鋼拱架限制下的隧道超欠挖控制爆破技術(shù)

王海亮，何 闖

(山東科技大學(xué) 礦山災(zāi)害預(yù)防控制省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，山東 青島 266590)

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鋼拱架限制下的隧道超欠挖控制爆破技術(shù)

王海亮，何 闖

(山東科技大學(xué) 礦山災(zāi)害預(yù)防控制省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，山東 青島 266590)

分析了由于鋼拱架限制周邊眼開孔位置及外插角引起隧道超欠挖的原因，提出周邊眼采用“長(zhǎng)短眼”布孔的超欠挖控制爆破技術(shù)并闡述了其作用原理，并在青島地鐵延安路站車站主體Ⅰ部和Ⅳ部爆破開挖中實(shí)際應(yīng)用。結(jié)果表明：周邊眼采用“長(zhǎng)短眼”布孔，“長(zhǎng)短眼”炮孔間距同輔助眼，“短眼”爆破延期時(shí)間不小于“長(zhǎng)眼”，“長(zhǎng)短眼”單孔裝藥量按輔助眼計(jì)算方法，可使隧道基本無欠挖，最大超挖值控制在120 mm以內(nèi)，平均超挖值控制在60 mm，隧道爆破成型良好。同時(shí)，周邊眼爆破振速降低了12.5%。

超欠挖；周邊眼；布孔方式；鋼拱架；分次起爆

受施工設(shè)備和施工水平的限制，難以避免隧道鉆爆法開挖中的超欠挖問題。周邊眼爆破效果反映了隧道爆破的成洞質(zhì)量[1]，通過優(yōu)化周邊眼爆破參數(shù)控制隧道超欠挖顯得尤為重要。劉冬[2]、馮海暴[3]、王承山[4]等分析了影響隧道超欠挖產(chǎn)生的主要因素，并從提高周邊眼鉆眼精度和測(cè)量放線精度、加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理等角度提出了一些控制措施；張運(yùn)良等[5]對(duì)周邊眼的外插角、裝藥參數(shù)、內(nèi)移距離及裝藥結(jié)構(gòu)等進(jìn)行優(yōu)化，減少了水平層狀圍巖光面爆破造成的超欠挖；楊玉銀等[6]提出從施工技術(shù)、爆破技術(shù)等方面進(jìn)行控制減小超挖的方法，并得出了控制單循環(huán)進(jìn)尺可有效減少超挖的結(jié)論；張鴻等[7]通過采用周邊眼隔孔裝藥、邊墻周邊眼與下一循環(huán)拱頂周邊眼同時(shí)起爆等措施，提高了光爆效果。當(dāng)前，對(duì)隧道超欠挖的控制措施較多集中在周邊眼的定位精度和裝藥結(jié)構(gòu)。但以上措施均無法有效控制鋼拱架限制下的隧道超欠挖。鉆爆法施工的地鐵隧道要求早封閉，鋼拱架距掌子面較近，大大限制了鉆鑿設(shè)備對(duì)周邊眼的鉆鑿施工，使鉆頭無法在設(shè)計(jì)開挖輪廓線上以設(shè)計(jì)的外插角鉆鑿周邊眼。實(shí)際施工中，不得不將周邊眼開孔位置向設(shè)計(jì)開挖輪廓線內(nèi)偏移，同時(shí)以更大的外插角鉆孔，以減小鋼拱架的限制，但由此造成隧道超欠挖嚴(yán)重。如何基于現(xiàn)有鑿巖設(shè)備與施工水平控制由鋼拱架限制引起的超欠挖，仍是需要深入研究的難題。本研究提出的周邊眼采用“長(zhǎng)短眼”布孔方式，克服了鋼拱架對(duì)周邊眼鉆鑿的限制，有效控制了超欠挖，同時(shí)降低了周邊眼的爆破振動(dòng)。

