隧道光面爆破课件

隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 1Tunnel Blasting2011-1-192011-1-19隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 2掏槽眼掏槽眼周边眼周边眼辅助眼辅助眼隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 3隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 4 爆破光面的形成，起至关重要的是爆破光面的形成，起至关重要的是掏掏槽眼槽眼和和周边眼周边眼的设计。其中：的设计。其中：掏槽眼掏槽眼是为辅助眼提供新的自由面，是为辅助眼提供新的自由面，是后续爆破效果能好的基础，直接影响隧是后续爆破效果能好的基础，直接影响隧道爆破的循环进尺和掘进效果。道爆破的循环进尺和掘进效果。隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 5 辅助眼辅助眼进一步扩大掏槽空间，破碎隧进一步扩大掏槽空间，破碎隧道岩体，为后续爆破提供新的自由面；道岩体，为后续爆破提供新的自由面；周边眼周边眼则直接关系着到隧道开挖边界则直接关系着到隧道开挖边界的超欠挖大小和对保留围岩损害的程度。的超欠挖大小和对保留围岩损害的程度。隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 6 炮孔布置炮孔布置位置位置与与形式：形式：掏槽眼一般布置在断面的中下方，主掏槽眼一般布置在断面的中下方，主要有楔形掏槽和桶形掏槽，多用楔形掏槽要有楔形掏槽和桶形掏槽，多用楔形掏槽方式；有水平楔形与垂直楔形之分。方式；有水平楔形与垂直楔形之分。隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 7 辅助眼（崩落眼）一般围绕掏槽空间，按辅助眼（崩落眼）一般围绕掏槽空间，按线形或环形均匀布置；排间距线形或环形均匀布置；排间距b(b(即抵抗线即抵抗线w)w)应应小于同排或同环的孔距小于同排或同环的孔距a a，常为孔距，常为孔距a a的的8080100100；可以打垂直眼，也可打斜眼，逐渐垂；可以打垂直眼，也可打斜眼，逐渐垂直；周边眼布置在设计轮廓线上，通常为斜眼，直；周边眼布置在设计轮廓线上，通常为斜眼，眼底落在设计轮廓线上或外摆眼底落在设计轮廓线上或外摆10cm10cm，一般采用，一般采用光面爆破光面爆破 。隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 8 周边眼布置在设计轮廓线上，通周边眼布置在设计轮廓线上，通常为斜眼，眼底落在设计轮廓线上或常为斜眼，眼底落在设计轮廓线上或外摆外摆10cm10cm，一般采用光面爆破或预裂，一般采用光面爆破或预裂爆破爆破 。隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 9图 楔形掏槽水平楔形其他孔线形布置 隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 10楔形掏槽垂直楔形 其他孔环状布置 隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 11各类孔孔间距取值原则：各类孔孔间距取值原则：掏槽孔的夹制作用大，爆破条件差，炮孔掏槽孔的夹制作用大，爆破条件差，炮孔应较密；应较密；辅助孔（崩落孔）经过掏槽孔、扩槽孔爆辅助孔（崩落孔）经过掏槽孔、扩槽孔爆破后，自由面条件较好，孔距应较大；距掏槽破后，自由面条件较好，孔距应较大；距掏槽空间越近排距越大；空间越近排距越大；周边孔的作用是控制开挖轮廓，应采用光周边孔的作用是控制开挖轮廓，应采用光面爆破或预裂爆破，孔间距必须小于排间距；面爆破或预裂爆破，孔间距必须小于排间距；隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 12 