戴峪嶺3#隧道光面爆破施工技術(shù)

摘 要：隧道施工中爆破技術(shù)的選取，對施工安全和施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益都將產(chǎn)生巨大影響。戴峪嶺3#隧道在開挖施工中采用光面爆破技術(shù)，該技術(shù)能夠有效控制爆破震動(dòng)，減少超欠挖及爆破對圍巖的擾動(dòng)，并減輕對居民、地面構(gòu)筑物的影響。

關(guān)鍵詞：隧道 光面爆破 施工技術(shù)

中圖分類號：TD235.374 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）011-005-02

1 前言

沖擊波拉伸破壞、氣體膨脹做功是爆破巖體產(chǎn)生的兩種效應(yīng)。光面爆破的方式可以同時(shí)起爆多個(gè)炮眼，通過各炮眼徑向傳播沖擊波的疊加產(chǎn)生切向拉力，并在切向拉力高于巖體抗拉強(qiáng)度時(shí)發(fā)生斷裂。這種爆破可使圍巖在炮眼連線方向上形成貫穿裂縫，并最大限度地減輕了對整塊圍巖的擾動(dòng)。在實(shí)際施工過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)隧道圍巖情況選擇合理光面爆破參數(shù)，并通過計(jì)算段裝藥量和選擇合理裝藥結(jié)構(gòu)控制震動(dòng)范圍，從而提高光面爆破效果。

戴峪嶺3#隧道是莊蓋高速公路路基橋涵工程中一座隧道，位于蓋州市徐屯鎮(zhèn)境內(nèi)，呈西北-東南走向展布。本隧道為分離式隧道，全長1540m，其中左洞760m，右洞780m，起止里程為K85+680～K86+460。隧道址區(qū)基巖為燕山早期侵入花崗巖，進(jìn)出及出口段為Ⅳ-Ⅴ級圍巖，洞身段為Ⅱ-Ⅲ級圍巖。

2 施工方案與施工流程

根據(jù)戴峪嶺3#隧道現(xiàn)場圍巖巖性、完整性、層理情況和施工工期要求，本次施工采用全斷面一次性開挖法。全斷面開挖施工中應(yīng)嚴(yán)格掌握周邊眼的方向，采用微差光面爆破方法減小超欠挖，從而最大限度地減輕圍巖地段穩(wěn)定性的影響。

2.1 鉆爆設(shè)備及所用材料

采用18臺YT-28型鑿巖機(jī)和6臺20m3空壓機(jī)人工鉆孔，鉆孔直徑為42mm，一字形合金鋼鉆頭。炮眼采用 32mm€？00mm2巖石硝銨炸藥。引爆采用電雷管，爆破網(wǎng)絡(luò)用塑料導(dǎo)爆管連接孔內(nèi)微差非電毫秒雷管起爆。

2.2 施工測量放樣定位

鉆眼前，測量人員用徠卡LEIKA-802全站儀定出隧道中心線和拱頂面高程；用紅油漆畫出開挖輪廓線并標(biāo)出炮眼位置（誤差不得超過5cm）；每次測量放線之前，應(yīng)用隧道斷面儀檢查上次爆破斷面，及時(shí)調(diào)整爆破參數(shù)以達(dá)最佳爆破效果。

2.3 布孔與鉆孔

鉆眼精度是保證爆破效果的關(guān)鍵，應(yīng)測定出拱頂標(biāo)高及輪廓線曲線段底標(biāo)高，找出軌道中心線并結(jié)合周邊眼畫出開挖輪廓線，根據(jù)設(shè)計(jì)眼距、角度定出搗槽眼、輔助跟及底眼的位置。嚴(yán)格按設(shè)計(jì)角度鉆掏槽眼、擴(kuò)槽眼及周邊眼，并保持孔眼平直、孔徑均勻。鉆眼時(shí)要求每個(gè)炮眼深度基本相同，眼底深度誤差小于10cm。鉆眼完畢，按炮眼布置圖進(jìn)行檢查并詳細(xì)記錄，確保每個(gè)炮眼檢查達(dá)到合格要求后進(jìn)行裝藥。鉆孔臺架結(jié)構(gòu)及風(fēng)鉆布置圖見圖1。

2.4 清孔裝藥

用炮鉤和高壓風(fēng)管將石屑刮出并吹凈，按照炮眼設(shè)計(jì)圖自上而下分片組進(jìn)行裝藥。周邊眼采用間隔裝藥，輔助眼及掏槽眼采用連續(xù)裝藥。周邊眼的藥卷按設(shè)計(jì)裝藥結(jié)構(gòu)提前加工好，并綁在竹片上輕推入孔中；其他孔藥卷推入孔底并用竹竿壓緊。每0.1m用黃泥或砂夾粘土壓緊堵塞。堵塞長度應(yīng)滿足周邊眼≥20cm，其它眼≥35cm。藥量的分配根據(jù)炮眼類別、作用、深度確定，炮孔深3.5m。

