某隧道ⅴ级围岩爆破设计

一、 隧道的基本情况

某隧道为分离式单向双线隧道，左洞长为：2229米；右洞长为：2233米。隧道穿越的某山脊属小相岭山脉西翼一条近北北东—南南西走向的山脊。某山脊海拔2270～2470m。隧址区总体属中高山构造剥蚀地貌，山脊斜坡地形，山脊北侧坡脚（隧道XX端洞口段）及南侧坡脚（隧道XX端洞口段）发育坡洪积扇。隧道通过的山脊最高点地面高程约2470m，相对高差约410m。区内沟谷纵横，山峦起伏，冲沟较发育，地形变化大。隧址区地层主要为三迭系上统～侏罗系下统白果湾群泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩及石英砂岩，碳质泥岩、上覆新生界第四系全新统覆盖层，节理裂隙发育，围岩地质条件较差，均为Ⅴ级围岩。且为瓦斯隧道。

根据隧道勘察的地质测绘及钻孔揭露，三叠系白果湾组含炭质泥岩、炭屑，泥岩呈深灰色、灰黑色，说明此地层含有有机质成分，具有一定的生烃能力，应该有煤层瓦斯存在。根据区域地质资料，白果湾组地层为凉山州的主要含煤地层，含煤性好的地段可含煤4～6层和较多煤线及炭质泥岩，可采一般1～3层，可采总厚可达1～2m，隧址区地层含煤性较差，基本不含真厚度0.5m以上的可采煤层，但仍含有煤线及炭质泥岩，所以此地层有瓦斯存在。详勘SZK4钻孔的

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瓦斯压力测试表明：该地层在标高2139.51～2060.18m处瓦斯测试压力为0.41Mpa，标高2180.89～2146.75m处瓦斯测试压力为0.29Mpa。初勘时在AK208+970R15钻孔标高在2099.80～2114.74m段石英砂岩底部岩芯中见有炭屑，呈斑点状零星分布，用力擦炭屑有污手现象，瓦斯测试压力为0.49MPa。这也证明地层中有瓦斯存在。

综上所述：隧址区白果湾组地层含有瓦斯，某隧道全洞身按瓦斯隧道设计。根据瓦斯压力测试结果和本区的含煤性，隧道发生煤与瓦斯突出的可能性不大，为低瓦斯隧道。 二、 爆破设计依据

1、 隧道施工图设计文件；

2、 公路公路隧道施工技术规范（JTJ042—94）； 3、 铁路瓦斯隧道技术规范（TB10120-2002）； 4、 爆破作业指南及有关爆破资料。

三、 《铁路瓦斯隧道技术规范》对爆破设计的要求 必须采用湿式钻孔；炮眼深度不应小于0.6m。瓦斯工区的爆破作业必须采用煤矿许用炸药，有突出地段安全等级不低于三级的煤矿许用的含水炸药。瓦斯工区必须采用电力起爆，并使用煤矿许用电雷管，严禁使用秒或半秒级电雷管。使用煤矿许用毫秒延期电雷管时， 最后一段的延期时间不得大于130ms。瓦斯工区采用电雷管起爆时，严禁反向装药。采用正向连续装药结构时，雷管以外不得装药卷。

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在岩层内爆破，炮眼深度不足0.9m时，装药长度不得大于炮眼深度的1/2；炮眼深度为0.9m以上时，装药长度不得大于炮眼深度的2/3。在煤层中爆破，装药长度不得大于炮眼深度的1/2。所有炮眼的剩余部分应用炮泥封堵。炮泥应用水炮泥和黏土泡泥。水炮泥外剩余的炮眼部分应用黏土炮泥填满封实。严禁用煤粉、块状材料或其他可燃性材料作炮泥。必须采用串联连接方式。线路所有连结接头应相互扭紧，明线部分应包覆绝缘层并悬空。严禁将瞬发电雷管与毫秒电雷管在同一串联网路中使用。 四、 开挖总体思路

