隧道常用爆破参数及爆破设计.docx

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隧道常用爆破参数及爆破设计

一、单位耗药量

单位耗药量

（一）

按岩石坚固系数选定单位耗药量

岩石名称

岩体特征

坚固系数f

K值（kg/m3）

抛掷

松动

各种土

较松软

坚实的

＜1

1～2

1～1.1

1.1～1.2

0.3～0.4

0.4～0.5

土夹石

密实的

1～4

1.2～1.4

0.4～0.6

页岩、

千枚岩

风化、破碎

完整的

2～6

4～6

1～1.2

1.2～1.4

0.4～0.5

0.5～0.6

板岩、

泥灰岩

较破碎面层、面层张开、泥质、薄层

较完整、层面闭合

3～5

5～8

1.1～1.3

1.2～1.4

0.4～0.6

0.5～0.7

砂岩

泥质胶结、中薄层、风化、破碎

钙质胶结、中厚层、中细粒结构、缝隙不甚发育

硅质胶结、石英质砂岩、厚层、缝隙不发育

4～6

7～8

9～14

1.1～1.2

1.3～1.4

1.4～1.7

0.4～0.5

0.5～0.6

0.6～0.7

砾岩

胶结较差、以砂为主

胶结较好、以砾石为主

5～8

9～12

1.2～1.4

1.4～1.6

0.5～0.6

0.6～0.7

白云岩、

大理岩

较破碎、裂隙频率＞4条/m

完整、原岩

5～8

9～12

1.2～1.4

1.4～1.6

0.5～0.6

0.6～0.7

石灰岩

中薄层、含泥质、裂隙较发育厚层

完整、含硅质、致密状

6～8

9～15

1.2～1.4

1.4～1.6

0.5～0.6

0.6～0.7

花岗岩

风化严重、节理裂隙很发育多组交割、裂隙频率＞5条/m

风化较轻、节理不甚发育、伟晶结构

未风化、完整、细粒结构、致密岩体

4～6

7～12

12～20

1.1～1.3

1.3～1.6

1.6～1.8

0.4～0.6

0.6～0.7

0.7～0.8

流纹岩、粗面岩、

蛇纹岩

较破碎的

完整的

6～8

9～12

1.2～1.4

1.5～1.7

0.5～0.7

0.7～0.8

片麻岩

片理或节理裂隙结构发育的

完整、坚硬、密致

5～8

9～14

1.2～1.4

1.4～1.7

0.5～0.7

0.7～0.8

正长岩、

闪长岩

较风化、整体性较差的

未风化、完整致密的

风化、裂隙频率＞5条/m

8～12

12～18

5～7

1.3～1.5

1.5～1.8

1.1～1.3

0.5～0.7

0.7～0.8

0.5～0.6

石英岩

石风化破碎、裂隙频率＞5条/m

中等坚硬、较完整的

很坚硬、完整致密的

5～7

8～14

5～7

1.1～1.3

1.4～1.6

1.7～2.0

0.5～0.6

0.6～0.7

0.7～0.8

安山岩、

玄武岩

裂隙、节理较发育

完整、致密的

7～12

12～20

1.3～1.5

1.6～2.0

0.6～0.7

0.7～0.8

辉长岩、

辉绿岩、

橄榄岩

裂隙、节理较发育

完整、致密的

8～14

14～25

1.4～1.7

1.8～2.1

0.6～0.7

0.8～0.9

单位耗药量

（二）

按岩石密度选定单位耗药量（kg/m3）

岩石名称

岩石密度

（kg/m3）

K值（kg/m3）

拋掷

松动

砂

1500

1.8～2.0

—

密实的或潮湿的纱

1600

1.4～1.5

—

重亞粘土、砂质粘土

17501600

1.2～1.35

0.4～0.45

坚实粘土

2000

1.2～1.5

0.4～0.5

黄土

18001600

1.1～1.5

0.35～0.45

白垩岩

15502600

0.9～1.1

0.3～0.35

石膏（硬石膏）

22002900

