中等斷面隧道爆破技術(shù)探討

摘要:本文介紹中等斷面隧道爆破技術(shù)在施工中運用，在官地電站過壩交通洞取得了顯著效果。

關(guān)鍵詞:中等斷面；爆破

1前言：

隧道爆破掘進(jìn)是控制施工工期的關(guān)鍵工序，縮短隧道施工工期的首要問題就是如何提高有效循環(huán)進(jìn)尺，如何提高炮眼利用率。眾所周知的中小斷面隧道循環(huán)進(jìn)尺短，爆破難度大，炮眼利用率低，造成了施工工期長，資源浪費嚴(yán)重。

按國際隧道協(xié)會（ITA）定義的隧道的橫斷面積大小劃分標(biāo)準(zhǔn)可以分為：極小斷面隧道（2～3m2）、小斷面隧道（3～10m2）、中等斷面隧道（10～50m2）、大斷面隧道（50～100m2）、特大斷面隧道（大于100m2）。

中等斷面隧道斷面面積狹小，如一次爆破的進(jìn)尺就有一定限度。受鉆機(jī)效率及一次掏槽深度的制約，而有一個一次爆破的合理深度。此外，隧道的掘進(jìn)速度相當(dāng)程度上受制于在相對狹小的洞內(nèi)采用的機(jī)械裝備的效率。

2工程概況：

官地水電站位于四川省涼山彝族自治州西昌市與鹽源縣交界的雅礱江打倮河彎段上。該電站是雅礱江卡拉至江口河段水電規(guī)劃5級開發(fā)方式的第3個大型梯級電站，位于上游有錦屏二級電站和下游有二灘電站的中間。本電站工程為雅礱江水電滾動開發(fā)的又一大型工程，采用堤壩式開發(fā)，上游回水至大水溝與錦屏二級水電站尾水銜接，下游尾水與二灘水電站水庫正常蓄水位1200高程銜接。

本標(biāo)段起點里程K0+000起于電站右岸低線公路的K0+622.21處，線路起點高程1226.18m，經(jīng)過78m明線過渡后直接進(jìn)入隧洞，右岸低線過壩交通隧洞進(jìn)口（K0+078），并繼續(xù)沿雅礱江逆流而上展線，在K0+790.00附近與進(jìn)廠交通隧洞形成平面交叉，在K1+610.00附近與廠房上2#支線隧洞形成平面交叉，在K1+760.00附近與引水洞下平段支線隧洞形成平面交叉，最后隧洞出口（里程樁號K2+130）止于上游圍堰右岸，線路終點（里程樁號K2+146.69）高程1250.48m，線路全長2.14669km。

線路布置主要受右岸低線公路、地下廠房、上游圍堰等的平面位置和高程銜接控制。業(yè)主要求我部必須在11月底貫通，保證不影響其它工程的順利開展。

截止2006.10.31我單位進(jìn)出口各施工1000米、800米，由于圍巖節(jié)理裂隙發(fā)育，開挖后圍巖掉塊嚴(yán)重，不時伴有大塊孤石滑塌，對生產(chǎn)有極大的安全隱患，使得開挖進(jìn)展緩慢，工期嚴(yán)重滯后，為保證工期要求，我單位積極組織項目部經(jīng)驗豐富人員進(jìn)行趕工計劃措施。為確保工程按期完工，為后續(xù)任務(wù)打下良好基礎(chǔ)，制定采用減小斷面，保證安全，加快施工進(jìn)度的方案。先小洞貫通，在進(jìn)行洞身擴(kuò)挖。小洞斷面為33.13m2，寬8米，高5米，屬中等斷面。

3爆破設(shè)計

3.1爆破基本參數(shù)選定原則

3.1.1 周邊眼間距E

它是直接控制開挖輪廓面平整度的主要因素。一般情況下E=（12-15）d，其中炮眼直徑d=35-45mm。對于節(jié)理發(fā)育、層理明顯的圍巖地段，周邊眼間距可適當(dāng)減小，也可在兩炮眼之間增加一個不裝藥的導(dǎo)向空眼。根據(jù)本工程先小洞貫通特點我們選用50cm。