隧道瓦斯地段的掘进爆破施工中，总的原则是“早封堵、短进尺、多循环、快封闭”，防止有害气体的溢出。隧道设计均为Ⅴ级围岩，采用台阶法施工，分三级台阶，第一台阶高度为5.34m，光面爆破，一次开挖成型，进尺1.2m；第二台阶高度为3.47m，先拉中槽宽度9m，进尺为3.5m；两侧边墙预留分别预留1.67m宽，马口跳槽开挖边墙，光面爆破，马口开挖长度为1.8m，安装俩榀拱架；第三台阶为仰拱，最高高度2.05m，半幅开挖。开挖顺序如图。

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开挖顺序依次为：Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ 每次开挖完毕后立即进行初期支护。 五、 爆破器材

本隧道计划采用气腿式凿岩机钻孔，配用40mm的钻头。使用煤矿许用2#岩石乳化炸药和毫秒电雷管。 序号 1 2 3 4 5

爆材名称 煤矿许用2#乳化炸药 毫秒电雷管 GM-2000型起爆器 孔口联结线（铜线） 主线（铜线） 4

规格型号 35mm/200mm/200g 1～5段（电阻6.3Ω） 输出电压2000V 1mm2，单股，电阻17.5Ω/km 5.5mm2，7股，电阻3.18Ω/km

第二系列毫秒电雷管延期时间表 段 数 延期时间（ms）

六、 本隧道Ⅴ级围岩采用台阶法施工，上台阶开挖半径为6.34m，开挖高度5.34m，开挖面积50.5m2。采用光面爆破开挖，计划每循环进尺1.2m。 七、 钻爆参数设计

1、炮眼数目N=qs/rη=0.96×50.5/0.96/0.45=112.2个（取112个）

式中：N¬——计算炮眼数目，不包括未装药的空眼数。

q——单位炸药消耗量（Kg/m3） s¬——开挖断面面积（m2） η——炮眼装填系数

γ——每米药卷长度的炸药重量（Kg/m）

1 0 2 25 3 50 4 75 5 100 2、掏槽眼设计，采用三级复式楔形掏槽（附图） 3、周边眼参数

根据交通部规范JTJ042-94《公路隧道施工技术规范》各光面爆破参数如周边眼间距(E)、最小抗线(V)、相对距(E/V)和装药集中度(q)等，应采用工程类比或根据爆破漏斗及成缝试验确定，爆破成缝试验可按附录B进行。在无条件试验时，可按如下表选用。

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光面爆破诸参数

参 装药不偶合岩 数 饱和单轴抗压系数 石 限强度Rb(MPaa) D 种类 硬 岩 中硬岩 软 岩 ＞60 30～60 ≤30 周边眼 周边眼最小抵间距 抗线 E(cm) V(cm) 70～85 60～75 40～60 相对距 周边眼药集中 度 E/V q(kg/m) 0.8～1.0 0.30～0.35 0.8～1.0 0.20～0.30 0.5～0.8 0.07 ～0.15 1.2～51.5. 55～70 1.50～2.00 45～60 2.00～2.50 30～50 注：①软岩隧道光面爆破的相对距宜取小值。

②装药集中度按2号岩石硝按炸药考虑，当采用其它炸药时，应进行换算。换算指

标主要是猛度和爆力（平均值）。换算系数K按下式计算。

当断面较小或围岩软弱、破碎或在曲线、折线处开挖成形要求高时，周边眼间距E应取较最小值；抵抗线V应大于周边眼间距。软岩在取较小的周边眼间距的同时，抵抗线应适当增大； 对于软岩或破碎性围岩，周边眼的相对距E/V应取最小值。

⑴、某隧道设计为Ⅴ级围岩，围岩软弱、破碎，因此周边眼间距适当缩小，可以控制爆破轮廓，避免超欠挖，本断面E的值选用E=40cm。 ⑵、光爆层厚度ω：

光面爆破层就是周边眼与最外层辅助眼之间的一围岩层，光面爆破层厚度就是周边眼的最小抵抗线Ⅴ，根据隧道施工技术规范规定抵抗线V应大于周边眼间距，软岩在取较小的周边眼间距的同时，抵抗线应适当增大； 对于软岩或破碎性围岩，周边眼的相对距E/V应取最小值。因此本隧道周边眼的相对距E/V的按照光面爆破诸参数表中取最小值0.5，即E/V＝0.5，E＝40cm,计算得V＝80cm。

