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隧道爆破设计计算完整版
HENsystemofficeroom【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
隧道爆破设计计算
Ⅳ级围岩爆破设计
工程概况
大瑶山隧道位于广东省乐昌市的庆云镇至两江镇的九峰河,隧道全长10331m,隧道以碳酸盐岩和碎屑岩为主,隧道内考虑到断裂带、部分浅埋段岩体风化、破碎等,隧道围岩多为Ⅳ级。
隧道穿越地区有断裂构造,围岩较为破碎,裂缝较发育,断裂带附近易富水,岩溶水赋水性为中等,碎屑岩及浅变质岩属含水丰富的基岩裂隙水含水层
2
,所以地下水较发育。
隧道断面设计为马蹄型,跨度B=,高为H=。
爆破方案选择
为了保证隧道的开挖质量,又能加快施工速度,缩短工期,故IV级围岩实施爆破区段采用上、中、下三台阶开挖的光面爆破方案,由于围岩较为破碎,所以采用段台阶法,实现及早支护封闭。
由于采用三台阶的开挖方法,所以每循坏进尺的爆破工作都要分成三部分完成的。
对于一个开挖断面,先对上台阶进行爆破开挖、出渣,当上台阶向前开挖推进一定距离后,再对中、下进行爆破作业,应尽量减少相邻两个工作面之间施工相互干扰。
每月施工28天,采用2班循环掘进平行作业,月掘进计划进尺为120m。
爆破参数选择
(一)上台阶参数计算
(1)炮眼数N
断面炮眼数是受多个因素限制,它和爆破作业面积、围岩等级等因素有关。
炮眼
数目N可根据式(4-1)计算得出:
(4-1)
式中,q—炸药消耗量,一般取~
实际根据表4-1选取:
。
S—爆破作业的面积,由开挖断面图可知,IV级围岩开挖断面
,
上台阶断面积为
,中台阶断面积
,下台阶断面积
;仰拱断面积
。
—系数,根据表4-3取值,选取时要综合考虑各类炮眼,上台阶取;
—药卷的炸药质量,2号岩石铵梯炸药的每米质量见表4-2;本工程中取;
根据上式计算得出,上台阶炮眼数为N1109个,中台阶炮眼数为N2102个,下台阶炮眼数为N394个,仰拱炮眼数为N425个。
表4-1隧道爆破单位耗药量(
)
开挖部位和掘进断面积/
围岩类别
Ⅳ
Ⅴ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅱ
Ⅲ
I
单自由面
4—6
7—9
10—12
13—15
16—20
40—43
多自由面
扩大挖底
表4—22号岩石铵梯炸药每米质量
值
药卷直径
32
35
38
40
44
45
50
(kg/m)
8
表4—3装药系数
值
炮眼名称
围岩类别
Ⅳ
Ⅴ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅱ
Ⅲ
I
掏槽眼
辅助眼
周边眼
每循环炮眼深度
本隧道工程初步拟定月掘进循坏进尺为85m,每掘进循环的计划进尺数l120282,工程中炮眼利用率实取
,由式(4-2)计算炮眼深度得炮眼深度为。
(4-2)
实际取炮眼深度为,每循环进尺为l。
一般深掏槽眼较炮眼加深。
(3)炮孔直径
由于地下水量较发育,因此选用2号岩石乳化炸药,其药卷直径为32mm,药卷长度为200mm,每卷装药质量为。
炮孔直径的选择要考虑对填装炸药,钻眼速度和爆破效果的影响,还有兼顾施工单位的现有设备,故本工程中炮孔直径确定为42mm。
(4)炮眼间距和排距
①掏槽眼
本隧道开挖断面较大,所以选用复式楔形掏槽,上台阶共布置10个掏槽眼,其中深掏槽眼6个,孔深在原设计孔深的基础上加深,故深掏槽眼深度为;浅掏槽眼4个孔深为。
②周边眼
本隧道采用光面爆破,周边眼间距取500mm,最小抵抗线为600mm,光爆孔密集系数为,周边眼向外倾斜,距开挖轮廓线为100m。
上台阶轮廓线总长为,故周边眼数目为N2=÷=个,实际取58个。
③辅助眼
为减少钻眼量,加快施工进度,辅助眼间距适当的加大,所以工程中辅助眼间距实取770mm,共布置N3=109-10-58=41个辅助眼。
