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隧道工程爆破设计方案

一、工程概况

表1隧道工程统计

二、地质概况

本段隧道工程沿线地质复杂，不良地质发育，尤其是岩溶地质发

育，哪嗙隧道洞身处于岩溶水平循环带内，可溶岩与非可溶岩接触带

突泥、突水，地表失水，按Ｉ级风险隧道管理；同时煤层瓦斯及采空

区、顺层、危岩落石众多，高山、竹林山、甲界坡、苗天隧道属高瓦

斯或具有瓦斯突出隧道。

地层岩性：沿线地层出露较为完全，自前震旦系至第四系地层皆

有分布。岩性以灰岩、白云岩类可溶岩为主，相间分布板岩、泥岩、

砂岩、页岩及煤系地层，局部地段有玄武岩分布。

地质构造：区域范围内地质构造复杂，构造线密集，断层发育，

以近SN和NE向断层为主。

水文地质特征：沿线通过长江水系上游地带，线路通过的主要河

流有洛北河、南明河等。

不良地质：沿线不良地质主要有岩溶、煤层瓦斯和采空区、滑坡、

危岩落石、岩堆、泥石流、顺层、软质岩风化剥落等。

特殊岩土：特殊岩土有人工弃土（碴）、软土及松软土、膨胀土、

红黏土等。

根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001,1/400万)，测

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区地震动峰值加速度0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s。

三、光面爆破理论

隧道光面爆破采取微震动控制爆破技术。为控制超挖，周边采用

光面爆破方法。隧道光面爆破要求周边眼爆破既能将岩石爆落下来，

又能形成规整的轮廓，尽可能保留半孔痕迹，减小爆破对围岩的扰动，

减少超挖量。装药集中度(q)、最小抵抗线(W)直接影响周边岩石的爆

落效果；“规整轮廓”主要与炮眼间距(E)、炮眼密集系数(m=E/W)和

最小抵抗线有关(W)；半孔率主要与不耦合系数(D=d炮眼/d炸药)有

关。因此，影响隧道光面爆破效果的主要参数应是：炮眼间距(E)、

炮眼密集系数(m)、装药集中度(q)、最小抵抗线(W)、不耦合系数(D)。

而它们之间又是相互联系的，只有这些参数整体上处在某一正确的范

围内，才能达到理想的光爆效果。

影响光面爆破效果的因素有很多，主要有围岩地质条件、炸药特

性、断面形状和大小、钻孔质量等。其中围岩地质条件和钻孔质量是

最主要的影响因素。

实践表明，通常的光面爆破参数取值范围如下：炮眼间距E=(8～

15)d、炮眼密集系数m=0.7～1.0、最小抵抗线W=(10～20)d或者

W=E/m、不耦合系数D=1.5～2.0、装药集中度q=(0.04～0.4)kg/m。

具体计算设计方法有：工程类比法、半经验半公式法、理论计算

法。

四、钻爆设计
各级围岩开挖施工方法见表2。

表2隧道开挖施工方法一览表

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作业地段开挖施工方法
Ⅱ级围岩全断面法开挖钻爆法
Ⅲ级围岩台阶法开挖钻爆法
Ⅳ级围岩台阶法开挖人工配合机械开挖为主，辅以弱爆破

Ⅴ级围岩洞口大拱脚台阶法、CRD法
人工配合机械开挖为主，辅以弱爆破
浅埋、偏压段或双侧壁导坑法
明洞段明挖法机械开挖

隧道施工采用钻爆法开挖时，应采用光面爆破或预裂爆破。拱

部宜采用光面爆破，墙部宜采用预裂爆破，底板应预留光爆层进行

光面爆破。爆破前应根据地质条件、断面尺寸、开挖方法、循环进

尺、钻眼机具和爆破材料等进行钻爆设计，施工中应根据爆破效果

及时调整爆破参数，以达到最佳爆破效果。

钻爆设计的内容包括炮眼（掏槽眼、辅助眼、周边眼）的布置、

深度、斜率和数目；爆破器材、装药量和装药结构；起爆方法和爆

破顺序；钻眼机具和钻眼要求等。

设计采用起爆网络为孔内微差起爆网络：把不同区域炮眼中伸

出的非电毫秒雷管导爆管脚线（10～20根）用1段雷管连接起来后，

把外部网络雷管的脚线用引爆雷管连接起来。注意：孔外连接雷管

必须全是1段雷管，否则，可能造成部分炮眼拒爆。各段毫秒雷管

脚线集束于掌子面中央悬挂，用电雷管起爆，瓦斯段采用磁电管起

爆。孔内微差低段雷管跳段使用，使各相邻段间隔时间大于40ms。

周边眼采用大段别雷管引爆，最后起爆，保证光爆效果。

起爆顺序：掏槽眼、扩孔眼、内圈眼、底板眼、周边眼，扩孔

眼一层一层地往外进行起爆，最后周边眼爆破达到光爆效果。

1、Ⅱ级围岩全断面法开挖钻爆设计

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隧道Ⅱ级围岩全断面法采用光面爆破开挖，严格控制装药量及按

照光面爆破设计施工，减少炮轰波对围岩的扰动，达到爱护围岩的目

的。光面爆破设计工艺流程见图1。

周边眼采用φ25mm小直径药卷不隅合装药方式，其余炮眼采用

连续装药，富水地段采用乳化防水炸药，掏槽眼采用复式楔形掏槽。

爆破材料采用1～15段非电毫秒雷管和塑料导爆管起爆，周边眼采用

低爆速、低密度、高爆力、传爆性好的小直径2号岩石硝铵炸药（φ

25mm直径），富水地段采