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⑶、不耦合系数r=D/d=40/17.5=2.28。D为炮孔直径，d为药卷直径，周边眼将35mm药卷剖开半径减半计算。 ⑷、采用不耦合间隔装药结构（附图） 八、 炮眼布置图及爆破参数（附图）

设计每循环进尺1.2m，取掏槽眼深度分别为1.17m、1.71m、1.5m ；辅助眼为1.3m；底眼为1.4m。 某隧道上台阶Ⅴ级围岩爆破参数表

炮眼种类 掏槽眼 掏槽眼 掏槽眼 辅助眼 辅助眼 辅助眼 周边眼 底眼 合计 孔数（个） 4 4 4 10 12 20 42 16 112 孔深（cm） 117 171 150 130 130 130 130 140 50.5 0.96 雷管段别 0 1 2 4 4 5 7 7 装药系数 0.55 0.5 0.5 0.5 0.5 0.45 0.35 0.5 每孔装药量（Kg） 0.6 0.8 0.6 0.6 0.6 0.6 0.4 0.6 1.2 0.98 总药量(Kg) 2.4 3.2 2.4 6 7.2 12 16.8 9.6 59.6 开挖面积 计划炸药单耗 计划进尺 实际炸药单耗 7 某隧道下台阶中拉槽Ⅴ级围岩爆破参数表

炮眼种类 掘进眼 掘进眼 底眼 合计 开挖面积 孔数雷管段孔深（m） （个） 别 6 6 7 19 3.6 3.6 3.7 1 3 5 3.5m 装药系数 0.55 0.55 0.6 每孔装药量（Kg） 2 2 2 总药量(Kg) 12 12 14 38 0.35Kg/m3 31.23㎡ 循环进尺 炸药单耗 某隧道下台阶边墙Ⅴ级围岩爆破参数表

炮眼种类 掘进眼 周边眼 合计 开挖面积 孔数雷管段孔深（m） （个） 别 6 6 12 6.05㎡ 1.8 1.8 循环进尺 1 3 1.8m 装药系数 0.55 0.55 每孔装药量（Kg） 1 0.6 总药量(Kg) 6 3.6 9.6 0.63Kg/m3 炸药单耗 某隧道仰拱Ⅴ级围岩爆破参数表

炮眼种类 掘进眼 周边眼 合计 开挖面积 孔数雷管段孔深（m） （个） 别 3 7 10 6.09㎡ 1.8 1.8 循环进尺 1 3 1.8m 装药系数 0.55 0.4 每孔装药量（Kg） 1 0.6 总药量(Kg) 3 4.2 7.2 0.65Kg/m3 炸药单耗

九、 网络设计及计算 1. 起爆网络及计算

网络联结采用串联，按如下顺序连接： 掏槽眼→辅助眼→底眼→周边眼→起爆器。

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上台阶雷管数112个，孔口联结线（铜线1mm2，单股，电阻17.5Ω/km）需要96m，起爆器主线（铜线5.5mm2，7股，电阻3.18Ω/km）600m（起爆距离300m，超过安全距离200m的要求）。

网络总电阻： R＝R1+R2+nr

＝600×3.18÷1000+96×17.5÷1000+112×6.3 ＝709.2（Ω） 式中：R——总电阻； R1————主线电阻； R2————孔口联结线电阻； n——电雷管数目； r——每个电雷管电阻。 通过网络及每个电雷管的电流为： i＝I＝V÷R ＝2000÷709.2 ＝2.8（A） 式中：R——总电阻； V——起爆电压； I——通过网络电流； I——通过每个电雷管电流。

经过计算，通过每个电雷管电流为2.8A，《爆破安全规

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程》规定直流电起爆流经每个雷管的电流不小于2A，符合要求，本网络可以起爆。下台阶中拉槽、边墙、仰拱爆破设计中，雷管数目远小于上台阶数目，更可以起爆，此处不做计算。

2. 起爆顺序：

隧道内：掏槽眼→辅助眼→底眼→周边眼。 3. 起爆方法： 采用毫秒电雷管起爆炸药，防爆起爆器起爆电雷管。 4.：警戒与信号

一切准备完成之后，发出预备信号，有关人员撤至安全地点，指挥人员确认无误，发出起爆信号，警戒完成后，人工利用电雷管起爆器起爆，爆破安全距离为200m，爆破后30min后进入爆区检查，确认无盲炮后方可解除警戒。 十、主要技术经济指标