(5)装药量计算
①总装药量
总装药量可以由下式(4-3)进行计算
QqV
式中:
q——2号岩石铵梯炸药的单位耗药量,工程中q取;
V——每循坏进尺爆破的岩石量;
计算得总装药量Q=
=。
本隧道用2号岩石乳化炸药,根据2号岩石乳化炸药的换算系数
则一个循环2号岩石乳化炸药总装药量为
kg。
②单孔装药量
根据表4-1可知,掏槽眼装药系数为,辅助眼装药系数为,周边眼装药系数为,为保证光爆效果,周边眼装药系数实取。
单孔装药量,装药卷数与装药系数、炮孔深度和药卷长度及质量有关。
具体计算如下:
4个浅掏槽眼:
单孔装药卷数=×÷=3卷单孔装药量=3×=
换算为2号岩石乳化炸药:
单孔装药量=×=单孔装药卷数=÷=卷
实际取卷,则单孔装药量为×=
6个深掏槽眼:
单孔装药卷数=×÷=卷单孔装药量=×=
换算为2号岩石乳化炸药:
单孔装药量=×=单孔装药卷数=÷=卷
实际取卷,则单孔装药量为×=
41个辅助眼:
单孔装药卷数=×÷=卷单孔装药量=×=
换算为2号岩石乳化炸药:
单孔装药量=×=单孔装药卷数=÷=卷
实际取卷,则单孔装药量为×=
58个周边眼:
单孔装药卷数=×÷=卷单孔装药量=×=
换算为2号岩石乳化炸药:
单孔装药量=×=单孔装药卷数=÷=卷
实际取5卷,则单孔装药量为5×=
按此计算,上台阶每循坏进尺所需总装药量为:
Q464158=
实际装药量略小于计算的总装药量,但基本上一致,故可以按此值进行装药。
(二)中台阶参数计算
(1)参数选择
中台阶的工程概况与上台阶相同,故炮眼深度按照上台阶的参数选取即可。
其中由于上台阶已经开挖,则中台阶有两个临空自由面,所以中台阶就不再布置掏槽眼,只布置辅助眼和周边眼孔深依据上台阶选取,辅助眼m,周边眼m。
(2)炮孔直径
炮孔直径确定为42mm。
(3)炮眼间距和排距
①周边眼
本隧道采用光面爆破,周边眼间距取500mm,最小抵抗线为600mm,光爆孔密集系数为,周边眼向外倾斜,距开挖轮廓线为100m。
周边眼数目为39个。
②辅助眼
本隧道中辅助眼间距实取770mm,共布置N=102—39=63个辅助眼。
(4)装药量
①总装药量
当上台阶爆破、出渣完成后,再对中台阶进行施工,所以落底便会有两个临空面,即掌子面和上台阶底面,此时单位炸药消耗量q根据表4-3取为。
计算得总装药量Q=
=。
本隧道用2号岩石乳化炸药,根据2号岩石乳化炸药的换算系数
则一个循环2号岩石乳化炸药总装药量为
kg。
②单孔装药量
根据表4-1可知,辅助眼装药系数为,周边眼装药系数为,为保证光爆效果,周边眼装药系数实取。
具体计算如下:
63个辅助眼:
单孔装药卷数=×÷=卷单孔装药量=×=
换算为2号岩石乳化炸药:
单孔装药量=×=单孔装药卷数=÷=卷
实际取卷,则单孔装药量为×=
39个周边眼:
单孔装药卷数=×÷=卷单孔装药量=×=
换算为2号岩石乳化炸药:
单孔装药量=×=单孔装药卷数=÷=卷
实际取5卷,则单孔装药量为5×=
综上所述,每循坏进尺上台阶所需炸药的总装药量为:
Q6339
实际装药量略小计算的总装药量,但基本上一致,故可以按此值进行装药。
(三)下台阶参数计算
(1)参数选择
下台阶的工程概况与中台阶相同,故炮眼深度按照中台阶的参数选取即可。
其中由于中台阶已经开挖,则下台阶有两个临空自由面,所以下台阶就不再布置掏槽眼,只布置辅助眼和周边眼孔深依据上台阶选取,辅助眼m,周边眼m。
(2)炮孔直径
炮孔直径确定为42mm。
(3)炮眼间距和排距
①周边眼
本隧道采用光面爆破,周边眼间距取500mm,最小抵抗线为600mm,光爆孔密集系数为,周边眼向外倾斜,距开挖轮廓线为100m。
周边眼数目为32个。
②辅助眼
本隧道中辅助眼间距实取770mm,共布置N3=94—32=62个辅助眼。
(4)装药量
①总装药量
当上台阶爆破、出渣完成后,再对中台阶进行施工,所以落底便会有两个临空面,即掌子面和上台阶底面,此时单位炸药消耗量q根据表4-3取为。
