隧道深孔光面爆破技術研究

張 俊，匡秀建

(貴州路橋集團有限公司)

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隧道深孔光面爆破技術研究

張 俊，匡秀建

(貴州路橋集團有限公司)

隧道施工難度比較大，危險系數(shù)很高，需要采用不同的方法對其進行施工。但是，一般的施工方法會在一定程度上破壞圍巖，降低其穩(wěn)定性，形成一種比較嚴重的超欠挖現(xiàn)象。對于這種情況，采用深孔光面爆破技術能夠對爆破范圍進行有效控制，保持圍巖的穩(wěn)定性。即結合具體工程案例對隧道深孔光面爆破技術做了詳細總結。

隧道；深孔光面爆破；裝藥；掏槽眼；鉆眼

1 工程概況及其技術方案

1.1 工程概況

某隧道是雙線隧道，左洞長909 m，右洞長948 m，斷面均為78 m2。巖性單一，堅硬完整，構造相對穩(wěn)定，屬變質巖，無大斷裂等不良地質構造。隧道圍巖為未風化晶、屑凝灰熔巖和微風化石英正長巖，洞身巖體完整性好，圍巖以Ⅳ、Ⅴ類為主，局部為Ⅱ、Ⅳ類。

1.2 隧道深孔光面爆破技術方案

(1)依據光面爆破理論和 Ⅳ— Ⅴ類圍巖條件，確定周邊眼的間距為 550 mm，開挖輪廓共需設置周邊眼39 個。

(2)最小抵抗線W

即:

1.3 不偶合系數(shù)

D和周邊炮眼炸藥直徑不偶合系數(shù)即炮眼直徑和炸藥直徑的比值，選取在1.2～2.0之間。

在本工程中，炮眼直徑采用Υ42mm，為取得較好的光面爆破效果，對周邊眼選取Υ20mm乳化炸藥。內圈眼、輔助眼、底板眼等炮眼，為取得較大的爆破沖擊力，充分破碎巖體，選用Υ32mm二號巖石硝銨炸藥。

1.4 周邊眼裝藥集中度和裝藥量

周邊眼裝藥集中度過大易破壞隧道輪廓巖面，過小則爆不下來。為增強光爆效果，采用導爆索實現(xiàn)周邊眼的間隔裝藥。選取裝藥集中度q=0.24kg/m，乳化炸藥每節(jié)重150g，每個周邊眼需用4節(jié)Υ20mm乳化炸藥?？紤]周邊眼底部的爆破強度需加強，以提高炮眼利用率，所以，將一節(jié)Υ32mm二號巖石硝銨炸藥裝在周邊眼底部，取代一支乳化炸藥，二號巖石硝銨炸藥的規(guī)格為長200mm，每節(jié)重150g。

1.5 掏槽眼設計

掏槽孔最先起爆，為輔助孔爆破提供臨空面，因此，掏槽孔的良好爆破對后續(xù)孔的爆破將產生決定性影響。掏槽孔分為直孔、斜孔和混合掏槽三種。直孔掏槽炮孔深度受開挖斷面尺寸影響小，可利用較深的掏槽提高循環(huán)進尺，渣堆相對集中，有利于控制尺寸。但需較多的炮孔數(shù)目、毫秒雷管段數(shù)和較多的炸藥，同時要求操作工人必須具備熟練的鉆孔操作技術，以達到較高的鉆孔精度，避免串孔現(xiàn)象。本工程為便于施工和獲得較好的掏槽效果，掏槽眼采用菱形掏槽方式，掏槽眼的鉆進方向與隧道中軸線成18°角，掏槽眼深度取 3.2m。

2 隧道深孔光面爆破施工技術要點

2.1 技術要點

深孔光面爆破技術的使用效果受到多種因素的影響，比如爆破的器材、裝藥的結構、周圍巖體的條件以及爆破參數(shù)的確定等，在不同的環(huán)境中，深孔光面爆破技術的效果有著很大的不同，因此針對深孔光面爆破技術的應用要在反復的試驗與改進之下，才有可能獲得理想中的效果。

(1)放樣布眼

在進行鉆孔前必須用水準儀和經緯儀準確的確定所要開挖大斷面的隧道中線位置以及軌道頂部以及拱橋拱腳的高度等，確定下來之后再畫出整個斷面的大致輪廓線。然后根據已經描繪的炮眼的布置圖測出具體的尺寸，之后根據確定的尺寸用紅油漆準確的標示出各個炮眼的位置，應注意的是，在標示的過程中，誤差要控制的在5cm之內，在確定好位置之后就可以進行下一步的工作了，即開鉆。