1.2～1.5

0.4～0.5

蛋白石、泥灰岩

22002300

1.2～1.5

0.4～0.5

浮石

1100

1.5～1.8

0.5～0.6

贝壳石灰岩

1200

1.8～2.1

0.6～0.7

砾岩、钙质砾岩

22002800

1.35～1.65

0.45～0.55

泥质页岩、泥灰岩

23002500

1.35～1.65

0.45～0.55

白云岩

27002900

1.5～1.95

0.5～0.65

钙质砂岩、石灰岩

26002700

1.5～1.95

0.5～0.65

石灰岩、砂岩

27003100

1.5～2.4

0.5～0.8

花岗岩、花岗闪长岩

28003300

1.8～2.55

0.6～0.85

玄武岩、安山岩

27003300

2.1～2.7

0.7～0.9

石英岩

28003300

1.8～2.1

0.6～0.7

斑岩

25003300

2.4～2.55

0.8～0.85

炸药名称

型号

换算系数

炸药名称

型号

换算系数

露天銨锑

2

1.00

硝酸銨

1.35

岩石銨锑

1

0.80

黑火药

1.5

岩石銨锑

2

0.88

銨油炸药

1.05～1.10

煤矿銨锑

1

0.97

52%胶质炸药

耐冻

0.78

煤矿銨锑

2

1.12

35%胶质炸药

耐冻

0.93

煤矿銨锑

3

1.16

梯恩梯

0.95～1.00

炸药换算系数e值

软岩隧道爆破用药量K及有关参数

地质条件

开挖方法

开挖断面（m2）

眼深（m）

眼径（mm）

炮眼数（个）

炸药类型

K值（kg/m3）

砂质页岩Ⅱ类

拱部光面

15·3

0·9

45

66

岩石硝铵

0·3～0·4

泥质页岩Ⅱ类

半断面微台阶

上32·06下63·70

1·1

45

上111下120

岩石硝铵

上0·52下0·31

千枚岩f=1~1·5

半断面微台阶

上14·5下30·77

1·0

45

上65下67

岩石硝铵

上0·61下0·42

断层带砂岩Ⅱ类

全断面预裂

101·3

1·1

48

168

乳胶与硝铵

0·73

断层带板岩Ⅱ～Ⅲ类

全断面预裂

72·5

1·3

48

147

乳胶与硝铵

0·75

断层破碎带花岗岩Ⅱ类

半断面正台阶

上44·25下94·0

3·0

48

上116下94

水胶与硝铵

上1·24下0·74

断层破碎带片麻岩

半断面正台阶

上38下38

3·0

42

上38下38

岩石硝铵

上1·74下0·7

砂泥岩互层f=2·5～6

分部开挖

50

1·6

42

294

岩石硝铵

1·2

中硬岩、硬岩隧道爆破用药量K及有关参数

泥质厚层砂岩f=4～5

全断面光面爆破

46

2·5

50

91

硝铵炸药

1·41

泥砂岩R压=31·8MPa

全断面光面爆破

50

1·8

50

126

硝铵炸药

1·8

Ⅳ类围岩

全断面光面爆破

90

3·2

48

136

硝铵炸药

0·87

中厚层隐晶质灰岩Ⅳ～Ⅴ类

全断面预裂爆破

100·7

5·0

48

200

硝铵炸药

1·75

Ⅲ类围岩石（等差爆破）

全断面光面爆破

90

5·0

48

185

抗水、硝铵

1·85

砂岩、板岩Ⅳ～Ⅴ类

全断面光面爆破

96·2

5·0

48

180

抗水、硝铵

1·63

花岗岩Ⅳ类（已有导坑）

全断面光面爆破

75·72

3·2

48

142

防水、硝铵

1·66

砂岩、板岩Ⅳ～Ⅴ类

全断面光面爆破

101·3

5·0

48

198

乳胶、炸药

1·95

花岗岩Ⅴ类

全断面光面爆破

93·5

5·0

48

198

水胶、防水、硝铵

1·43

Ⅳ～Ⅴ类

全断面光面爆破

81～85

4·0～5·0

