淺談隧道洞身光面鉆爆施工方法

杜永民

摘要：現(xiàn)代隧道鉆爆施工主要控制方法有光面爆破及預(yù)裂爆破。而隧道施工中，光爆技術(shù)應(yīng)用最為廣泛，隧道光面爆破的目的是使周邊孔形成貫穿裂縫。隧道洞身爆破是隧道工程施工的關(guān)鍵工序，主要介紹了尹家窯隧道洞身爆破參數(shù)的優(yōu)化實(shí)踐。根據(jù)地質(zhì)特性，施工中采取“短進(jìn)尺、弱爆破”的開挖原則。通過大面積掏槽設(shè)計(jì)，以及適當(dāng)增加輔助眼間距，達(dá)到減少炮眼數(shù)量，減少炸藥用量，加快施工進(jìn)度的目的。

關(guān)鍵詞：光面鉆爆;施工工藝;爆破參數(shù)

前 ?言

在光爆中應(yīng)控制好效果，除周邊孔布置外，掏槽孔的布置形式尤為重要，周邊孔的間距、裝藥量、起爆順序直接影響光面效果，掏槽的深度直接影響爆破循環(huán)的進(jìn)尺，光爆的成敗與地質(zhì)條件、開挖斷面及形式、開挖進(jìn)尺、爆破器材等息息相。尹家窯隧道Ⅲ，V級(jí)圍巖光爆開挖比鉆孔數(shù)及比裝藥量指標(biāo)相對(duì)傳統(tǒng)爆破參數(shù)有較大提高，本文主要介紹尹家窯隧道中光面爆破實(shí)踐應(yīng)用。

一、洞身鉆爆施工方法

隧道設(shè)計(jì)圍巖主要為Ⅲ、Ⅴ級(jí)，圍巖結(jié)構(gòu)為砂質(zhì)黃土、石灰?guī)r。根據(jù)地質(zhì)特性，施工中采取“短進(jìn)尺、弱爆破的開挖原則。爆破施工工藝見圖1-1。

圖1-1光面爆破施工工藝框圖

1.爆破炮眼的布設(shè)及裝藥量

掏槽眼：本隧道所處地質(zhì)條件計(jì)算最大段允許裝藥量為0.82kg，掏槽眼布置選用多重楔形掏槽或直眼分層掏槽形式，每一炮眼布置形式：炮眼深度為2.5m和1.5m兩種，鉆眼孔徑Φ42mm，掏槽眼與水平夾角15～20度，掏槽位置設(shè)在開挖中心線高度1.45m的位置上。藥卷直徑Φ32mm，裝藥形式為連續(xù)裝藥。每一循環(huán)爆破進(jìn)尺0.8～1.5m，根據(jù)設(shè)計(jì)要求炸藥選用Φ32mm防水乳化炸藥，雷管選擇電雷管，雷管跳段使用，段間距時(shí)差控制在100ms左右。

周邊眼：周邊眼裝藥集中度為0.2kg/m，不偶合系數(shù)1.6～2.1，采用連續(xù)裝藥，炮眼內(nèi)用導(dǎo)火索連接所有藥卷。拱部周邊眼炮眼深度1.0m，鉆眼孔徑同掏槽眼，藥卷直徑Φ22mm，裝藥形式為雙傳爆線結(jié)構(gòu)。其它炮眼裝藥結(jié)構(gòu)均采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，鉆眼孔徑和藥卷直徑均同掏槽眼。

2.裝藥及連線

按照設(shè)計(jì)孔的裝藥量及電雷管（毫秒雷管），每段裝在鉆孔內(nèi)采用正起爆。用炮泥塞好炮孔，為了使預(yù)裂均勻，可提前用竹片加工好炸藥串，使炸藥沿炮孔方向均勻分布。

3.起爆順序

掏槽眼——掘進(jìn)眼——二臺(tái)眼——內(nèi)圈眼——底板眼——周邊眼，在施工過程中，根據(jù)地質(zhì)情況和爆破效果及時(shí)調(diào)整炮眼深度等各種參數(shù)，使光爆達(dá)到最佳效果。

二、爆破施工控制要點(diǎn)和措施

1.爆破施工控制要點(diǎn)

