平行導(dǎo)坑直眼掏槽水壓爆破

曹海兵

摘要：中鐵十七局集團承建的成昆鐵路峨眉至米易段站前2標(biāo)段的三峨山隧道進口單車道平導(dǎo)，斷面（5m×6m）（寬×高），長度7200m，采用阿塔拉斯282雙臂鑿巖臺車進行鉆眼爆破，在小斷面、75.35%的III級硬質(zhì)巖采用直眼掏槽水壓爆破開挖，成功解決了爆破進尺無法達到目標(biāo)的難題，保證了隧道平導(dǎo)進度，有效的保障平行導(dǎo)坑輔助坑道緩解隧道工期壓力功能，可作為今后類似工程施工參考。

關(guān)鍵詞：平行導(dǎo)坑；鑿巖臺車；直眼掏槽；水壓爆破

1、工程概況

三峨山隧道全長10352m，是成昆鐵路峨眉至米易段首架方向通過的第一座長大隧道，受鋪架工期制約，隧道工期極緊張，僅48個月。為解決隧道工期壓力，隧道進口右側(cè)設(shè)1座單車道平導(dǎo)，斷面為5m×6m（寬×高），平導(dǎo)中線距正洞中線35m，長度7200m，其目的是平導(dǎo)快速掘進超前正洞掌子面約800m距離后拐入正洞增加正洞作業(yè)面，實現(xiàn)正洞有多個掌子面同時施工，從而縮短隧道工期，平導(dǎo)為三峨山隧道的關(guān)鍵線路，平導(dǎo)施工進度的快慢直接影響整座隧道工期。平導(dǎo)與進口正洞承擔(dān)主洞施工任務(wù)7755m；主要穿越頁巖與泥巖、砂巖互層，玄武巖，灰?guī)r，白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r四套地層。平導(dǎo)開挖采用普通鉆爆開挖，炮眼采用阿特拉斯282雙臂鑿巖臺車鉆眼。

2、炮眼布置

三峨山隧道進口平導(dǎo)III級圍巖采用全斷面開挖，開挖面積約為35.2㎡，在未采用直眼掏槽水壓爆破開挖前，采用了多種炮眼布置及掏槽方式，爆破均采用常規(guī)爆破，即炮眼中未裝水帶，炮眼無回填堵塞。其中相對效果較好的為楔形掏槽炮眼布置，平均每循環(huán)進尺2.4m，每天3循環(huán)，日進尺7.2m，考慮機械故障等綜合因素，每月按28天正常施工計算，月進度201.6m，與工期進度要求月進度250m相差甚遠，無法滿足隧道工期要求。為實現(xiàn)平導(dǎo)快速掘進，平導(dǎo)內(nèi)炮眼采用阿特拉斯282雙臂鑿巖臺車鉆眼，通過縮短鉆眼時間，同時提高循環(huán)進尺來保障平導(dǎo)施工進度。通過引進水壓爆破技術(shù)，先后進行了楔形掏槽和直眼掏槽兩種鉆眼方式的水壓爆破循環(huán)試驗，每循環(huán)爆破效果，用藥量，循環(huán)時間均進行詳細記錄，并形成對比，總結(jié)了兩種不同的掏槽眼水壓爆破開挖對平導(dǎo)進尺取得了實質(zhì)性提高新技術(shù)。

2.1楔形掏槽炮眼布置

采用阿特拉斯282雙臂鑿巖臺車鉆眼，掏槽眼采用φ42鉆頭，布兩排，第一排角度水平向內(nèi)傾18°，深度L=3.0m，第二排角度水平向內(nèi)傾10°，深度L=3.2m，第一圈輔助眼用φ42鉆頭，深度L=3.5m，無偏角，第二圈輔助眼用φ42鉆頭，深度L=3.5m，無偏角，周邊眼用φ42鉆頭，深度L=3.0m。

2.2直眼掏槽炮眼布置

采用阿特拉斯282雙臂鑿巖臺車鉆眼，掏槽眼采用φ42鉆頭，深度L=3.5m；排氣眼用φ102鉆頭，深度L=3.5m，共8個，第一圈輔助眼用φ42鉆頭，深度L=3.3m，向內(nèi)傾角1°，第二圈輔助眼用φ42鉆頭，深度L=3.3m，第三圈輔助眼用φ42鉆頭，深度L=3.2m，第四圈輔助眼用φ42鉆頭，深度L=3.2m，周邊眼用φ42鉆頭鉆進，深度L=3.2m。

