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1、4.4 平硐全断面掘进爆破施工 4.4.1 炮眼布置的方法和原则典型的全断面炮眼布置图4-21 全断面楔形掏槽环状布置图 图4-22 全断面直孔掏槽环状布置图全断面炮眼布孔原则可概括为：“抓两头、带中间”，即一头抓周边眼，一头抓掏槽眼；抓好这两“头”炮眼的布置，中间的崩落眼就容易布置了。这种布孔方法称为“分类布孔法”。（1）先布置周边眼原则上周边眼应布置在设计轮廓线上，按光面爆破要求布置。为了钻孔方便，并保证开挖断面轮廓尺寸，通常向外（或向上）偏斜35，眼底落在设计轮廓线外不超过10cm，其最小抵抗线应从眼底算起。周边眼深度不应大于崩落眼。 （2）选择适当的掏槽方式和掏槽位置通常将掏槽布置在断
2、面中央偏下。（3）崩落眼布置 一般根据计算出的炮孔数量，按掘进工作面的大小形状、掏槽布置方式与孔距、辅助孔距与抵抗线要求、周边孔距与抵抗线要求等进行合理布置崩落眼。（4）底眼的最小抵抗线和炮眼间距通常与崩落眼相同 在水平和倾斜的隧道中，底眼布置应充分考虑抛碴负载，为避免巷道底板留下根底或使坡度增大，并为铺轨创造有利条件，底眼应多向下插一些，同时增大装药系数，眼口可高于底板标高510cm，眼底可插到底板标高以下2030cm。当巷道有水沟时，可利用底眼爆破一次将水沟拉出。 4.4.2 装药和起爆 4.4.2.1.炮眼装药量分配先以炮眼数量计算值布孔，按实际条件、试炮结果修正孔数，然后确定每开挖循环
3、所需的总药量。由总药量和实际布置的总眼数，求出每孔的平均药量，按掏槽孔、周边孔、辅助孔和底板孔的不同要求分配药量到各孔。掏槽眼爆破条件最困难：只有一个自由面，爆破时不仅要把部分岩石破碎而且要抛掷出来，需要较多炸药，掏槽眼应比其它炮眼深10%25%，装药系数也应比其它炮眼大。底板眼为保证翻碴，通常也要加大药量，按平均药量的110120布药。在周边眼中，底眼分配药量最多，帮眼次之，顶眼最少。实际布孔后的总药量和炸药单耗都会有变化，必须再对布孔后的装药量进行统计，得出实际每循环所需的炸药总量和实际炸药单耗，作为核算和编制后续设计的依据。 4.4.2.2 炮眼装药结构和起爆方式（1）为了提高爆破效率，
4、掏槽眼、辅助眼和底眼以连续装药为主。炮泥堵塞长度不应小于0.2m。（2）周边眼普遍使用不耦合装药。采用小药卷或光面炸药，为实现光面爆破，可增大周边眼的装药不耦合系数或降低装药系数。（3）掏槽眼、辅助眼和周边眼，按设计起爆顺序起爆；辅助眼按圈数由内向外起爆；周边眼应同段起爆，一般采用导爆索连接。实践证明，反向起爆装药可应力波和爆生气体在炮眼内作用的时间，能提高炮眼利用率、减少瞎炮、减小岩石破碎块度、增大抛碴距离和降低炸药消耗量、降低爆破空气冲击波等爆炸有害效应等，炮眼愈深，效果愈好。在无瓦斯（或距离煤层较远）巷道掘进工作面可采用反向起爆，以提高爆破效率。深眼爆破有利于提高掘进速度，但可能会产生“
5、管道效应”的现象。可采用合理的装药结构和增大药径、选用合适的不耦合系数、采用乳化炸药、水胶炸药等措施。为了可靠起爆和传爆，隧道掘进推广使用导爆管雷管起爆法，并经常使用导爆索下孔。 4.4.2.3 起爆网路 (1)电起爆法 常用的掘进爆破电爆网路有串联（图4-22）和串并联（图4-23）连接方式。 (2)非电起爆法导爆索的起爆 一般使用导爆索连接周边眼及其孔内装药，尤其深孔掘进时，通常采用电雷管、导爆管电雷管起爆导爆索。 导爆管起爆法 导爆管起爆法具有抗杂电、操作简单、使用安全可靠，成本较低，应用广泛。 导爆管毫秒起爆系统一般有孔内延期和孔外延期两种。隧道爆破一次起爆的导爆管毫秒起爆网路大多用并
6、簇联。孔内延期是在炮孔内按设计要求装入不同段别的导爆管毫秒延期雷管，而在孔外传爆回路中使用导爆管瞬发雷管或低段别毫秒雷管。作业中需用大量、多段别的毫秒雷管，容易装错炮孔而造成起爆顺序错误。 孔外延期是在炮孔内全部采用同段毫秒雷管，而在孔外传爆网路中使用不同段别的毫秒延期雷管，不易出现串段现象，可减少操作差错；同时节约了大量的高段毫秒雷管、降低了爆破成本、弥补了现有毫秒延期雷管段别配套不足。 工程实例1： 丹通高速路基工程第二十合同段金山隧道爆破施工 金山隧道的围岩为级围岩，采用全断面施工法。附图1 级围岩爆破设计图、表，以及附图2 级围岩起爆网路连接图。 实例2：丹通高速梨树沟隧道爆破施工 梨
