光面爆破技術(shù)在盤縣排洪洞工程中的應(yīng)用

李太軍

（貴州黔水工程監(jiān)理有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550002）

1 工程簡(jiǎn)介。貴州省盤縣水洞排洪洞工程為五級(jí)防洪工程，按20年一遇洪水設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)流量為230m3/s，工程由疏通水洞暗河和新建排洪洞兩部份組成，疏通水洞由暗河進(jìn)口（碧云公園）至暗河內(nèi)綠陰塘，河道長(zhǎng)1380m。新建排洪洞由暗河內(nèi)綠陰塘至風(fēng)洞河，隧洞長(zhǎng)2396m，為出口單頭掘進(jìn)的長(zhǎng)隧洞，隧洞斷面為6.4m×5.53m城門型，坡降為2.12%。

2 前期施工存在問題

（1）施工進(jìn)度慢、工程成本高。前期施工平均每輪炮造孔72個(gè)，裝藥量54.5Kg，孔深2m，來炮1.4m，來炮率為70%，單位耗藥量為1.22Kg/m3，平均進(jìn)尺31m。單循環(huán)進(jìn)尺小，施工進(jìn)度慢，工程成本高。

（2）洞室圍巖穩(wěn)定性差、超欠挖嚴(yán)重。因?yàn)楸扑乃幜看?，爆破?duì)圍巖的振動(dòng)較強(qiáng)烈，致使圍巖破碎嚴(yán)重，穩(wěn)定性差，采用噴混凝土方法進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，但不同程度的塌方仍很頻繁。施工中超欠挖嚴(yán)重，局部欠挖在30cm左右，局部超挖達(dá)60cm，頂拱塌方段超挖達(dá)150cm左右。

3 光面爆破技術(shù)應(yīng)用。為加快工程施工進(jìn)度，經(jīng)研究決定成立三結(jié)合的光面爆破科技攻關(guān)小組。為了控制超欠挖，提高爆破單循環(huán)進(jìn)尺，科技攻關(guān)小組對(duì)前期施工中的各種原始資料進(jìn)行收集整理、分析研究，在實(shí)踐、認(rèn)識(shí)、再實(shí)踐的過程中，掌握了光面爆破各種技術(shù)參數(shù)，針對(duì)不同巖性情況所產(chǎn)生的爆破效果，初步摸索了一套適應(yīng)不同圍巖的光面爆破技術(shù)措施。

3.1 圍巖地質(zhì)情況及開挖斷面分類

根據(jù)不同的圍巖地質(zhì)情況將整個(gè)隧洞分為以下兩種開挖斷面。

（1）A型開挖斷面。從樁號(hào)0+000至1+500，長(zhǎng)1500m，地層為二迭系下統(tǒng)茅口組（P1m）。巖性為淺灰色中至厚層塊狀灰?guī)r，含白云質(zhì)燧石團(tuán)塊，巖質(zhì)堅(jiān)硬致密。從樁號(hào)1+620至2+396，長(zhǎng)776m，地層為三迭系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組第一段（T1yn）巖性為淺灰色中厚層灰?guī)r，蠕蟲狀泥灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r，局部為厚層狀灰?guī)r，巖層較堅(jiān)硬。此兩段巖石較堅(jiān)硬劃為A型開挖斷面。

（2）B型開挖斷面。從樁號(hào)1+500至1+620，長(zhǎng)120m，其中 1+500至1+580段地層為二迭系下統(tǒng)梁山組（P1L），巖性為深灰、灰黑色薄至中厚層鈣質(zhì)泥巖，灰質(zhì)頁巖，夾中厚層灰?guī)r、泥灰?guī)r及劣質(zhì)煤線，巖層軟弱。樁號(hào)1+580至1+620段為盤縣大斷層帶，斷層破碎帶物質(zhì)組成：底部由灰質(zhì)泥頁巖組成，夾灰?guī)r透鏡體，厚1.5～2m；中部為方解石膠結(jié)良好的灰?guī)r角礫，厚6m；上部由灰黑色炭質(zhì)頁巖夾扁豆?fàn)罨規(guī)r，方解石脈發(fā)育，厚約1.5m。此兩段巖石較軟弱破碎劃為B型開挖斷面。

