土石隧道光面爆破施工技術(shù)研究

帥超

（中鐵十二局集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710021）

摘要：在隧道施工中，往往存在超欠挖的不良問(wèn)題，這一問(wèn)題對(duì)隧道安全施工及企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益有著直接的影響。目前大多使用光面爆破施工技術(shù)對(duì)超欠挖問(wèn)題進(jìn)行控制。文章著重介紹了光面爆破技術(shù)，對(duì)其具體施工方法進(jìn)行了細(xì)致的分析。供相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：土石隧道；光面爆破；超欠挖；施工方法

中圖分類號(hào)：U455文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2014）22-0019-02隨著人們生活質(zhì)量的提高，對(duì)于出行提出了更高的要求，這也促進(jìn)了我國(guó)道路隧道施工逐年增加，然而在我國(guó)的土石隧道施工中仍存在一系列的問(wèn)題需要改進(jìn)。

1光面爆破的施工機(jī)理分析

目前光面爆破的施工機(jī)理仍處于研究中，在定性方面達(dá)成了一定的共識(shí)。炸藥爆破巖體產(chǎn)生沖擊波拉伸破壞與爆裂氣體膨脹作用兩種效應(yīng)。光面爆破將周邊眼進(jìn)行同時(shí)起爆，各炮眼產(chǎn)生的沖擊波向四周傳遞，相鄰炮眼沖擊相遇產(chǎn)生應(yīng)力波，進(jìn)而產(chǎn)生切向拉力，在相鄰炮眼中心連線的中點(diǎn)是拉力最大值的部位。在巖體的抗拉性能低于切向拉力時(shí)，巖體被拉裂，將帶動(dòng)炮眼連線方向的巖石被拉斷，形成了貫徹裂縫，在孔壁的其他方向的裂縫將受到一定的抑制，進(jìn)而保證圍巖完整，不受破壞，爆破盡可能的降低了對(duì)圍巖的擾動(dòng)，隨著爆破氣膨脹及裂縫的發(fā)展最終形成平整的爆裂面。

2光面爆破的影響因素

主要有下列三方面：一是圍巖類別、裂縫發(fā)育程度及巖層走向等具體的地質(zhì)因素。結(jié)合不同的地質(zhì)條件應(yīng)使用不同的爆破方式，并使用相應(yīng)的爆破參數(shù)，對(duì)于地質(zhì)條件良好的圍巖中宜使用全斷面光面爆破，對(duì)于軟弱圍巖通常使用強(qiáng)支護(hù)、弱爆破的施工措施，盡量降低爆破對(duì)圍巖的振蕩與破壞。二是施工隊(duì)伍的因素，在隧道挖掘施工中，應(yīng)選擇經(jīng)驗(yàn)豐富的鉆眼班組，提高團(tuán)隊(duì)管理與培訓(xùn)，進(jìn)而有效的避免應(yīng)測(cè)量放線誤差、鉆眼誤差及鉆眼角度誤差等造成的鉆眼精度下降的問(wèn)題，有效改善鉆眼的施工質(zhì)量。三是設(shè)備、工藝參數(shù)等因素，爆破施工應(yīng)選擇穩(wěn)定安全的起爆網(wǎng)絡(luò)、合理的裝藥結(jié)構(gòu)及準(zhǔn)確的起爆順序，選擇合理的炸藥品種，爆破工藝、設(shè)備等，這樣才能保證爆破效果與挖掘進(jìn)尺。應(yīng)不斷的實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)并進(jìn)行比選，進(jìn)而將光面爆破的各項(xiàng)影響因素進(jìn)行克服，使爆破參數(shù)得到優(yōu)化，進(jìn)而保障爆破效果。

3施工方法分析

3.1爆破注意事項(xiàng)

進(jìn)行全斷面挖掘施工時(shí)，應(yīng)對(duì)周邊眼的方向，鉆眼光面爆破使用微差爆破，降低超欠挖，每段用藥量越少，則雷管的微差段數(shù)應(yīng)相應(yīng)增加，進(jìn)而控制震動(dòng)效應(yīng)，避免圍巖不良的地段整體穩(wěn)定性受到影響。