2.5 起爆

起爆采用復(fù)式網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)爆管采用四通管連接，各類炮眼雷管連接段數(shù)相同。引爆雷管用絕緣膠布包扎放置于離導(dǎo)爆管自由端15cm處，專人檢查后再起爆。雷管采用非電毫秒雷管，藥卷直徑為 32cm，每管標(biāo)準(zhǔn)重150g，長200mm。周邊眼裝藥采用非電毫秒雷管孔內(nèi)微差正向起爆，采用導(dǎo)爆索加強(qiáng)爆破效果。輔助眼。及掏槽眼段位由孔內(nèi)微差反向起爆。

2.6 出渣運(yùn)輸

采用挖掘機(jī)和側(cè)卸式裝載機(jī)將產(chǎn)生的炮渣運(yùn)至指定的棄渣場，或作為土石方材料在工程中再利用。洞內(nèi)車輛注意分道路行駛，并在卸碴碼頭的端頭設(shè)置車擋以保證安全，此外還應(yīng)做好棄渣場的防護(hù)和排水。

3 控制爆破震動(dòng)的光面爆破參數(shù)

3.1 最小抵抗線

周邊眼最小抵抗線與開挖的隧道斷面大小有關(guān)，與巖石的性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造也有關(guān)?？缍却蟮臄嗝孑^小斷面最小抵抗線大，堅(jiān)硬完整巖石較松軟破碎巖石最小抵抗線小。

3.2 相對距系數(shù)

相對距系數(shù)K是影響爆破效果的重要因素，計(jì)算公式為K=E/B。其中：E為周邊炮眼間距，cm；B為最小抵抗線，m；K總是<1，當(dāng)E在40～50 cm，B在0.5～0.8m時(shí)，K應(yīng)在0.5～1.0。

3.3 裝藥量計(jì)算

光面爆破裝藥量的計(jì)算公式為q= QaB，其中：q為裝藥集中度，kg/m；Q為單位體積耗藥量，kg/m3；a為周邊眼間距，m。通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定q為150g/m。

3.4裝藥起爆

將裝有計(jì)算藥量的藥卷綁在竹片上送入炮孔，藥卷間用導(dǎo)爆索傳爆；其它各類炮眼采用反向起爆孔底集中裝藥方式裝入炮眼。起爆順序?yàn)椋禾筒垩邸o助眼——底板眼——內(nèi)圈眼——周邊眼。

4 影響爆破效果的其他因素

4.1 掏槽形式與炸藥選用

戴峪嶺3#隧道圍巖為Ⅱ、Ⅲ類石灰?guī)r，巖石堅(jiān)硬完整，為達(dá)到高質(zhì)量的爆破效果，單孔裝藥量較大；為降低掏槽孔段裝藥量及保證工期，掏槽形式采用三級復(fù)式掏槽。炸藥的爆轟速度直接影響爆破震動(dòng)速度，所以應(yīng)采用低爆速炸藥。為了達(dá)到好的爆破效果并減少炸藥用量，施工中應(yīng)堵塞好炮跟，掏槽孔全堵滿，其余孔堵塞長度不小于抵抗線。

4.2 施工人員操作經(jīng)驗(yàn)

在隧道爆破施工過程中選擇熟練的施工人員，并加強(qiáng)制度管理及技術(shù)培訓(xùn)，從而避免測量放線、鉆孔等誤差。進(jìn)行爆破參數(shù)比選實(shí)踐，布設(shè)適宜的起爆網(wǎng)絡(luò)、裝藥結(jié)構(gòu)和爆破參數(shù)，選擇合適的炸藥品種及起爆器材等。應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)并配備先進(jìn)的施工設(shè)備，將先進(jìn)的鉆爆設(shè)計(jì)理論與現(xiàn)場結(jié)合起來，從而達(dá)到最佳的爆破效果。

5 結(jié)論

戴峪嶺3#隧道的圍巖開挖全部實(shí)行光面爆破，開挖地段光爆效果良好：爆破后周邊炮眼痕跡保存率達(dá)90%以上，超欠挖量減少約15%；產(chǎn)生的巖渣塊度較小且均勻，節(jié)省了裝運(yùn)時(shí)間；減少錨桿、鋼筋網(wǎng)等支護(hù)投入，節(jié)約了隧道開挖成本；同時(shí)巖面爆破平整，應(yīng)力集中小，減少了安全隱患。可見，達(dá)到良好的光面爆破效果應(yīng)在采取先進(jìn)施工技術(shù)的前提下加強(qiáng)施工組織管理。爆破參數(shù)的設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合實(shí)際不斷優(yōu)化，通過各項(xiàng)控制措施減少對圍巖的擾動(dòng)、降低施工成本，最終確保施工安全及質(zhì)量。

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