根據(jù)圍巖級(jí)別，采用光面爆破，嚴(yán)格控制周邊眼裝藥量，最大限度地減小爆破對(duì)周邊圍巖的擾動(dòng)和破壞。采用弱振控制爆破技術(shù)時(shí)，嚴(yán)格控制段裝藥量和段間延期時(shí)差，達(dá)到控制爆破振速的目的，最大限度地減小對(duì)周邊圍巖的擾動(dòng)和破壞。每個(gè)開挖循環(huán)都要進(jìn)行施工測量，控制開挖斷面，在掌子面上用紅油漆畫出隧道開挖輪廓線及標(biāo)定周邊炮眼位置，誤差不超過1cm。鉆眼必須按設(shè)計(jì)方案進(jìn)行。鉆眼時(shí)掘進(jìn)眼保持與隧道軸線平行，除底眼外，其它炮眼口比孔底低5cm，以便鉆孔時(shí)的巖粉自然流出，周邊眼外插角控制在3°以內(nèi)，保持最大超挖量小于7cm。掏槽眼嚴(yán)禁互相打穿相交，底眼比其它炮眼深20cm。

裝藥前炮眼用高壓風(fēng)吹干凈，檢查炮眼數(shù)量。裝藥時(shí)，由爆破員分好毫秒雷管段別，按爆破設(shè)計(jì)順序裝藥，裝藥作業(yè)分組分片進(jìn)行，定人定位，確保裝藥作業(yè)有序進(jìn)行，防止雷管段別混亂，影響爆破效果。每眼裝藥后用炮泥堵塞20cm。起爆采用電雷管--塑料導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)絡(luò)，雷管聯(lián)接好后爆破員進(jìn)行檢查，檢查雷管的連接質(zhì)量及是否有漏聯(lián)雷管，檢查無誤后發(fā)出起爆信號(hào)。

2.光面爆破技術(shù)措施

提高測量放樣精度，確保周邊眼的定位誤差在3cm以內(nèi); 周邊眼鉆孔精度的控制，周邊眼鉆孔誤差在2cm以內(nèi);鉆孔外插角控制在2°以內(nèi)，控制每循環(huán)爆破進(jìn)尺，確保眼底和孔口之間最大偏距不超過10cm;根據(jù)本工程地質(zhì)資料，進(jìn)行論證和爆破試驗(yàn)，選擇與本工程地質(zhì)特性、圍巖巖性相匹配的炸藥品種，提高爆破效果;通過爆破試驗(yàn)，選擇合理的爆破參數(shù)：根據(jù)圍巖巖性，選擇確定光面爆破周邊眼間距、抵抗線、不偶合裝藥結(jié)構(gòu)、起爆順序、堵塞長度等爆破參數(shù)，確定各主爆孔特別是掏槽眼的爆破參數(shù)，確保光面爆破達(dá)到炮眼殘留率硬巖達(dá)到80%以上，中硬巖達(dá)到60%以上。

3.爆破效果監(jiān)測及設(shè)計(jì)優(yōu)化

爆破后通過斷面儀檢查超欠挖、開挖輪廓平整度、爆出的渣塊是否滿足裝渣要求、炮孔痕跡保存率等來檢測爆破參數(shù)的合理性。通過修正爆破參數(shù)、根據(jù)巖層節(jié)理發(fā)育、巖性軟硬情況，修正孔距、裝藥量。根據(jù)爆破后石渣的塊度修正參數(shù)，若石塊塊度小，說明輔助孔布置偏密; 塊度大，說明炮孔偏疏，用藥量過大。通過爆破振速監(jiān)測，調(diào)整單響起爆藥量及雷管段數(shù)。根據(jù)開挖面凹凸情況修正鉆孔深度，特別注意爆破孔孔底應(yīng)基本落在同一斷面上。

4.爆破安全管理

爆破安全管理除設(shè)置“一人兩員”制、雙庫雙人制外，還要嚴(yán)格遵守臨時(shí)爆藥庫、雷管庫分設(shè)，兩庫相距不小于200m，兩庫距工作區(qū)及員工居住區(qū)不小于500m，庫內(nèi)應(yīng)用防爆手電照明，嚴(yán)禁明火及穿著可能產(chǎn)生靜電火花的衣物、鞋襪等的規(guī)定，在雙庫建設(shè)時(shí)充分考慮防雨、防水、防盜、防雷擊等措施。

三、結(jié)束語

多次實(shí)踐，對(duì)隧道洞身爆破方案進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，采用大面積掏槽爆破技術(shù)，對(duì)于周邊眼和底板眼嚴(yán)格按規(guī)范間距布置炮眼，對(duì)于掏槽眼和輔助眼適當(dāng)增加間距，并且適當(dāng)調(diào)整炸藥用量，達(dá)到減少炮眼數(shù)量和炸藥用量的目的。并且有利于加快工期，提高經(jīng)濟(jì)效益和保護(hù)工作人員的生命安全。

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