3.2施工工藝分析

3.2.1布眼放樣。施工測(cè)量人員在進(jìn)行鉆眼時(shí)，使用紅油漆將輪廓線及中線進(jìn)行準(zhǔn)確繪制，標(biāo)示出炮眼的位置，其中誤差不宜大于5cm。

3.2.2定位開(kāi)眼。隧道軸線與臺(tái)車(chē)在使用鉆孔臺(tái)車(chē)應(yīng)保證平行鉆眼。根據(jù)炮眼的分布圖，就位臺(tái)車(chē)實(shí)施鉆孔。其中周邊眼及掏槽眼的精度應(yīng)較其他眼而言更高，開(kāi)眼誤差不宜超過(guò)3cm。

3.2.3鉆孔。施工人員應(yīng)熟練掌握設(shè)備操作及熟悉炮眼分布，在臺(tái)車(chē)下應(yīng)配置專業(yè)指揮人員，保證周邊眼的外插角滿足規(guī)范。炮眼深度調(diào)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)是：孔口位置、巖石凹凸程度，及炮眼底應(yīng)保證在同一斷面中，只有輔助眼眼底比掏槽眼略淺10cm。

3.2.4鉆孔爆破設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)原則：使用光面爆破應(yīng)結(jié)合地質(zhì)條件、挖掘進(jìn)尺、爆破設(shè)備、挖掘斷面等合理的設(shè)計(jì)爆破。應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)圍巖的特性，合理選擇最小抵抗線與周邊眼的間距，輔助眼的布設(shè)應(yīng)均勻交錯(cuò)，將掏槽眼加深20cm，輔助眼與周邊眼的眼底應(yīng)設(shè)置在同一垂直面中。藥量應(yīng)順著炮眼全程均勻分布，嚴(yán)格控制周邊眼的裝藥量，使用小直徑持續(xù)裝藥。為了控制起爆時(shí)差，應(yīng)使用非電毫秒微差雷管，周邊眼使用導(dǎo)爆索

起爆。

裝藥結(jié)構(gòu)與堵塞方法：裝藥結(jié)構(gòu)，對(duì)于周邊眼應(yīng)使用小直徑持續(xù)方法進(jìn)行裝藥，在巖層較軟時(shí)，使用導(dǎo)爆索。堵塞方法，使用炮泥將裝藥炮眼進(jìn)行堵塞，且不低于40cm的周邊眼堵塞長(zhǎng)度。

爆破設(shè)計(jì)的優(yōu)化：隧道爆破結(jié)束后，應(yīng)檢測(cè)爆破效果，將誤差原因及爆破參數(shù)進(jìn)行修正，改善技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，進(jìn)而提高后續(xù)爆破效果；結(jié)合巖層軟硬情況、節(jié)理裂縫發(fā)育程度、用藥量等進(jìn)行合理修正，尤其是周邊眼，應(yīng)結(jié)合爆破后石礫塊度進(jìn)行參數(shù)修正。通常炮眼出現(xiàn)偏疏則石礫塊度較大；若塊度小則表示輔助眼的布設(shè)過(guò)于密實(shí)；鉆眼深度應(yīng)結(jié)合挖掘面凹凸情況進(jìn)行修正，保證爆破眼眼底落在同一斷面中。

3.2.5清理孔眼。應(yīng)使用鋼筋彎制的炮溝及低于炮眼直徑的高壓風(fēng)管，在裝藥前使用高壓風(fēng)將石屑吹出并清理。

3.2.6炸藥填裝。填裝炸藥應(yīng)按照炮眼設(shè)計(jì)分布圖、由上至下分組填裝，雷管應(yīng)對(duì)號(hào)入座。使用炮泥將炮眼堵塞，且堵塞長(zhǎng)度不低于20cm。全斷面應(yīng)使用直眼四中空方式進(jìn)行掏槽，即四個(gè)空眼，眼徑為75mm，其他眼徑為45mm；使用間隔不耦合的方式進(jìn)行周邊眼的裝藥，其他眼使用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，使用硬泥將炮孔堵塞，選擇孔內(nèi)微差起爆方式；使用非電毫秒雷管進(jìn)行起爆。為了保證起爆的可靠性與精準(zhǔn)性，應(yīng)連接復(fù)式起爆