扩槽孔、内圈孔、二台孔、底板孔的扩槽孔、内圈孔、二台孔、底板孔的孔距均应比掏槽孔和周边孔大，但是比崩孔距均应比掏槽孔和周边孔大，但是比崩落孔要密，其间距或抵抗线一般为崩落孔落孔要密，其间距或抵抗线一般为崩落孔的的8080左右，因为扩槽孔的作用是进一步左右，因为扩槽孔的作用是进一步扩大槽腔，为后续炮孔的爆破提供良好的扩大槽腔，为后续炮孔的爆破提供良好的临空面条件，应适当加密炮孔，以保证爆临空面条件，应适当加密炮孔，以保证爆破效果；破效果；隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 13 内圈孔距离开挖面较近，应适当加密，内圈孔距离开挖面较近，应适当加密，使炸药能量在内圈孔一带均匀分布，减少使炸药能量在内圈孔一带均匀分布，减少对围岩的爆破破坏；扩槽、崩落孔爆破后，对围岩的爆破破坏；扩槽、崩落孔爆破后，部分岩碴堆积在底板上，增加了二台孔、部分岩碴堆积在底板上，增加了二台孔、底板孔的爆破负荷，为保证底部的爆破效底板孔的爆破负荷，为保证底部的爆破效果，二台孔、底板孔也必须适当加密。果，二台孔、底板孔也必须适当加密。隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 14炮孔的方向和角度炮孔的方向和角度 炮孔的方向，可以与作炮孔的方向，可以与作业面垂直或倾斜，在有明显业面垂直或倾斜，在有明显裂缝或层理时，炮孔应与岩裂缝或层理时，炮孔应与岩石裂缝或层理垂直或斜交石裂缝或层理垂直或斜交(见见图图)，尽量避免平行层理，尽量避免平行层理和钻入裂缝。和钻入裂缝。掏槽可利用裂缝、层理掏槽可利用裂缝、层理。隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 15 一般炮孔应与自由面成一定角度，以一般炮孔应与自由面成一定角度，以有利于爆破外抛。角度的大小，根据岩石有利于爆破外抛。角度的大小，根据岩石的坚硬程度、炮孔作用及便于作业而定。的坚硬程度、炮孔作用及便于作业而定。炮孔角度越大，爆破效果越差；炮孔角度炮孔角度越大，爆破效果越差；炮孔角度越小，最小抵抗线越小，最小抵抗线(装药中心至自由面的垂装药中心至自由面的垂直距离直距离)越小，爆破效果越好，但炮孔深度越小，爆破效果越好，但炮孔深度浅，进度慢。既要进度快，又要爆破效果浅，进度慢。既要进度快，又要爆破效果好，必须选择好炮孔的角度。好，必须选择好炮孔的角度。隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 16炮孔倾角取值参考表：炮孔倾角取值参考表：加强掏槽孔：加强掏槽孔：50505555;掏槽孔：掏槽孔：55557575；辅助孔：辅助孔：75759090；周边孔：周边孔：85859090。岩石坚硬取小值，岩石松软取大值岩石坚硬取小值，岩石松软取大值。隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 17 各类炮孔各类炮孔眼底眼底要落在要求的要落在要求的同一平面同一平面上，掏槽眼上，掏槽眼应超深应超深2020左右。左右。隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 18 孔数较多同类孔也应采用分段延时起爆。即使孔数较多同类孔也应采用分段延时起爆。即使是楔形掏槽眼，是楔形掏槽眼，各对楔形掏槽眼各对楔形掏槽眼之间应跳段设置。之间应跳段设置。隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 19 掏槽困难，可适当加眼。掏槽困难，可适当加眼。在坚硬在坚硬岩石中掏岩石中掏槽，难以形成掏槽空间，可在楔形掏槽眼上下槽，难以形成掏槽空间，可在楔形掏槽眼上下中间部位各加一个掏槽眼，且向楔形中央倾斜。中间部位各加一个掏槽眼，且向楔形中央倾斜。隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 20 隧道爆破周边眼必须采用的隧道爆破周边眼必须采用的光面爆破光面爆破。实践表明，采用普通爆破方法，不仅实践表明，采用普通爆破方法，不仅对围岩扰动大，而且难以爆出理想的开挖对围岩扰动大，而且难以爆出理想的开挖轮廓，而光面爆破较大程度的满足上述要轮廓，而光面爆破较大程度的满足上述要求。求。隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 21 光面爆破光面爆破的的特点特点技术：技术：沿设计轮廓线打一排沿设计轮廓线打一排小孔距小孔距的的平行炮孔平行炮孔，小药量小药量、不耦合装药不耦合装药，在开挖区主炮孔爆破后（在开挖区主炮孔爆破后（后起爆后起爆），），同时起爆同时起爆。隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 22光面爆破的切割成缝机理：光面爆破的切割成缝机理：1 1、相邻孔的导向作用、相邻孔的导向作用 2 2、爆生气体的扩缝作用、爆生气体的扩缝作用（小孔距、平行炮孔、小药量、不（小孔距、平行炮孔、小药量、不耦合装药、后起爆、同时起爆）耦合装药、后起爆、同时起爆）。隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 23隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 24光面爆破设计（几个要点）：光面爆破设计（几个要点）：（1 1）周边眼间距周边眼间距a a 周边眼要适当加密，才能有效地形成光面周边眼要适当加密，才能有效地形成光面裂隙。若孔距过大，孔间导向作用消失，光面裂隙。若孔距过大，孔间导向作用消失，光面裂隙就不能形成；而孔距过小，又会增加钻孔裂隙就不能形成；而孔距过小，又会增加钻孔费用和爆破工作量，还可能使药量偏大，光面费用和爆破工作量，还可能使药量偏大，光面效果不好，所以，一般：效果不好，所以，一般：a a（8 81818）d d，其中，其中d d孔径。孔径。隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 25光面爆破设计：光面爆破设计：当炮孔直径为当炮孔直径为353545mm45mm时，间距一般时，间距一般可取可取500500700mm.700mm.但但在岩石节理裂隙发育的地区，或者在岩石节理裂隙发育的地区，或者对光爆面的质量要求高的部位，其孔距还对光爆面的质量要求高的部位，其孔距还应更小一些应更小一些。本工程就应取消小值，推荐本工程就应取消小值，推荐在：在：350 350 500mm500mm隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 26（2 2）最小抵抗线最小抵抗线w w和炮孔密集系数和炮孔密集系数m m w w即光面层厚度，一般说来即光面层厚度，一般说来w wa a光面孔间距。光面孔间距。因为：因为：w w过小，孔与孔间的光面裂隙来不及贯通前，过小，孔与孔间的光面裂隙来不及贯通前，各孔就朝自由面方向形成爆破漏斗，结果产生各孔就朝自由面方向形成爆破漏斗，结果产生凹凸不平的破裂面；反之，凹凸不平的破裂面；反之，w w过大，光面裂隙虽过大，光面裂隙虽易于形成，但自由面方向的爆破效果可能恶化，易于形成，但自由面方向的爆破效果可能恶化，产出大块多，在壁面造成凹坑。产出大块多，在壁面造成凹坑。隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 27 一般：一般：m m a/w=a/w=（0.60.60.80.8），最大可以），最大可以达到达到1 1，即即mmaxmmax1 1。一般说来：岩石破碎节理发育时，爆破裂一般说来：岩石破碎节理发育时，爆破裂隙产生和发展方向不易控制，要获得平整的轮隙产生和发展方向不易控制，要获得平整的轮廓面，廓面，a a应偏小取、应偏小取、w w偏大区；即取偏大区；即取m m0.60.6，甚，甚至可接近取至可接近取m m0.50.5；岩石较完整，开挖跨度较；岩石较完整，开挖跨度较大，取大，取m=0.8m=0.8，a a取原设计值；岩石坚韧，开挖取原设计值；岩石坚韧，开挖跨度小，则跨度小，则a a、w w都应偏小取，可取都应偏小取，可取m=1m=1，才能形，才能形成符合设计的曲率半径较小的轮廓面。成符合设计的曲率半径较小的轮廓面。隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 28 所以本工程应整体偏小取。本工程建议：所以本工程应整体偏小取。本工程建议：硬岩取：硬岩取：a=45a=4555cm55cm、w=w=（55556565）；）；中硬岩：中硬岩：a=35a=3545cm45cm、w=w=（45455555）；）；软软 岩：岩：a=30a=3040cm40cm、w=w=（40405050）。）。隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 29 （3 3）不不耦耦合合系系数数 k=k=炮炮孔孔直直径径D/D/装装药药直直径径d d：要要使使炸炸药药在在孔孔内内爆爆炸炸而而孔孔壁壁不不产产生生“压压碎碎”破破坏坏，必必须须选选择择合合理理不不耦耦合合系系数数，一一般般不不耦耦合合系系数数1.11.13.0，而而其其中中取取1.51.52.52.5的较多。