1 鋼拱架限制下的超欠挖成因分析

如圖1所示，目前的爆破設(shè)計(jì)中，周邊眼開孔位置在設(shè)計(jì)開挖輪廓線上，鑿巖機(jī)鉆孔需要有一個(gè)外插角σ，隨孔深不同而異，孔深1.5～4.0 m時(shí)，外插角σ一般在2°～6°，即設(shè)計(jì)鉆眼輪廓線OA在設(shè)計(jì)開挖輪廓OM以外，因此完全避免超挖是不可能的[5]?！兜叵妈F道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》[8]規(guī)定：不得欠挖；在中硬巖及軟巖中，邊墻及仰拱部分的平均超挖值不得超過100 mm，最大超挖值不能超過150 mm。故周邊眼炮孔底部到設(shè)計(jì)開挖輪廓線的距離AM不大于150 mm時(shí)，造成的超挖在規(guī)范允許范圍之內(nèi)。本文將規(guī)范允許的超挖定義為擴(kuò)挖；超過規(guī)范允許的超挖定義為超挖。

圖1 設(shè)計(jì)開挖輪廓、設(shè)計(jì)鉆眼輪廓及實(shí)際鉆眼輪廓的剖面關(guān)系

Fig.1 The section relationship of designed excavation contour, designed drilling silhouette and actual drilling contour

實(shí)際鉆爆法施工中，地鐵隧道要求早封閉，初期支護(hù)的鋼拱架緊跟掌子面施工，同時(shí)地鐵隧道服務(wù)年限較長(zhǎng)，鋼拱架支護(hù)密度較大。尤其當(dāng)圍巖等級(jí)為Ⅳ級(jí)或更軟弱時(shí)，鋼拱架距掌子面間距小于其支護(hù)間距，一般不超過500 mm。而施工現(xiàn)場(chǎng)多采用YT-28型氣腿式鑿巖機(jī)鉆眼，受鋼拱架的限制，鉆頭無法在設(shè)計(jì)開挖輪廓線上以設(shè)計(jì)的外插角鉆鑿周邊眼。為克服剛拱架限制，將出現(xiàn)以下三種鉆鑿周邊眼的形式：①開孔位置O仍位于設(shè)計(jì)開挖輪廓線OM上，在鋼拱架限制下，只能以更大的外插角ε鉆孔，形成實(shí)際鉆眼輪廓線OB，此鉆眼方式雖然可保證隧道無欠挖，但炮孔底部到設(shè)計(jì)開挖輪廓線的距離BM遠(yuǎn)大于規(guī)范要求的距離AM，形成超挖區(qū)ABH；②仍以設(shè)計(jì)外插角σ鉆孔，將開孔位置向設(shè)計(jì)開挖輪廓線內(nèi)偏至Q處，使鑿巖機(jī)不受鋼拱架限制，形成實(shí)際鉆眼輪廓線QD，較第一種鉆孔方式，雖然炮孔底部到設(shè)計(jì)開挖輪廓線的距離DM小于規(guī)范要求的距離AM，不會(huì)造成超挖，但孔口處存在欠挖區(qū)OEQ；③開孔位置介于O與Q之間的P處，以介于σ與ε之間的外插角β鉆孔，形成實(shí)際鉆眼輪廓線PC。此種鉆孔方式將同時(shí)存在超挖區(qū)ACF和欠挖區(qū)OPN。綜上可知，以上三種鉆孔方式均不符合隧道超欠挖的規(guī)范要求。

實(shí)際施工中，常以第三種方式鉆鑿周邊眼。當(dāng)炮孔深度增加時(shí)，超挖總量成平方增加。同時(shí)，周邊眼最小抵抗線隨炮孔深度增加而增加，巖石夾制作用增大，產(chǎn)生的爆破振動(dòng)相應(yīng)變大。設(shè)計(jì)開挖輪廓、設(shè)計(jì)鉆眼輪廓及實(shí)際鉆眼輪廓的關(guān)系見圖1。