48

180～200

1·74

单位耗药量（四）

坚硬岩石低台阶（H＜2w）爆破耗药量及主要参数

孔径（mm）

台阶高（m）

孔深（m）

抵抗线（m）

孔间距（m）

堵塞（m）

装药量（kg）

单耗（kg/m3）

26~34

0·2

0·6

0·4

0·5

0·5

0·05

1·25

26~34

0·3

0·6

0·4

0·5

0·5

0·05

0·83

26~34

0·4

0·6

0·4

0·5

0·5

0·05

0·63

26~34

0·6

0·9

0·5

0·65

0·8

0·10

0·51

26~34

0·8

1·1

0·6

0·75

0·9

0·20

0·56

26~34

1·0

1·4

0·8

1·0

1·0

0·40

0·50

51

1·0

1·4

0·8

1·0

1·1

0·4

0·5

51

1·5

2·0

1·0

1·2

1·2

0·85

0·47

51

2·0

2·6

1·3

1·6

1·3

1·7

0·41

51

2·5

3·2

1·5

1·9

1·5

2·7

0·38

64

1·0

1·4

0·8

1·0

1·1

0·4

0·5

64

2·0

2·7

1·3

1·6

1·5

1·9

0·46

64

3·0

3·8

1·6

2·0

1·6

3·8

0·40

64

4·0

4·9

2·1

2·6

2·0

6·5

0·30

76

1·0

1·6

1·1

1·3

1·2

0·57

0·40

76

2·0

2·6

1·3

1·6

1·3

1·7

0·41

76

3·0

3·8

1·5

1·8

1·5

3·2

0·40

76

4·0

5·0

1·7

2·1

1·7

5·6

0·39

76

5·0

6·2

2·0

2·5

2·0

10·0

0·40

76

6·0

7·4

2·6

3·2

2·6

18·1

0·36

单位耗药量K及其它参数（五）

硬岩二级v形掏槽（竖向三排）装药量k及其它参数

炮眼直径（mm）

掏槽深度（m）

抵抗线（m）

底部装药集中度（kg/m）

垂向炮眼个数

30

1·5

1·0

0·9

3

38

1·6

1·2

1·4

3

45

1·8

1·5

2·0

3

51

2·0

2·0

2·6

3

扇形掏槽钻爆参数

炮眼直径（mm）

抵抗线（m）

掏槽深度（m）

底部装药集中度（kg/m）

水平向炮眼个数

不装药段长度（m）

30

0·8

1·5

0·9

3

0·5

40

0·9

1·6

1·6

3

0·55

45

1·0

1·8

2·0

3

0·6

48

1·1

1·9

2·3

3

0·6

51

1·2

2·0

2·6

3

0·75

对称掏槽中空孔径D、与掏槽眼中心最大间距a、装药量Q

中空孔眼直径D（mm）

50

2×57

75

85

100

2×75

110

125

150

200

掏槽中至空眼中a（mm）

9

50

330

装药量

Q（kg/m）

d=32

0·20

0·30

0·30

0·35

0·40

0·45

0·45

0·50

0·60

0·80

d=37

0·25

0·35

0·35

0·40

0·45

0·53

0·53

0·60

0·70

0·95

d=45

0·30

0·42

0·42

0·50

0·55

0·63

0·65

0·70

0·85

1·10

深眼掏槽装药参数

掏槽形式

钻孔深度

（m）

中空孔数

（个）

装药眼数

（个）

单孔药量

（kg）

装药集中度（kg/m）