的较多。故本工程故本工程:D=45:D=45 48mm.48mm.隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 30 （4 4）齐发爆破）齐发爆破 光光面面孔孔应应齐齐发发、同同时时起起爆爆。为为此此各各孔孔可可敷敷设设导导爆爆索索，引引出出孔孔外外后后与与一一根根主主导导爆爆索索相相连，再接续导爆管延时雷管。其延期时间：连，再接续导爆管延时雷管。其延期时间：距距相相邻邻主主炮炮孔孔爆爆破破的的延延期期时时间间tt不不小小于于100ms100ms。若若光光面面孔孔较较多多，震震动动限限制制不不能能同同时时起起爆爆，可可以以采采取取分分组组延延时时起起爆爆，相相邻邻组组光光面面孔孔延延时时段号连续，不跳段。段号连续，不跳段。隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 31装药集中度装药集中度(kg/m)岩石类岩石类别别炮眼间距炮眼间距E(cm)抵抗线抵抗线W(cm)密集系数密集系数K=E/W0.300.35硬岩硬岩557060800.71.00.200.30中硬岩中硬岩456560800.71.00.070.12软岩软岩355040600.50.8光面爆破一般参考数值光面爆破一般参考数值隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 32起爆药包的位置起爆药包的位置 1 1）正向起爆：将起爆药）正向起爆：将起爆药包放在孔口第包放在孔口第1 1或第或第2 2个药个药卷处，雷管聚能穴朝向孔卷处，雷管聚能穴朝向孔底。底。2 2）反向起爆：起爆药包）反向起爆：起爆药包放置在孔底，雷管聚能穴放置在孔底，雷管聚能穴朝向孔口。朝向孔口。隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 33一、光面孔间距一定要小于光面层厚度。一、光面孔间距一定要小于光面层厚度。光爆特别强调以下几点：光爆特别强调以下几点：隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 34二、光面孔的孔间距要小。二、光面孔的孔间距要小。岩石类别岩石类别炮眼间距炮眼间距a /cm硬岩硬岩55中硬岩中硬岩45软岩软岩35隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 35三、光面孔孔位要准确、相互平行、间距一致。三、光面孔孔位要准确、相互平行、间距一致。开孔位置偏差不应大于开孔位置偏差不应大于3 3，钻孔以，钻孔以3 35 5的斜率向断面外倾斜。的斜率向断面外倾斜。隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 36四、光面孔采用不耦合装药和空气间隔装药。四、光面孔采用不耦合装药和空气间隔装药。将药卷捆绑在将药卷捆绑在导爆索导爆索上，形成一个断续的炸药串。上，形成一个断续的炸药串。为方便装药，一般可将药串绑在竹片上，送入孔内。为方便装药，一般可将药串绑在竹片上，送入孔内。分别起爆进行爆破。分别起爆进行爆破。隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 37五、孔口必须采用炮泥堵塞五、孔口必须采用炮泥堵塞（0.50.5）。太长部。太长部分加间隔器、竹节堵塞。分加间隔器、竹节堵塞。隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 38六、减震爆破措施。六、减震爆破措施。同层连续、隔层跳段延时起爆。同层连续、隔层跳段延时起爆。隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 39七、周边孔同时起爆。七、周边孔同时起爆。起爆顺序：掏槽眼起爆顺序：掏槽眼扩槽眼扩槽眼辅助辅助眼眼底眼底眼光爆眼。光爆眼。隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 40八、光面孔导爆索连接起爆。八、光面孔导爆索连接起爆。隧道爆破技术讲座隧道爆破技术讲座2024/7/29 41