2 “長(zhǎng)短眼”布孔方式及作用原理

2.1 布孔方式

由上述分析可知，提高鉆眼精度、加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理及周邊眼間隔裝藥等措施，不能解決由鋼拱架限制周邊眼開孔位置、外插角引起的超欠挖。必須對(duì)周邊眼的爆破參數(shù)尤其是布孔方式作進(jìn)一步調(diào)整，既要考慮現(xiàn)場(chǎng)施工機(jī)械及工人施工水平，又不能過多地增加鉆鑿工作量。

周邊眼采用“長(zhǎng)短眼”布孔方式較好地解決了以上問題?！伴L(zhǎng)眼”是指炮孔孔口距設(shè)計(jì)開挖輪廓線一定距離OQ(設(shè)為h)，以一定外插角η鉆鑿，且炮孔底部距離設(shè)計(jì)開挖輪廓線距離AM(設(shè)為a)小于超挖限值的內(nèi)圈周邊眼。“長(zhǎng)眼”特征有：炮孔深度、炮孔間距一般與輔助眼相同；炮孔孔口距設(shè)計(jì)開挖輪廓線距離h、外插角η、炮孔長(zhǎng)度L及炮孔底部到設(shè)計(jì)開挖輪廓線的距離a四者關(guān)系滿足公式(1)。

(1)

式中：h為孔口距設(shè)計(jì)開挖輪廓線距離，mm；L為炮孔長(zhǎng)度，mm；η為外插角；a為炮孔底部到設(shè)計(jì)開挖輪廓線，mm。

“短眼”是指開孔位置位于設(shè)計(jì)開挖輪廓線上，以外插角θ鉆鑿，且炮孔底部到設(shè)計(jì)開挖輪廓線BC(設(shè)為b)不大于超挖限值，與長(zhǎng)眼相配套的外圈周邊眼。“短眼”特征有：短眼炮孔深度OC不小于長(zhǎng)眼孔口到長(zhǎng)眼與設(shè)計(jì)開挖輪廓線交點(diǎn)的炮孔深度OD；短眼外插角θ一般大于長(zhǎng)眼外插角η，一般在10°～25°；短眼所用雷管延期時(shí)間不小于長(zhǎng)眼，保證短眼與長(zhǎng)眼同時(shí)起爆或短眼滯后于長(zhǎng)眼起爆；短眼與長(zhǎng)眼交錯(cuò)布置?！伴L(zhǎng)短眼”單孔裝藥量根據(jù)公式(2)選取?！伴L(zhǎng)短眼”布置剖面示意圖見圖2，平面布置圖見圖3。

q=τ·γ·L

(2)

式中：q為單孔裝藥量，kg；τ為裝藥系數(shù)，根據(jù)炮孔間排距及圍巖性質(zhì)選??；γ為每米藥卷的炸藥質(zhì)量，kg/m。

圖2 “長(zhǎng)短眼”剖面布置示意圖

Fig.2 “Longandshortholes”layoutplan

圖3 “長(zhǎng)短眼”布置平面示意圖

Fig.3 “shortandlongholes”layoutplan

2.2 作用原理

“長(zhǎng)短眼”的布孔方式克服了鋼拱架的限制。長(zhǎng)眼的開孔位置向設(shè)計(jì)開挖輪廓線內(nèi)偏移，使氣腿式鑿巖機(jī)鉆眼不受鋼拱架的限制，操作容易，鉆眼精度較易控制。短眼眼口雖然位于設(shè)計(jì)開挖輪廓線上，但其外插角較大，炮孔深度較小，同樣不受鋼拱架的限制，鉆鑿容易。由圖4可知，長(zhǎng)眼爆破時(shí)，區(qū)域QDMN的巖石在爆炸生成氣體的準(zhǔn)靜態(tài)壓力推動(dòng)下，與周圍巖石分離，拋出掌子面，故區(qū)域QDMN不會(huì)產(chǎn)生欠挖。長(zhǎng)眼炮孔底部到設(shè)計(jì)開挖輪廓線的距離AM小于超挖限值，故長(zhǎng)眼爆破不會(huì)產(chǎn)生超挖區(qū)。短眼的作用是爆破長(zhǎng)眼的欠挖部分，提高隧道成型質(zhì)量。短眼爆破時(shí)，區(qū)域ODQ的巖石在短眼爆破沖擊作用下，拋離掌子面，故區(qū)域ODQ不產(chǎn)生欠挖。同時(shí)，短眼的炮孔底部到設(shè)計(jì)開挖輪廓線的距離BC小于超挖限值，故短眼爆破也不會(huì)產(chǎn)生超挖。