计算得总装药量Q=
=。
本隧道用2号岩石乳化炸药,根据2号岩石乳化炸药的换算系数
则一个循环2号岩石乳化炸药总装药量为
kg。
②单孔装药量
根据表4-1可知,辅助眼装药系数为,周边眼装药系数为,为保证光爆效果,周边眼装药系数实取。
具体计算如下:
62个辅助眼:
单孔装药卷数=×÷=卷单孔装药量=×=
换算为2号岩石乳化炸药:
单孔装药量=×=单孔装药卷数=÷=卷
实际取卷,则单孔装药量为×=
32个周边眼:
单孔装药卷数=×÷=卷单孔装药量=×=
换算为2号岩石乳化炸药:
单孔装药量=×=单孔装药卷数=÷=卷
实际取5卷,则单孔装药量为5×=
综上所述,每循坏进尺上台阶所需炸药的总装药量为:
Q62kg
实际装药量略小于计算的总装药量,但基本上一致,故可以按此值进行装药。
(三)仰拱参数计算
(1)参数选择
仰拱的工程概况与中台阶相同,故炮眼深度按照中台阶的参数选取即可。
其中由于下台阶已经开挖,则仰拱有两个临空自由面,所以仰拱就不再布置掏槽眼,只布置辅助眼和周边眼孔深依据上台阶选取,辅助眼m,周边眼m。
(2)炮孔直径
炮孔直径确定为42mm。
(3)炮眼间距和排距
①周边眼
本隧道采用光面爆破,周边眼间距取500mm,最小抵抗线为600mm,光爆孔密集系数为,周边眼向外倾斜,距开挖轮廓线为100m。
周边眼数目为19个。
②辅助眼
本隧道中辅助眼间距实取770mm,共布置N3=25—19=6个辅助眼。
(4)装药量
①总装药量
当下台阶爆破、出渣完成后,再对仰拱进行施工,所以落底便会有两个临空面,即掌子面和下台阶底面,此时单位炸药消耗量q根据表4-3取为。
计算得总装药量Q=
=。
本隧道用2号岩石乳化炸药,根据2号岩石乳化炸药的换算系数
则一个循环2号岩石乳化炸药总装药量为
kg。
②单孔装药量
根据表4-1可知,辅助眼装药系数为,周边眼装药系数为,为保证光爆效果,周边眼装药系数实取。
具体计算如下:
6个辅助眼:
单孔装药卷数=×÷=卷单孔装药量=×=
换算为2号岩石乳化炸药:
单孔装药量=×=单孔装药卷数=÷=卷
实际取卷,则单孔装药量为×=
19个周边眼:
单孔装药卷数=×÷=卷单孔装药量=×=
换算为2号岩石乳化炸药:
单孔装药量=×=单孔装药卷数=÷=卷
实际取5卷,则单孔装药量为5×=
综上所述,每循坏进尺上台阶所需炸药的总装药量为:
Q6kg
实际装药量略小于计算的总装药量,但基本上一致,故可以按此值进行装药。
上台阶爆破参数表
炮孔名称
孔深/m
孔数
单孔装药量/kg
总装药量/kg
雷管段别
起爆顺序
掏槽眼
4
1
I
6
3
II
辅助眼
41
5
III
周边眼
58
7
IV
合计
109
中台阶爆破参数表
炮孔名称
孔深/m
孔数
单孔装药量/kg
总装药量/kg
雷管段别
起爆顺序
辅助眼
63
5
I
周边眼
39
7
II
合计
102
下台阶爆破参数表
炮孔名称
孔深/m
孔数
单孔装药量/kg
总装药量/kg
雷管段别
起爆顺序
辅助眼
62
5
I
周边眼
32
24
7
II
合计
94
下台阶爆破参数表
炮孔名称
孔深/m
孔数
单孔装药量/kg
总装药量/kg
雷管段别
起爆顺序
辅助眼
6
5
I
周边眼
19
7
II
合计
25
爆破网络及起爆
本工程根据爆破器材情况,上台阶爆破作业采用毫秒导爆管雷管1、3、5、7段,孔内延期起爆法。
各炮眼所用的毫秒导爆管雷管段别为:
4个浅孔掏槽眼号使用1段,6个深孔掏槽眼号使用3段,41个辅助眼使用5段,58个周边眼使用7段。
爆破网络连接使用簇联网络,所以炮眼分为5簇,除了由掏槽眼组成的一簇10个炮眼外,其余4簇都由22个炮眼组成。
每簇采用一个瞬发导爆管雷管起爆,5发导爆管雷管由一发8号电雷管起爆。
爆破网络采用连续装药结构,反向起爆方式。
中台阶和下台阶,仰拱的爆破网络和上台阶一致。
起爆网络图见附图。
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