3.1.2 最小抵抗線W（光面層厚度）

W 直接影響光面爆破效果和爆碴塊度。其取值在（13-22）d 范圍內(nèi)，且W≥E。我們選用60cm。

3.1.3 周邊眼密集系數(shù)K

取K=E/W=0.7-1.0。我們選取0.83。

3.1.4 裝藥集中度q

采用2 號巖石炸藥進(jìn)行光面爆破時，若預(yù)留光爆層，q=0.3-0.4kg/m；

若全斷面一次爆破，則q=0.4-0.5kg/m。如果采用其它炸藥，則需進(jìn)行換算，其換算系數(shù)C 按下式求得：

C=1/2（2#巖石炸藥猛度/換算炸藥猛度+2#巖石炸藥炸力/換算炸藥炸力）

我們選取0.4-0.5kg/m。

3.1.5 周邊眼深度的選取L

由于是中等斷面，按經(jīng)驗數(shù)據(jù)選取L=2.5m。

3.2 周邊眼裝藥結(jié)構(gòu)

如下圖所示：

除周邊眼、中空眼外，其余掏槽、底板眼、輔助眼的裝藥結(jié)構(gòu)均為連續(xù)裝藥，只是裝藥長度不同。

3.3 掏槽形式

掏槽眼的形式有三種：斜眼、直眼、直眼和斜眼的混合掏槽。

因我單位有兩個工作面，根據(jù)本隧道斷面大小及工程地質(zhì)特點，結(jié)合現(xiàn)場的鉆眼機(jī)械設(shè)備（YT28 鑿巖機(jī)），為爭取最快的施工進(jìn)度，和最大的效率組合，分別選取斜眼、直眼兩種掏槽方式在工程中進(jìn)行實驗。具體炮眼布置圖1：

3.4、爆破施工工藝

3.4.1 鉆爆設(shè)計

3.4.1.1 爆破器材

雷管采用1-30 段非電毫秒雷管，隔段使用；炸藥采用2 號巖石硝銨炸藥，規(guī)格為?32*200mm；當(dāng)有水時換成乳化甘油炸藥，周邊眼使用導(dǎo)爆索引爆。

3.4.1.2 掏槽眼

掏槽眼采用斜眼掏槽，掏槽眼眼比一般眼深20cm，每對眼底間距為20～30cm。炮眼布置詳見：“炮眼布置圖”。

3.4.1.3 底板眼

為了起到翻碴的效果，底板眼眼深比一般眼眼深20cm，裝藥量略微增加。

3.4.2 放樣布眼

鉆眼前，測量人員要用紅油漆準(zhǔn)確標(biāo)出開挖斷面的中線和輪廓線，標(biāo)出炮眼位置，其誤差不得超過5cm。在直線段，有條件可用激光準(zhǔn)直儀控制開挖方向和開挖輪廓線。

3.4.3 定位開眼

如采用鉆孔臺車鉆眼時，臺車與隧道軸線要保持平行。臺車就位后按炮眼布置圖正確鉆孔。對于掏槽眼、周邊眼開眼誤差要控制在3cm 和5cm 以內(nèi)。

3.4.4 鉆眼

鉆工要熟悉炮眼布置圖，掏槽眼和周邊眼由經(jīng)驗豐富的司鉆操作，鉆眼時要有技術(shù)人員現(xiàn)場指揮。鉆眼精度應(yīng)滿足下列要求：掏槽眼眼口和眼底間距誤差不得大于5cm；周邊眼眼口誤差不得大于5cm；外插角應(yīng)符合鉆爆設(shè)計要求，眼底不得超過開挖斷面輪廓線15cm；同時應(yīng)根據(jù)眼口位置巖石的凹凸程度調(diào)整炮眼深度，以保證眼底在同一平面上。

3.5 具體爆破設(shè)計參數(shù)表

4實施效果分析

由項目部統(tǒng)一組織，充分調(diào)動人員機(jī)械設(shè)備，保證項目積極開展。兩個工作面，施工機(jī)械、管理人員配置都是相當(dāng)?shù)?。每個工作面進(jìn)行九個循環(huán)施工。具體消耗如下：

經(jīng)過九次循環(huán)統(tǒng)計，直眼掏槽與斜眼掏槽相比較：省炸藥39㎏，進(jìn)尺多0.4m，少用2.5小時。綜合以上情況，我部相應(yīng)調(diào)整工作面的爆破方式，統(tǒng)一采用直眼掏槽，用于中小斷面。通過技術(shù)和現(xiàn)場人員的協(xié)調(diào)合作，我部按合同工期準(zhǔn)時的完成了任務(wù)，得到了業(yè)主的嘉獎；同時為我部節(jié)約了不小的成本，成功實現(xiàn)了雙贏的局面，為后期工作打下了良好的基礎(chǔ)。

結(jié)語

直眼掏槽技術(shù)在中小斷面中是比較好的施工方法，積極推進(jìn)此技術(shù)的發(fā)展。