如圖5所示，當(dāng)初期支護(hù)的鋼拱架距掌子面距離進(jìn)一步縮小或長(zhǎng)眼炮孔深度進(jìn)一步加大時(shí)，“長(zhǎng)短眼”作用區(qū)的巖石被分為四個(gè)區(qū)域，分別為區(qū)域QDMN、區(qū)域PQFCE、區(qū)域OEP、區(qū)域CDF。其中區(qū)域OEP產(chǎn)生的原因是當(dāng)短眼開口位置仍然位于設(shè)計(jì)開挖輪廓線O處時(shí)，會(huì)使短眼炮孔底部到設(shè)計(jì)開挖輪廓線的距離BC高于超挖限值，故只能將短眼開口位置向設(shè)計(jì)開挖輪廓線內(nèi)移動(dòng)一定距離至P處，使炮孔底部到設(shè)計(jì)開挖輪廓線的距離BC不大于超挖限值。區(qū)域CDF產(chǎn)生的原因是長(zhǎng)眼炮孔深度變大，長(zhǎng)眼與設(shè)計(jì)開挖輪廓線交點(diǎn)D向前移動(dòng)，導(dǎo)致短眼炮孔深度OC小于長(zhǎng)眼孔口到長(zhǎng)眼與設(shè)計(jì)開挖輪廓線交點(diǎn)的炮孔深度OD。區(qū)域QDMN、區(qū)域PQFCE分別與圖4中的區(qū)域QDMN、區(qū)域ODQ作用原理相同，不會(huì)產(chǎn)生欠挖。而區(qū)域OEP、區(qū)域CDF將出現(xiàn)欠挖區(qū)，需進(jìn)行補(bǔ)炮或使用風(fēng)鎬或液壓破碎錘等機(jī)械處理。但是，由于炸藥爆破產(chǎn)生的裂隙區(qū)半徑約為裝藥半徑的10～15倍[9]，當(dāng)區(qū)域OEP的巖石處于短眼爆破產(chǎn)生的裂隙區(qū)影響范圍內(nèi)時(shí)，可與周圍巖石分離。即使未分離，該區(qū)巖石受短眼爆破損傷，經(jīng)風(fēng)鎬或液壓破碎錘等機(jī)械的簡(jiǎn)單處理，就會(huì)與周圍巖石分離，故該區(qū)域巖石不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的欠挖問題。當(dāng)區(qū)域CDF的巖石處于“長(zhǎng)短眼”爆破產(chǎn)生的裂隙區(qū)范圍時(shí)，該區(qū)域的巖石可與掌子面分離，不會(huì)產(chǎn)生欠挖。因此，合理控制爆破循環(huán)進(jìn)尺，縮短長(zhǎng)眼炮孔深度，合理布置短眼開孔位置，可使區(qū)域OEP和區(qū)域CDF的巖石基本無欠挖。

成對(duì)的“長(zhǎng)短眼”承擔(dān)了原爆破設(shè)計(jì)中單個(gè)周邊眼爆破的巖石方量，可有效減小巖石夾制作用，降低周邊眼爆破振動(dòng)。由于“長(zhǎng)短眼”布孔易保證鉆眼精度及成對(duì)“長(zhǎng)短眼”可有效減小巖石夾制作用，故炮孔深度增加對(duì)隧道爆破成型質(zhì)量和周邊眼爆破振動(dòng)影響較小。