3、炮眼裝藥參數(shù)

3.1楔形掏槽常規(guī)爆破參數(shù)

楔形掏槽常規(guī)爆破參數(shù)詳見表3-1

3.2楔形掏槽水壓爆破參數(shù)

楔形掏槽水壓爆破參數(shù)詳見表3-2

表3-2楔形掏槽水壓爆破參數(shù)表

3.2直眼掏槽水壓爆破參數(shù)

直眼掏槽常規(guī)爆破參數(shù)詳見表3-3

表3-3 直眼掏槽水壓爆破參數(shù)表

3.3水壓爆破裝藥示意圖

水壓爆破裝藥示意圖詳見表3-3

圖3-1 水壓爆破裝藥示意圖

4、爆破效果對比

三峨山隧道進口平導(dǎo)掘進水壓爆破與常規(guī)爆破效果對比表間表4-1

表4-1水壓爆破與常規(guī)爆破效果對比表

5、認(rèn)識體會

第一，三峨山隧道進口平導(dǎo)全長7200m，為關(guān)鍵線路，III級圍巖地段設(shè)計掘進深度7.28m，月進尺必須滿足250m，才能確保隧道工期，通過直眼掏槽水壓爆破技術(shù)，實現(xiàn)了掘進深度2.9m～3.1m，每月可完成261m～279m，完全滿足工期要求，與設(shè)計掘進速到相比可縮短工期49天。

第二，直眼掏槽更適用于阿特拉斯282雙臂鑿巖臺車，應(yīng)平導(dǎo)斷面小寬度僅5m，楔形掏槽鉆臂角度無法滿足斜眼鉆孔角度，無法達到預(yù)期掏槽效果，并且鑿巖臺車鉆臂造價昂貴，單臂費用約100萬元，一旦操作不當(dāng)鉆臂碰撞平導(dǎo)邊墻會造成鉆臂損壞，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失，同時還耽誤施工進度。采用直眼掏槽操作簡單，定位準(zhǔn)確，不需要調(diào)整鉆臂角度，對鑿巖臺車安全影響很小，且掏槽眼搭設(shè)與設(shè)計方案基本一致。

第三，水壓爆破施工提高了炸藥利用率，采用常規(guī)爆破掘進平均深度2.4m，炸藥單耗1.86kg/m3；采用直眼掏槽水壓爆破之后掘進平均深度2.9m，炸藥單耗1.52kg/m3；炸藥利用率提高18.27%，掘進深度加深0.5m，從炸藥單耗及進尺上得到了明顯的改善。

第四，保護了施工環(huán)境，降低了粉塵弄濃度降低了通風(fēng)時間，盡快了循環(huán)進度，采用常規(guī)爆破之間，起爆之后洞內(nèi)通風(fēng)時間一般在35min左右，采用水壓爆破技術(shù)，起爆之后洞內(nèi)通風(fēng)時間在15min左右，充分說明洞內(nèi)粉塵濃度較常規(guī)爆破低，才能在短時間內(nèi)完成通風(fēng)。

需要改善和進一步解決的問題是，直眼掏槽中的空眼直徑φ102較大，鉆孔時間較普通φ42鉆孔時間較長，鉆眼時間增加1h左右，今后施工過程中進一步進一步研究將φ102變?yōu)棣?6，縮短鉆眼時間。另外在施工中要加強施工組織和工序銜接，實現(xiàn)小斷面急硬巖平導(dǎo)月進度300m。

本文得到全國著名爆破專家何廣沂教授親自指點，再次深表感謝。

參考文獻：

[1]中國鐵道出版社出版的《節(jié)能環(huán)保爆破工程報爆破》，作者：何廣沂、徐鳳奎、荊山、劉友平.

[2]中國鐵道出版社出版的《鐵路隧道工程施工技術(shù)指南》 .

[3]中國鐵道出版社出版的《鐵路隧道鉆爆法施工工序及作業(yè)指南》 .

（作者單位：中鐵十七局集團第一工程有限公司）