7、树沟隧道被爆破岩石属于弱风化花岗岩，属坚硬岩。采用上下台阶爆破施工法。 附图 ：隧道爆破网路连接示意图。4.5 竖井爆破开挖硐轴线与水平面夹角大于75的为竖井；夹角小于6为平硐；夹角675为斜井（硐）。在地下矿山，竖井(立井)是通向地表的主要通道，是提取矿石、岩石，升降人员、运输材料和设备以及通风、排水的咽喉。在长、大隧道的开挖工程中，为缩短工期往往需要掘进竖井、斜井以增加工作面和改善通风条件。在水利、水电工程中，永久船闸输水系统、抽水蓄能电站也都需要掘进竖井。 4.5.1全断面竖(立)井深孔爆破开挖的炮眼布置4.5.1.1 掏槽眼的形式 掏槽眼的形式最常用的有两种：直眼掏槽和锥形掏槽。（1）
8、圆锥形掏槽 圆锥形掏槽与工作面的夹角（倾角）一般为7080，掏槽眼比其他炮眼深0.20.3m。各眼底间距不得小于0.2m （2）直眼桶形掏槽 其圈径通常为l.21.8m，眼数为47个。在坚硬岩石中爆破时，为减小岩石夹制力，除选用高威力炸药和增加装药量以外，可采用二级或三级掏槽，即布置多圈掏槽，并按圈分次爆破，相邻每圈间距为0.20.3m左右，各圈眼数分别控制在49个左右。实例： 沈丹客专TJ-2标跨沈丹高速1号特大桥20号墩桩基成孔爆破施工1 工程概况 沈丹客专TJ-2标跨沈丹高速1号特大桥20号墩，设计桩底标高179.651m、桩径1.5m、桩长8m；护筒标高194.325m，设计孔深14.
9、674m；布设4排，每排有5个桩孔，现成孔深达9m左右。施工区域内岩石为坚实的泥板岩、泥灰岩，呈近水平层理，普氏系数f=46，属次坚石。 爆破周围环境：爆区南侧距居民房屋（砖结构）16.5m；北侧距沈丹高速公路5m。2 爆破方案 采用浅眼分次爆破，工作面布置采用圆锥形掏槽与工作面的夹角(倾角)一般为7580，掏槽眼比其他炮眼深0.2，采用毫秒起爆技术。3 炮眼布置及爆破参数3.1 炮眼布置 每个桩基孔每次爆破布1112个炮孔，炮眼布置见左图所示。3.2 爆破参数 （1）炮眼深度L： 掏槽眼： L =1.2m；周边眼： L = 1m。 （2）炮眼间距a： 周边眼： a=0.65m；掏槽眼： a=
10、0.47m。 (3)炸药单耗q ： 平均单耗：q=2.25/m3 每孔装药量： 掏槽眼：375g；周边眼： 300g。4 起爆网路设计 炮眼内掏槽眼和周边眼分别采用3段和5段导爆管 ms 雷管起爆，孔外采用“大把抓”连接，电雷管引爆；每次引爆2个桩孔，见图1起爆网路连接示意图。 图1 起爆网路连接示意图5 爆破安全防护及措施5.1 爆破飞石的防护措施 采用钢筋网加胶皮垫覆盖措施。5.2 爆破振动安全防护措施5.2.1 爆破振动安全距离计算 原方案：（1）最大一段起爆药量Qmax的确定 每个桩孔同段起爆的炮孔数为7个，其最大同段起爆药量为： 300 7 = 2100g= 2.10 则每次起爆最大
11、一段起爆药量为： Qmax= 2.12 = 4.20（2）爆破震动相关参数的确定 依据爆破施工区域内岩石类型、结构特征，等级为级，普氏系数f=46，属次坚石、中硬岩，取250，1.8；以国家颁布的爆破安全规程为依据，见表1 爆破振动安全允许标准，取毛石房的安全振速为0.5 cm/s，砖房的安全振速为2.0 cm/s。 （3）爆破震动安全距离的估算 （1）毛石房屋的安全距离Rm计算公式 （2）一般砖房屋的安全距离RZ计算公式（4）评价结论 经上述计算，认为原沈丹客专某标跨沈丹高速1号特大桥20号墩桩基成孔爆破施工方案，产生的爆破震动对周围邻近房屋安全影响范围为：距墩桩基孔51.0m范围内的毛石房
12、屋和23.6m范围内的一般砖房屋有影响；即对邻近房屋安全（16.5m）有影响。5.2.2 改进措施 沈丹客专某标跨沈丹高速1号特大桥20号墩桩基成孔爆破施工，在起爆网路设计上增加桩基内炮孔起爆雷管的段数，减少最大一段的起爆药量，采用逐桩基孔微差爆破技术，以便使爆破振动降低到安全范围内。 作业： 某大桥墩桩基成孔爆破施工区域内岩石为坚实的泥板岩、泥灰岩，普氏系数 f =46；爆区南侧距居民房屋（砖结构）16.5m；每个桩基孔每次爆破布12个炮孔，每孔装药量为300375g, 已知，取250，1.8，砖房的安全振速为2.0 cm/s。 试求最大一段允许的起爆药量是多少？并设计起爆方法，画出起爆网路图。 7