圖4 兩個(gè)分區(qū)的“長(zhǎng)短眼”布孔方式作用原理示意圖

Fig.4Theprincipleof“l(fā)ongandshortholes”arrangementoftwopartitions

圖5 四個(gè)分區(qū)的“長(zhǎng)短眼”布孔方式作用原理示意圖

Fig.5Theprincipleof“l(fā)ongandshortholes”arrangementoffourpartitions

3 “長(zhǎng)短眼”爆破技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

3.1 工程概況

青島地鐵2號(hào)線延安路站總體為暗挖單拱雙層結(jié)構(gòu)，車站中心里程處拱頂覆土約17m，全長(zhǎng)160m，開挖斷面寬23.44m，高18.37m，采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工。其中，車站主體Ⅰ部及Ⅳ部圍巖等級(jí)Ⅳ～Ⅴ級(jí)，采用上下臺(tái)階法開挖，上臺(tái)階超前下臺(tái)階約10m。采用YT28型氣腿式鑿巖機(jī)鉆眼。采用第一系列毫秒延期塑料導(dǎo)爆管雷管，選用1、3～20共19個(gè)段別。炸藥為2號(hào)巖石乳化炸藥，炸藥規(guī)格Φ32mm×300mm，每卷0.3kg。初期支護(hù)采用格柵鋼架，支護(hù)間隔為500mm。車站側(cè)穿166號(hào)樓段要求振速控制0.5cm/s，測(cè)點(diǎn)位于166號(hào)樓靠近隧道一側(cè)，車站主體Ⅳ部下臺(tái)階距離166號(hào)樓約23m。

3.2 工程前期周邊眼爆破情況

以車站主體Ⅳ部下臺(tái)階的爆破方案為例。原爆破設(shè)計(jì)中，輔助眼間排距650～660mm，炮孔深度1 600mm，單孔裝藥量0.3kg；周邊眼布置在設(shè)計(jì)開挖輪廓線上，外偏角為3°，炮孔深度1 600mm，炮孔長(zhǎng)度約1 605mm，炮孔間距550mm，單孔裝藥量0.3kg。所有炮孔未進(jìn)行封堵。采用逐孔起爆技術(shù)，簇聯(lián)起爆。實(shí)際施工中，由于初期支護(hù)的格柵拱架寬200mm，距離工作面約300mm，故導(dǎo)致實(shí)際鉆鑿的周邊眼邊緣距離設(shè)計(jì)開挖輪廓線約120mm，炮孔傾角約15°，炮孔深度1 630mm，炮孔長(zhǎng)度約1 690mm，考慮到眼底最小抵抗線及炮孔長(zhǎng)度較原爆破設(shè)計(jì)的大，故周邊眼單孔裝藥量增加到0.4kg；其他爆破參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求。圖6為車站主體Ⅳ部下臺(tái)階右部分的施工現(xiàn)場(chǎng)炮孔布置圖，圖中阿拉伯?dāng)?shù)字代表延期雷管段別。

圖6 工程前期施工現(xiàn)場(chǎng)炮孔布置圖

Fig.6Projectprophaseblastholearrangementattheconstructionsite

圖7 優(yōu)化后的施工現(xiàn)場(chǎng)炮孔布置圖

Fig.7Theoptimizedblastholearrangementattheconstructionsite

爆破效果：在20個(gè)爆破循環(huán)中，輔助眼爆破效果較好，炮孔利用率達(dá)90%。但周邊眼眼口最大欠挖值120mm，眼底最大超挖值350mm，斷面成型不規(guī)整，超出設(shè)計(jì)要求。周邊眼產(chǎn)生的最大爆破振速0.4cm/s。采用液壓破碎錘處理欠挖，需要用時(shí)1h。

