E=50cm，布置共布眼12个；辅助眼与底板眼共布眼45个。
装药量计算： ①周边眼单孔药量计算
同上半断面，周边装药量Q周=q线×L1 =0.14×1.5=0.21kg（φ25药卷，每节92g/20cm，共装2.5节/孔）
周边眼总药量:Q周总=0.21×12=2.52kg ②辅助眼单孔装药量计算
同上半断面Q辅=1/4×π×R2×ρ×L1=1.2kg
ρ-炸药密度kg/cm3；ρ=900～1200kg/m3，取ρ=935kg/m3 则：Q辅=1.13kg（φ32药卷，每节150g/20cm，共装7.5节/孔） 辅助眼总装药量：Q辅总=1.13×45=50.85kg
下半断面总装药量:∑Q下总= Q周总+Q辅总=50.85+2.52=53.37kg
(3) 下半断面炮眼布置与药量计算
炮眼数目：下部断面积S=44.1m2，根据最小抵抗线布置确定。 炮眼布置：
周边眼取E=50cm，布置共布眼10个；辅助眼与底板眼共布眼47个。 装药量计算： ①周边眼单孔药量计算
同上半断面，周边装药量Q周=q线×L1 =0.14×1.5=0.21kg（φ25药卷，每节150g/20cm，共装2.5节/孔）
周边眼总药量:Q周总=0.21×10=2.1kg ②辅助眼单孔装药量计算 同上半断面Q
辅
=1/4×π×R2×ρ×L1=1.13kg（φ32药卷，每节
150g/20cm，共装7.5节/孔）
辅助眼总装药量：Q辅总=1.13×47=53.11kg 下半断面总装药量:∑Q下总= Q周总+Q辅总=53.11+2.1=55.21kg
其爆破设计如下图6.2.2.2-1。
Ⅳ级围岩爆破设计图6.2.2.2-1
11111111111111111111 11
111111111111117111191111131113139117777711711
11711711钻 爆 参 数 表装药结构每孔药量小计13.82φ32－7.5×200mm连续1.130.211.1377.8842.82.240.867952.0装药结构每孔药量小计1.130.211.132.5216.9553.3747.31.200.537952.0装药结构φ32－7.5×200mm连续102057φ25－2.5×200mm间隔φ32－7.5×200mm连续装药量（kg）每孔药量小计271.130.211.1330.512.122.655.2144.133.9φ32－7.5×200mm连续φ25－2.5×200mm间隔φ32－7.5×200mm连续装药量（kg）18.087.5638.42φ25－2.5×200mm间隔φ32－7.5×200mm连续装药量（kg）117531135771553上台阶1234合计开挖面积(m)113711921序号掏槽眼2.42.1343616962.12.14(6)掘进眼周边眼底板眼炮眼名称眼深（m）眼数（个）11355799999999999上部结构1313131313131313131313炮眼密度(个/m)单位装药量(kg/m)炮眼利用率(%)循环进尺(m)序号234合计开挖面积(m)炮眼密度(个/m)单位装药量(kg/m)炮眼利用率(%)循环进尺(m)序号234合计开挖面积(m)炮眼密度(个/m)单位装药量(kg/m)炮眼利用率(%)循环进尺(m)322322323979111311131311113333333335555中台阶炮眼名称眼深（m）眼数（个）掘进眼2.1301215572.12.1周边眼底板眼555555513131313131313131313
中部结构73755999737333333333355下台阶55555555999999999999999炮眼名称眼深（m）眼数（个）掘进眼2.12.12.1周边眼底板眼下部结构挖面Ⅳ级围岩爆破参数图1.290.60952.0图
6.2.2.3Ⅴ级围岩开挖钻爆设计
根据控制爆破施工经验，对本隧道Ⅴ级围岩，由于围岩较破碎，裂隙较发育，且开挖后极易发生坍塌和变形失稳，故采用CRD法、双侧壁导坑法进行开挖，做到开挖一段，加固一段，封闭一段，严格执行“管超前、严注浆、弱爆破、控下沉、早成环、勤量测、紧衬砌”的施工原则。具体施工时，一般以人工配合风镐即可进行开挖，最多只需对一些孤石进行松动或预裂爆破，而不需要进行较大规模的控制爆破，由于是否需要进行爆破具有很大的随机性和不确定性，只能根据具体的施工情况进行具体分析并拟定相应的施工方案，故不在此专门进行钻爆设计。
6.2.2.4装药结构、堵塞方式、起爆网路
⑴ 装药结构：周边眼采用φ25mm小药卷，利用导爆索间隔装药，底部适量加大药量，孔口适量减少药量，如下图6.2.2.4-1。
图6.2.2.4-1
掏槽眼、底板眼、辅助眼：连续装药结构，如下图6.2.2.4-2。
⑵ 堵塞方式： 所有装药炮眼用炮泥堵塞，炮眼堵塞长度不小于 20cm。 ⑶ 起爆顺序：掏槽（1、3段）→辅助眼(5、7、9段)→周边眼（11段）→底板眼（13段）。
⑷ 起爆网路：导爆管以10根左右为一族（一把抓），每一族采用2同段毫秒雷管连接接长，最后将接长导爆管集中为一族，采用电雷管起爆击发。
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