单位装药量（kg/m3）

雷管

段数

单中空孔

3·5

1

16

4·0

1·14

1·51

1~12

双中空孔

3·55·15

2

14

5·85

1·14

1·31

1~7

三中空孔

5·15

3

18

5·85

1·14

1·69

1~7

四中空孔

3·5

4

18

4·0

1·14

1·70

1~12

二、隧道爆破设计

爆破设计

（一）、规范规定

《铁路隧道施工规范》（TB10204-2002）规定：

光面爆破参数

岩石类别

周边眼间距

E（cm）

周边眼抵抗线

W（cm）

相对距离

E/W

装药集中度

q（kg/m）

极硬岩

55～70

60～80

0.7～1.0

0.30～0.35

硬岩

45～65

60～80

0.7～1.0

0.20～0.30

软质岩

35～50

45～60

0.5～0.8

0.07～0.12

预裂爆破参数

岩石类别

周边眼间距

E（cm）

至内排崩落眼间距

（cm）

装药集中度

q（kg/m）

极硬岩

40～50

40

0.30～0.40

硬岩

40～45

40

0.20～0.25

软质岩

35～40

35

0.07～0.12

说明：

1、上表所列参数适用于炮眼深度1.0～3.5m，炮眼直径40～50mm，药卷直径20～25mm；

2、当断面较小或围岩软弱、破碎或对曲线、折线开挖成形要求较高时，周边眼间距E应取小值；

3、周边眼抵抗线W值在一般情况下均应大于周边眼间距E值。

软岩在取较小E值时，W值应适当增大；

4、E/W：

软岩取小值，硬岩及断面小时取大值；

5、表列装药集中度q为2号硝铵炸药，选用其它类型炸药时，应修正。

换算系数：

（二）、爆破器材的选择

⑴炸药：

一般情况下，多采用二号硝铵炸药，洞内有水时应采用乳化油炸药、水胶炸药或其他防水性炸药；有瓦斯的隧道内，应采用煤矿安全炸药（如2、3号煤矿炸药，2、3号煤矿抗水炸药，煤矿水胶炸药，煤矿乳化油炸药，被筒炸药，当量炸药，离子交换炸药）；在软弱围岩周边爆破时，选择低爆速光爆专用炸药，如二号低爆速炸药。

隧道常用炸药

炸药种类

适用范围

主要特性

岩石硝铵炸药

无瓦斯和无矿尘爆炸的隧道

对撞击摩擦较敏感但明火不易点燃；

容许含水率不大于0.3％；密度0.95～1.1g/mL；猛度12～14mm；爆力280～360mL；

浸水前殉爆距离4～8cm；浸水后殉爆距离2～4cm；

爆速3600～3750m/s

乳化炸药

无瓦斯和无矿尘爆炸的坚硬岩石、有水孔

抗水性极好，爆炸威力大，爆破产生的有毒气体少；

密度1.05～1.35g/mL；猛度12～20mm；殉爆距离5～12cm；爆速3100～5800m/s

水胶炸药

无瓦斯和无矿尘爆炸的坚硬岩石、有水孔

抗水性能强，爆炸威力大，但感度较浆状炸药高；

密度1.1～1.5g/mL；猛度12～20mm；爆力330～350mL；殉爆距离6～25cm；爆速3500～4600m/s

浆状炸药

无瓦斯和无矿尘爆炸的坚硬岩石、有水孔

抗水性能强，密度大，爆炸威力大，但感度较低；

密度1.1～1.5g/mL；猛度15.2～20.1mm；爆力326～356mL；殉爆距离10～20cm；爆速3200～5600m/s

铵油炸药

无瓦斯和无矿尘爆炸的坚硬岩石、有水孔

抗水性能好，不易结块，爆轰稳定，但保存期短；

密度0.8～1.0g/mL；猛度12～18mm；爆力250～300mL；殉爆距离5cm；爆速3300～3800m/s

煤矿许用

炸药

有瓦斯和矿尘爆炸危险的隧道

爆炸产生的爆热、爆温、爆压相对较低；有较好的起爆感度和传爆能力；排放的有毒气体量符合国家标准；炸药成分中不含金属粉末；

容许含水率不大于0.3％；密度0.85～1.1g/mL；猛度8～12mm；爆力230～290mL；浸水前殉爆距离3～6cm；浸水后殉爆距离2～4cm；爆速3262～3675m/s