3.3 周邊眼采用“長(zhǎng)短眼”布孔方式

對(duì)原設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，輔助眼各參數(shù)不變，周邊眼變成“長(zhǎng)短眼”布孔，所有炮孔未封堵。長(zhǎng)眼眼口邊緣距離設(shè)計(jì)開挖輪廓線170mm，炮孔深度為1 600mm，為保證長(zhǎng)眼臺(tái)階高度盡可能小于150mm，據(jù)公式(1)可知，炮孔傾角取8°，長(zhǎng)眼臺(tái)階高度為55mm。鋼拱架距離掌子面僅300mm，短眼無法在設(shè)計(jì)輪廓線上鉆孔，故依據(jù)圖5模型進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)文獻(xiàn)[12]計(jì)算裂隙區(qū)直徑為420～630mm。為保證圖5中區(qū)域OEP的巖石不欠挖，故短眼炮孔長(zhǎng)度取550mm，使裂隙區(qū)作用范圍延伸至短眼眼口。為保證圖5中區(qū)域CDF的巖石不欠挖同時(shí)考慮到鋼拱架的限制，短眼炮孔傾角取20°，短眼眼口邊緣距離設(shè)計(jì)開挖輪廓線90mm，眼底臺(tái)階高度100mm；短眼在兩個(gè)長(zhǎng)眼中后方，拱腳處增加一個(gè)短眼。據(jù)公式(2)本工程炸藥的γ=1kg/m，根據(jù)工程前期經(jīng)驗(yàn)τ=0.2，故長(zhǎng)眼的單孔裝藥量q=0.32kg，短眼單孔裝藥量q=0.12kg。為方便現(xiàn)場(chǎng)裝藥，長(zhǎng)眼單孔裝藥量確定為0.3kg即一卷炸藥，短眼的單孔裝藥量定為0.15kg即半卷炸藥?！伴L(zhǎng)短眼”炮孔間距均為650mm?！伴L(zhǎng)短眼”所裝雷管段別相同。間隔裝藥能夠使炸藥能量均勻分布[10]，但是間隔裝藥復(fù)雜，費(fèi)時(shí)費(fèi)力[11]。由于短眼炮孔深度和裝藥量較小，故不必采用間隔裝藥，采用孔底連續(xù)裝藥即可；長(zhǎng)眼炮孔深度1 600mm，圍巖等級(jí)為Ⅳ級(jí)，在“長(zhǎng)短眼”爆破產(chǎn)生的裂隙區(qū)疊加影響下，不采用間隔裝藥而采用孔底連續(xù)裝藥，不會(huì)出現(xiàn)超欠挖問題。因此，“長(zhǎng)短眼”均采用孔底連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)。實(shí)際施工中，各項(xiàng)爆破參數(shù)基本符合設(shè)計(jì)要求。雖然“長(zhǎng)短眼”布孔方式比原設(shè)計(jì)眼數(shù)增多，但由于增加的炮孔為短眼，且“長(zhǎng)短眼”布孔方式易于鉆孔，故鉆眼時(shí)間與原設(shè)計(jì)基本相等。圖7為周邊眼采用“長(zhǎng)短眼”布孔的炮孔布置圖。

爆破效果：在20個(gè)爆破循環(huán)中，輔助眼爆破效果較好，炮孔利用率達(dá)90%。基本無欠挖，眼底最大超挖值120mm，平均超挖值60mm，滿足設(shè)計(jì)要求，斷面成型質(zhì)量良好?！伴L(zhǎng)短眼”產(chǎn)生的爆破振速0.35cm/s。

4 結(jié)論與建議

車站主體Ⅰ部及Ⅳ部周邊眼均采用“長(zhǎng)短眼”布孔方式，長(zhǎng)眼炮孔深度在不大于2 000mm的情況下，爆破均取得了很好的效果，基本無欠挖，最大超挖值控制在120mm以內(nèi)，平均超挖值控制在60mm以內(nèi)，周邊眼平均爆破振速0.35cm/s以下?？梢?，提出的周邊眼采用“長(zhǎng)短眼”布孔方式，能較好地適應(yīng)現(xiàn)有鑿巖設(shè)備與施工水平，將隧道超欠挖及周邊眼產(chǎn)生的爆破振速控制在設(shè)計(jì)允許的范圍內(nèi)。為更好應(yīng)用該技術(shù)，提出如下結(jié)論和建議：