开挖断面积(m2) 单位面积炮眼预计炮眼利个数（个/ m2） 用率（%） 预计每循每循环爆破比装药量比钻眼量环进尺(m) 岩石（m3） （Kg/m3） （m/m3） 50.5 2.5 92.3 1.2 60.6 0.98 2.7 十一、施工注意事项

在进行爆破的过程中，应注意以下事情： 1、严格按照设计进行施工，切忌改动设计。 2、炮眼装药时一定要用水炮泥进行堵塞。

3、每茬炮必须安排专人对爆破情况进行统计、分析，综合量测结果及时调整爆破参数。

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4、瓦斯工区采用电雷管起爆时，严禁反向装药。采用正向连续装药结构时，雷管以外不得装药卷。

5、开挖工作面附近20m风流中瓦斯浓度必须小于1.5%; 6、必须采用湿式钻孔； 7、炮眼深度不应小于0.6m,

8、爆破地点20m内，风流中瓦斯浓度必须小于1%; 9、爆破地点20m内，矿车、碎石、煤碴等物体阻塞开挖断面不得大于1/3;

10、通风应风量足，风向稳，局扇无循环风； 11、炮眼内煤、岩粉应清除干净； 12、炮眼封泥不足或不严不应进行爆破

13、必须采用串联连接方式。线路所有连结接头应相互扭紧，明线部分应包覆绝缘层并悬空。母线与电缆、电线、信号线应分别挂在巷道的两侧，若必须在同一侧时，母线必须挂在电缆下方，并应保持0.3m以上间距。母线应采用具有良好绝缘性和柔软性的铜芯电缆，并随用随挂，严禁将其固定。母线的长度必须大于规定的爆破安全距离。必须采用绝缘母线单回路爆破。严禁将瞬发电雷管与毫秒电雷管在同一申联网路中使用。电力起爆必须使用防爆型起爆器作为起爆电源，一个开挖工作面不得同时使用两台及以上起爆器起爆。

14、电雷管使用前，在单独的房间内用爆破欧姆表逐个

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检测雷管电阻值。

15、爆破主线与起爆器联结前，必须检测全线路的总电阻值，应与计算值符合（允许误差±5%），如不符合禁止连接。

十二、安全技术与防护措施.

1、工程现场100m范围内进行实地调查，记录可能影响的构筑物如二次衬砌等或其它结构状态，记录资料应包括文字和图片资料，现场可作观测标志。

2. 必要时可进行地表震动观测，以优化爆破设计。 3. 爆堆检查时间： 爆堆检查时间应在爆后30min且炮烟排出后，由熟练爆破员进行检查。 4. 盲炮处理：

由于采用炸药均为乳化炸药，因此发生盲炮后，必须由专职爆破员进行处理。处理方法为：

⑴. 能够重新引爆的，加大警戒范围，重新加入起爆体引爆；

⑵.不能重新引爆的炮孔，采用高压风吹出堵塞炮渣，取出起爆雷管，并将炸药取出；

⑶.严禁采用木棍硬捣起爆药卷或用风钻套孔。 5. 严禁利用残眼穿孔，以免钻爆残眼中残留炸药。 6. 爆破警戒：装药警戒范围由爆破工作领导人确定，装药

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时应在警戒边界设置明显标志并派出岗哨；执行警戒任务的人员，应按指令到达指定地点并坚守工作岗位。 7. 信号：预警信号：该信号发出后爆破警戒范围内开始清场工作；起爆信号：起爆信号应在确认人员、设备等全部撤离爆破警戒区，所有警戒人员到位，具备安全起爆条件时发出。起爆信号发出后，准许负责起爆的人员起爆；解除信号：安全等待时间过后，检查人员进入爆破警戒范围内检查、确认安全后，方可发出解除爆破警戒信号。在此之前，岗哨不得撤离，不允许非检查人员进入爆破警戒范围；各类信号均应使爆破警戒区域及附近人员能清楚地听到或看到。

8. 火工品管理必须有火工品管理人员进行管理，现场火工品使用由爆破员使用，安全员现场监督。爆破完成后，剩余火工品必须全部退库，做到帐账相符，账物相符。

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