3.2 光面爆破參數(shù)選擇

（1）巖石參數(shù)。根據(jù)巖層堅(jiān)硬程度不同分為以下幾種級(jí)別。A型開挖斷面樁號(hào)0+000至1+500段茅口組灰?guī)r為IX級(jí)，巖石堅(jiān)固系數(shù)f=8～10，圍巖級(jí)別為Ⅱ類。樁號(hào)1+620至2+396段永寧鎮(zhèn)組灰?guī)r為VIII級(jí)，巖石堅(jiān)固系數(shù)f=6～8，圍巖級(jí)別為Ⅲ類。B型開挖斷面樁號(hào)1+500至1+620段巖石級(jí)別為VI級(jí)，巖石堅(jiān)固系數(shù)f=2～4，圍巖級(jí)別為Ⅴ類。

（2）爆破材料選擇。根據(jù)光面爆破技術(shù)要求，本工程采用的爆破材料是云南燃料一廠生產(chǎn)的非電毫秒雷管（1至20段），火雷管、導(dǎo)火繩、2#硝銨炸藥、乳化炸藥。

3.3 光面爆破設(shè)計(jì)

（1）A型開挖斷面光面爆破設(shè)計(jì)A型開挖斷面光面爆破炮孔布置詳見下圖1，A型光面爆破技術(shù)指標(biāo)詳見下表1：

表1 A型開挖斷面光面爆破技術(shù)指標(biāo)表

表2 B型開挖斷面光面爆破技術(shù)指標(biāo)

（2）B型開挖斷面光面爆破設(shè)計(jì)

B型開挖斷面光面爆破炮孔布置與A型開挖斷面光面爆破炮孔布置基本相似，只是對(duì)周邊孔進(jìn)行了加密，孔深度降低，B型開挖斷面光面爆破技術(shù)指標(biāo)詳見表2。

4 光面爆破技術(shù)取得成果

科技攻關(guān)小組在光面爆破技術(shù)應(yīng)用中起了特別重要的作用，每輪炮都組織科技攻關(guān)人員在洞內(nèi)爆破作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)督，包括對(duì)造孔數(shù)、孔位、孔深、裝藥量、毫秒雷管段數(shù)等進(jìn)行檢查監(jiān)督，并對(duì)洞室圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行分析預(yù)報(bào)。

采用A型斷面光面爆破技術(shù)開挖，超欠挖在10cm左右，來炮率為92%，單循環(huán)進(jìn)尺由原來的1.4m/輪，提高到2.3m/輪，提高工效約60%。因B型斷面巖層軟弱，穩(wěn)定性極差，開挖6.4m寬的隧洞后，原來處于穩(wěn)定的圍巖，可相對(duì)穩(wěn)定1至2天，在圍巖應(yīng)力釋放和爆破振動(dòng)力作用下，相繼坍塌，前期采取臨時(shí)噴錨支護(hù)和木支撐根本解決不了問題。后期采用B型光面爆破開挖，開挖后立即進(jìn)行噴錨支護(hù)及混凝土襯砌（襯砌側(cè)墻和頂拱）。開挖掌子面與混凝土襯砌工作面的距離保持在15m左右，基本上能防止塌方現(xiàn)象，順利突過了斷層帶。取得了顯著成績(jī)。采用光面爆破技術(shù)后平均月洞挖進(jìn)尺達(dá)到105m，最高月洞挖進(jìn)尺達(dá)到132m，與前期月均進(jìn)尺31m相比，極大提高了爆破工效，加大了掘進(jìn)力度，使隧洞貫通工期比合同工期提前4個(gè)月，保證了1998年汛期防洪安全，發(fā)揮了防洪效益。

通過本工程隧洞開挖光面爆破技術(shù)的應(yīng)用，可見，要使光面爆破收到良好效果，不但要根據(jù)不同的地質(zhì)條件選擇光面爆破參數(shù)進(jìn)行光面爆破設(shè)計(jì)，而且還要在施工過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷探索。

[1]SDJ212-83；水工建筑物地下工程開挖施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2]DL/T5135-2001；水電水利工程爆破施工技術(shù)規(guī)范[S].