1) 周邊眼采用“長(zhǎng)短眼”布孔，“長(zhǎng)短眼”炮孔間距同輔助眼，“短眼”爆破延期時(shí)間不小于“長(zhǎng)眼”，“長(zhǎng)短眼”單孔裝藥量按照輔助眼計(jì)算，能較好地控制鋼拱架限制周邊眼開孔位置、外插角引起的超欠挖，同時(shí)降低周邊眼的爆破振動(dòng)。在拱腳處一般增加1～2個(gè)短眼數(shù)量，可提高拱腳處巷道成型質(zhì)量。

2) 當(dāng)圍巖等級(jí)為為Ⅳ級(jí)或更軟弱時(shí)，長(zhǎng)眼炮孔深度不超過2m時(shí)，“長(zhǎng)短眼”采用孔底連續(xù)裝藥能使隧道爆破成型良好。

3) 本文所述工程實(shí)際爆破中未對(duì)“長(zhǎng)短眼”進(jìn)行封堵，取得了良好的爆破效果。建議有條件的工程可對(duì)“長(zhǎng)短眼”進(jìn)行封堵，進(jìn)一步提高隧道成型效果。

4) 本文對(duì)“長(zhǎng)短眼”爆破參數(shù)的研究，過多依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的結(jié)果而得出結(jié)論，存在一定的局限性。故后續(xù)研究可通過數(shù)值模擬方法對(duì)“長(zhǎng)短眼”爆破機(jī)理及各參數(shù)進(jìn)一步研究，驗(yàn)證現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)不同圍巖等級(jí)、不同振速要求及不同爆破進(jìn)尺的“長(zhǎng)短眼”爆破參數(shù)進(jìn)行量化，以期更好地指導(dǎo)工程實(shí)踐。

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(責(zé)任編輯：呂海亮)

Control Blasting Technique of Overbreak and Underbreak Under the Limitation of Steel Arch in Metro Tunnel

WANG Hailiang,HE Chuang

(State Key Laboratory of Mining Disaster Prevention and Control Co-founded by Shandong Province and the Ministry of Science and Technology,Shandong University of Science & Technology,Qingdao,Shandong 266590,China)

The paper first analyzed the causes of overbreak and underbreak resulted from the hole position and external angle of periphery holes under the limitation of steel arch,and then put forward the control blasting technique of overbreak and underbreak by adopting “l(fā)ong and short holes” distribution in periphery holes and explained its principle.The technique was applied in the blasting excavation sites of main part I and IV of Qingdao Metro’s Yan’an Road Station.The results show that the “l(fā)ong and short holes” technique in periphery hole distribution,with the same spacing as the spacing between the auxiliary holes,longer blasting delay time than that of “l(fā)ong holes”,and the single hole explosive load calculated in accordance with the single auxiliary hole explosive load,can ensure that no obvious outbreak takes place in tunnels and the maximum overbreak can be kept within 120 mm and the average overbreak within 60 mm,thus achieving good blasting molding.Meanwhile,this technique can reduce the blasting vibration velocity of the periphery holes by 12.5%.

overbreak and underbreak of tunnels;periphery hole;hole distribution;steel arch;stage initiation

2015-11-24

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(10672091)；2015—2016年度山東科技大學(xué)研究生科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目(YC150304)

王海亮(1963—),男,河北石家莊人,教授,博士生導(dǎo)師,主要從事工程爆破、地下工程、安全評(píng)價(jià)理論等方面的研究. 何 闖(1990—),男,河北邯鄲人,碩士研究生,主要從事隧(巷)道爆破、隧(巷)道支護(hù)等方面的研究,本文通信作者.E-mail:584650078@qq.com

TB41

A

1672-3767(2016)05-0049-06