(2)開鉆

在一般情況下，在開鉆時需要借助的是鉆孔臺車。對臺車的要求的是，臺車要與開挖隧道的軸線保持有一種相對平行的狀態(tài)。在臺車準備好并在位置確定下來之后，就可以根據炮眼所布置的相對位置進行準確的鉆孔工作了。不過應該注意的一點是，關于周邊眼與掏槽眼的開鉆精度必須要高于其他的眼，并且其誤差要控制在3～5cm之間。

(3)鉆眼

在進行鉆眼時，首先需要的是技術熟練的鉆工，而且作為鉆工工作者必須要對炮眼的布置圖有很清晰的熟悉度，要保證鉆眼的位置與設計的炮眼布置圖是一致的。對于周邊孔的鉆眼工作一定要由經驗豐富的老鉆工來操作，這時對于臺車的操控必須是由專門的技工進行技術指導，以此來保證對周邊眼的開挖有著標準的外插角。另外需要注意的是，由于外插角的角度小于2 度時，周邊眼的深度最好是5m深，而大于3 度時，其深度應是3m，但是炮眼的深度最終應該根據的是實際情況，根據實際情況的不同進行相應的調整，必須使得各個炮眼底部是在同一個平面之上的。

(4)清孔

在對炮眼進行裝藥之前，需要對炮眼進行一定的清理工作，講炮眼里的石屑清除干凈。在清除的過程中，可以使用由鋼筋彎制而形成的一種炮鉤或者是高壓風管等工具。

(5)裝藥裝藥時，其順序是從上往下，并且要按量分片分組并對照炮眼設計圖所設定的標準裝藥量嚴格進行。裝藥后，要用炮泥將炮眼口堵上，堵塞的深度應該多于20 cm。

(6)連網起爆

爆破技術采用連網起爆中的復式網絡連接，對雷管進行必要的分段，對裝置雷管的膠布進行必要的包扎。對導爆管的要求相對較高，一般情況下使導爆管的自由端處于10 cm 處。

(7)通風系統(tǒng)

還需要對起爆后的環(huán)境進行通風排煙，起爆后由于藥物燃燒生成的物質會對環(huán)境產生了一定的污染，需要開啟通風系統(tǒng)，保持作業(yè)空間環(huán)境的良好。

(8)清理石塊

根據專業(yè)人員的要求，采用鋼釬清理爆破面出現(xiàn)的危險石塊，并對其進行噴水除塵。

2.2 應注意的問題

(1)由于深孔光面爆破技術本身是一項特別復雜的一個系統(tǒng)性的工程，因此在實施過程中應該在施工過程中對參數(shù)的設計進行不斷的優(yōu)化。首先應該對開挖程序進行合理的安排，在安排的過程中要確保深孔光面爆破有著很好的臨空面，同時并根據相應的施鉆設備的配置情況以及這個工作面的大小，來選擇符合實際標準的掏槽眼形式。其次，在選定最小抵線以及周邊眼的間距上，應該根本實際的圍巖特點，采用毫秒微差進行有序的起爆，盡最大可能的提高鉆眼的質量和水平。

(2)要對施工過程進行嚴格的管理。要盡最大可能將所裝的藥量沿著爆破眼均勻的分布，并嚴格控制對周邊眼的裝藥量。在施工中也要將強對深孔光面爆破作業(yè)中各項工序的指導與監(jiān)督，務必做到責任到人、獎罰分明。

(3)在確保施工的工程質量以及施工安全上，應該首先在根據周圍巖體特性的條件下合理的確定施工控制點以及施工參數(shù)等，其次，要能有效的對斷面的超欠挖程度加以控制，盡量減少對周圍巖體的擾動，進而降低施工的成本，保證施工安全等等。

[1] 文永勝，方顏空，呂力行. 復雜環(huán)境下露天深孔控制爆破技術研究[J]. 云南冶金,2009,(3).

[2] 張恒博，王邵亮. 淺談隧道光面爆破施工技術[J]. 黑龍江交通科技，2010，(10).

2015-04-11

張俊(1989-)，男，河南信陽人，助理工程師，研究方向：路橋施工。

U445

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1008-3383(2015)11-0117-01