国产光面爆破专用炸药

炸药名称

药卷规格

直径×长度（mm×mm）

爆速

（m·s-1）

密度

（g·cm3）

线装药密度

（kg·m-1）

1号岩石硝铵

20×（200～600）

2900～3200

0.85～1.05

0.35

2号岩石硝铵

20×（200～600）

2600～3000

0.85～1.05

0.35

2号岩石硝铵

25×（200～250）

3000～3200

0.85～1.05

0.50

低爆速炸药

20×200

1800

2号煤矿水胶炸药

25×500

1800

T－1水胶炸药

25×1250

5800

⑵雷管：

在无瓦斯隧道内，可首先考虑采用非电毫秒雷管或半秒雷管；在有瓦斯的隧道内，采用煤矿瞬发电雷管或毫秒延期电雷管。

雷管的段间隔时间差应考虑控制在100ms左右，在软弱围岩中爆破，为避免振动强度的迭加作用，雷管最好跳段使用，特别是1～5段的雷管。

大断面隧道爆破，至少要求有1～15段雷管。

隧道常用雷管

段别

各种产品的系列名称

DH-1

GB-6378

DE1

MG803-B

半秒雷管（s）

1

0

＜13

50±15

＜10

＜0.1

2

25±10

25±10

100±20

25

0.5±0.2

3

50±10

50±10

150±20

50

1.0±0.2

4

75±10

250±30

75

1.5±0.2

5

110±15

370±40

100

2.0±0.2

6

150±20

150±15

490±50

125

2.5±0.2

7

200±20

610±60

150

3.0±0.2

8

250±20

250±25

780±70

175

3.5±0.2

9

310±25

310±30

980±100

200

4.0±0.2

10

390±40

380±35

1250±150

225

4.5±0.2

11

490±45

460±40

250

12

600±50

550±45

275

13

720±50

650±50

300

14

840±50

760±55

325

15

990±75

880±60

350

16

1020±70

400

17

1200±90

450

18

1400±100

500

19

1700±130

550

20

2000±150

600

21

650

22

700

23

750

24

800

25

850

26

950

27

1050

28

1150

29

1250

30

1350

注：

各系列非电导爆管雷管延迟时间（ms）

（三）、参数确定

一个φ32*25cm药卷用药量0.195kg

一个φ25*25cm药卷用药量0.125kg

一个φ20*25cm药卷用药量0.0875kg

炸药密度0.85～1.05g/cm3

光面爆破

岩石饱和抗压强度39.7～46.25MPa，属于中硬岩

规范参数

装药不偶和系数D（炮眼直径Rh/药卷直径Rc）1.5～2，宜取2.0

周边眼间距E取45～60cm

最小抵抗线V,应大于周边眼间距，取60～75cm

相对距E/V取0.8～1

周边眼装药集中度q（kg/m）0.2～0.3

眼深：

全断面3～3.5m，台阶法1～3m

单位用药：

全断面0.9～2kg/m3，台阶法0.4～0.8kg/m3

炮眼直径取43mm，考虑油压凿岩机

炮眼直径42～46mm时，V＝0.5～0.7，q＝0.28～0.38

炮眼直径34～38mm时，V＝0.4～0.6，q＝0.14～0.21

中空孔到装药眼间距

λ：

岩层系数，中硬岩以上取1.9～2.2

：

中空孔径（mm）

d：

装药眼径（mm）

掏槽炮眼间距不小于20cm，掏槽炮眼比辅助眼深10cm

周边眼炮泥堵塞长度不小于20cm

全断面开挖：

断面尺寸：

72.97m2，宽11m，高8m

1.3循环进尺的选定

在软弱围岩中，宜采用0.8～1.5m，一般取1.1m。

在中硬岩、硬岩隧道一般采用眼深3～5m，从经济效益看，眼深取大值为好，但要与钻眼的效率和装运能力相匹配。

1.4掏槽形式的选择

为了减小爆破的地震强度，一般宜采用楔形掏槽，眼深大时最好采用多重楔形掏槽、直眼分层掏槽。

有条件钻大直径空眼时，可选用螺旋掏槽。

在中、小断面台车钻眼时，多采用直眼掏槽。

（四）、钻爆设计

1、炮眼数

炮眼数目的确定

式中K—单位炸药消耗量（kg/m3）见下表；

S—开挖断面面积（m2）；

r—每米炮眼长度装药量（kg）；

n—炮眼装药系数，见下表。

单位炸药消耗量K（kg/m3）

工程项目

炸药类型

岩石类别

软石

Ⅱ～Ⅲ

次坚石

Ⅲ～Ⅳ

坚石

Ⅳ～Ⅴ

特坚石

Ⅵ

导坑

4～6m2

硝铵炸药

62％胶质炸药

1.5

1.1

1.8

1.8

2.3

1.7

2.9

2.1

7～9m2

同上

1.3

1.1

1.6

1.25

2.0

1.6

2.5

2.0

10～12m2

同上

1.2

0.9

1.5

1.1

1.8

1.35

2.25

1.7

13～15m2

同上

1.2

—

1.4

—

1.7

—

2.1

—

16～20m2

同上

1.1

—

1.3

—

1.6

—

2.0

—

扩大炮眼

周边炮眼

底部炮眼

硝铵炸药

0.6

0.55

1.0

0.7

0.65

1.1

0.85

0.75

1.2

1.1

0.9

1.4

半断面

多台阶

拱部

底部

硝铵炸药

1.0～1.1

0.5～0.6

全断面

硝铵炸药

1.4～1.6

炮眼装药系数n值

岩石f值

10～20

8～10

7～8

5～