Ⅳ级围岩爆破设计
工程概况
大瑶山隧道位于广东省乐昌市的庆云镇至两江镇的九峰河，隧道全长
10331m，隧道以碳酸盐岩和碎屑岩为主，隧道内考虑到断裂带、部分浅埋段岩体
2风化、破碎等，隧道围岩多为Ⅳ级。隧道穿越地区有断裂构造，围岩较为破碎，
裂缝较发育，断裂带附近易富水，岩溶水赋水性为中等，碎屑岩及浅变质岩属含
水丰富的基岩裂隙水含水层，所以地下水较发育。隧道断面设计为马蹄型，跨度
B=，高为H=。
爆破方案选择
为了保证隧道的开挖质量，又能加快施工速度，缩短工期，故IV级围岩实
施爆破区段采用上、中、下三台阶开挖的光面爆破方案，由于围岩较为破碎，所
以采用段台阶法，实现及早支护封闭。由于采用三台阶的开挖方法，所以每循坏
进尺的爆破工作都要分成三部分完成的。对于一个开挖断面，先对上台阶进行爆
破开挖、出渣，当上台阶向前开挖推进一定距离后，再对中、下进行爆破作业，应尽量减少相邻两个工作面之间施工相互干扰。每月施工28天，采用2班循环
掘进平行作业，月掘进计划进尺为120m。
爆破参数选择
(一)上台阶参数计算
(1)炮眼数N
断面炮眼数是受多个因素限制，它和爆破作业面积、围岩等级等因素有关。炮眼
数目N可根据式（4-1）计算得出：
(4-1)
式中，q—炸药消耗量，一般取~ 实际根据表4-1选取:
,,,。
S—爆破作业的面积，由开挖断面图可知，IV 级围岩开挖断面
，
上台阶断面积为，中台阶断面积，下台阶断面积；仰拱断面积。
—系数，根据表4-3取值，选取时要综合考虑各类炮眼,上台阶取；
—药卷的炸药质量，2号岩石铵梯炸药的每米质量见表4-2；本工程中取；
根据上式计算得出，上台阶炮眼数为N1109个，中台阶炮眼数为N2102个，下台阶炮眼数为N394个，仰拱炮眼数为N425个。
表4-1 隧道爆破单位耗药量（）
开挖部位和掘进断面积/围岩类别
ⅣⅤⅢⅣⅡⅢI
单自由面
4—6 7—9 10—12 13—15 16—20 40—43
多自由面扩大挖底
表4—2 2号岩石铵梯炸药每米质量值
药卷直径32353840444550 (kg/m)
8
表4—3装药系数值
炮眼名称围岩类别
ⅣⅤⅢⅣⅡⅢI
掏槽眼
辅助眼
周边眼
每循环炮眼深度
本隧道工程初步拟定月掘进循坏进尺为85m，每掘进循环的计划进尺数l 120282m，工程中炮眼利用率实取，由式（4-2）计算炮眼深度得炮眼深度为。
(4-2)
实际取炮眼深度为，每循环进尺为l m。一般深掏槽眼较炮眼加深。
(3)炮孔直径
由于地下水量较发育，因此选用2号岩石乳化炸药，其药卷直径为32mm，药卷长度为200mm，每卷装药质量为。炮孔直径的选择要考虑对填装炸药，钻眼速度和爆破效果的影响，还有兼顾施工单位的现有设备，故本工程中炮孔直径确定为42mm。
(4)炮眼间距和排距
①掏槽眼
本隧道开挖断面较大，所以选用复式楔形掏槽，上台阶共布置10个掏槽眼，其中深掏槽眼6个，孔深在原设计孔深的基础上加深，故深掏槽眼深度为；浅掏槽眼4个孔深为。
②周边眼
本隧道采用光面爆破，周边眼间距取500mm，最小抵抗线为600mm，光爆孔密集系数为，周边眼向外倾斜，距开挖轮廓线为100m。上台阶轮廓线总长为，故周边眼数目为N2=÷=个，实际取58个。
③辅助眼
为减少钻眼量，加快施工进度，辅助眼间距适当的加大，所以工程中辅助眼间距实取770mm，共布置N3=109-10-58=41个辅助眼。
(5)装药量计算
①总装药量
总装药量可以由下式（4-3）进行计算
Q qV
式中：q——2号岩石铵梯炸药的单位耗药量，工程中q取；
V——每循坏进尺爆破的岩石量；
计算得总装药量Q=91
.
36
⨯
⨯=。本隧道用2号岩石乳化炸
1⨯
.
6
4
.
.
2
药，根据2号岩石乳化炸药的换算系数则一个循环2号岩石乳化炸药总装药量为9
9
.
79=
⨯kg。
1
.
.
87
1
②单孔装药量
根据表4-1可知，掏槽眼装药系数为，辅助眼装药系数为，周边眼装药系数为，为保证光爆效果，周边眼装药系数实取。单孔装药量，装药卷数与装药系数、炮孔深度和药卷长度及质量有关。具体计算如下：4个浅掏槽眼：
单孔装药卷数=×÷=3卷单孔装药量=3×=
换算为2号岩石乳化炸药：
单孔装药量=×=单孔装药卷数=÷=卷
实际取卷，则单孔装药量为×=
6个深掏槽眼：
单孔装药卷数=×÷=卷单孔装药量=×=
换算为2号岩石乳化炸药：
单孔装药量=×=单孔装药卷数=÷=卷
实际取卷，则单孔装药量为×=
41个辅助眼：
单孔装药卷数=×÷=卷单孔装药量=×=
换算为2号岩石乳化炸药：
单孔装药量=×=单孔装药卷数=÷=卷
实际取卷，则单孔装药量为×=
58个周边眼：
单孔装药卷数=×÷=卷单孔装药量=×=
换算为2号岩石乳化炸药：
单孔装药量=×=单孔装药卷数=÷=卷
实际取5卷，则单孔装药量为5×=
按此计算，上台阶每循坏进尺所需总装药量为：
Q464158=实际装药量略小于计算的总装药量，但基本上一致，故可以按此值进行装药。
(二)中台阶参数计算
(1)参数选择
中台阶的工程概况与上台阶相同，故炮眼深度按照上台阶的参数选取即可。其中由于上台阶已经开挖，则中台阶有两个临空自由面，所以中台阶就不再布置掏槽眼，只布置辅助眼和周边眼孔深依据上台阶选取，辅助眼 m，周边眼 m。