網(wǎng)絡(luò)。

3.2.7處理瞎炮。發(fā)現(xiàn)瞎炮后應(yīng)及時(shí)查明原因，若是孔外導(dǎo)爆管破損引起的瞎炮，則直接將破損部分切除，重新連接導(dǎo)爆管，將接頭靠近炮眼。若破損是由于內(nèi)導(dǎo)管破裂或自身質(zhì)量問(wèn)題，則應(yīng)先做好現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)，請(qǐng)爆破專家進(jìn)行處理。

3.3運(yùn)輸石渣

爆破的石渣使用挖掘機(jī)與側(cè)卸裝載機(jī)進(jìn)行運(yùn)輸，配合自卸車(chē)，將炮孔石渣利用無(wú)軌運(yùn)輸一次性快速的運(yùn)輸至指定地點(diǎn)，車(chē)輛應(yīng)分道行駛，找卸渣碼頭的端頭應(yīng)設(shè)置車(chē)擋，保證安全，且棄渣場(chǎng)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求做好排水及防護(hù)工作。

3.4檢查質(zhì)量

質(zhì)量檢測(cè)應(yīng)從下列幾個(gè)方面進(jìn)行：一是超欠挖問(wèn)題。圍巖面進(jìn)行爆破應(yīng)保證圓順平整，不存在欠挖問(wèn)題，超挖量應(yīng)控制在15cm左右，單側(cè)邊墻的超挖量不宜超過(guò)10cm。使用規(guī)定的材料對(duì)超挖部分進(jìn)行回填，并注重注漿施工；二是半眼保存率。通常在圍巖為堅(jiān)硬巖石時(shí)，半眼保存率應(yīng)大于80%，中硬巖時(shí)應(yīng)大于70%，軟巖應(yīng)大于50%；三是圍巖的破壞率。進(jìn)行爆破后圍巖上應(yīng)無(wú)明顯裂縫及粉碎巖石，炮眼利用率大于90%。

3.5保證光面爆破炮眼殘留率的技術(shù)分析

光面爆破設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格結(jié)合挖掘方式、地質(zhì)條件、挖掘斷面、爆破設(shè)備及鉆孔設(shè)備等進(jìn)行分析，在批準(zhǔn)審定后，根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行施工，并結(jié)合爆破效果對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行修正。鉆孔的偏斜度低于1度，根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行鉆孔角度及深度的施工，周邊孔的斷面輪廓應(yīng)開(kāi)孔并向外發(fā)散，外張量應(yīng)低于20cm。

3.6控制超欠挖的措施

挖掘成型，保證初期支護(hù)等工作經(jīng)過(guò)控制超欠挖來(lái)保障，這對(duì)提高圍巖承載力有利，也便于混凝土的噴射。控制超欠挖可結(jié)合下列措施實(shí)施：一是準(zhǔn)確標(biāo)示挖掘輪廓線；二是保障鉆孔質(zhì)量；三是嚴(yán)格管理周邊眼的裝藥量與堵塞程度，控制周邊眼的鉆孔方向與間距，保障良好的光面爆破的環(huán)境；四是優(yōu)化光面爆破設(shè)計(jì)。不同參數(shù)的光面控制爆破技術(shù)應(yīng)結(jié)合隧道地質(zhì)進(jìn)行實(shí)施。合理選擇周邊眼的裝藥結(jié)構(gòu)，不僅能夠有效提高爆破質(zhì)量，而且周邊眼使用小藥卷炸藥能提高炮泥堵塞質(zhì)量。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，土石隧道光面爆破施工技術(shù)在目前社會(huì)發(fā)展中有著重要的應(yīng)用，要充分保證光面爆破的效果，施工人員應(yīng)充分掌握施工技術(shù)要點(diǎn)，在施工時(shí)根據(jù)施工組織進(jìn)行管理，并結(jié)合施工情況設(shè)計(jì)爆破參數(shù)，不斷優(yōu)化。采取合理的措施，控制斷面的超欠挖問(wèn)題，降低擾動(dòng)圍巖，進(jìn)而保證隧道施工的安全性和高效性，從而為整個(gè)工程質(zhì)量的提升奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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