鐵路隧道光面爆破施工技術(shù)與管理實(shí)例

鞏中江, 柴敬堯, 楊長(zhǎng)庚

(中鐵北京工程局集團(tuán)有限公司， 北京 102308)

鐵路隧道光面爆破施工技術(shù)與管理實(shí)例

鞏中江, 柴敬堯, 楊長(zhǎng)庚

(中鐵北京工程局集團(tuán)有限公司， 北京 102308)

為減少鐵路隧道開(kāi)挖斷面超挖或欠挖，提高隧道施工的安全和質(zhì)量，有效控制施工成本，在爆破參數(shù)初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)周邊孔間距、光爆層厚度、炮孔長(zhǎng)度、裝藥量和分段裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，最終采用周邊孔間距為35 cm、光爆層厚度為40 cm、炮孔長(zhǎng)度為3.2～3.8 m、周邊孔每孔裝藥量為0.6～0.75 kg和分3段進(jìn)行裝藥的優(yōu)化參數(shù)，爆破效果滿足鐵路隧道光面爆破控制的要求。另外，在爆破作業(yè)過(guò)程中，通過(guò)加強(qiáng)技術(shù)交底、技術(shù)培訓(xùn)以及合同管理，并嚴(yán)格執(zhí)行班組長(zhǎng)責(zé)任制，提高了爆破控制的質(zhì)量，達(dá)到超欠挖控制的目標(biāo)，有效節(jié)約經(jīng)濟(jì)費(fèi)用。

單線鐵路隧道； 爆破參數(shù)； 優(yōu)化設(shè)計(jì)； 綜合管理； 光面爆破

0 引言

目前國(guó)內(nèi)山嶺隧道的施工主要以鉆爆法為主。鉆爆法施工工藝簡(jiǎn)單，但人為因素對(duì)爆破質(zhì)量影響較大。在以往的隧道爆破作業(yè)中，由于對(duì)爆破控制的意義和重要性認(rèn)識(shí)不足，爆破控制隨意性較大，炮孔布置、炮孔長(zhǎng)度、周邊孔間距和裝藥結(jié)構(gòu)不合理，現(xiàn)場(chǎng)管理不到位，隧道超挖現(xiàn)象嚴(yán)重，光面爆破效果差，存在嚴(yán)重的安全、質(zhì)量隱患及材料浪費(fèi)。隨著工程建設(shè)的發(fā)展，隧道爆破質(zhì)量控制已逐步得到關(guān)注，爆破參數(shù)也在不斷地優(yōu)化和改進(jìn)，現(xiàn)場(chǎng)管理辦法也在逐步完善。文獻(xiàn)[1]針對(duì)爆破控制的原理、方法及爆破參數(shù)(包括周邊孔間距、光爆層厚度和裝藥結(jié)構(gòu))，提出了明確的指導(dǎo)思想和要求；文獻(xiàn)[2-3]對(duì)楔形掏槽孔的排距、角度和深度控制提出了較好的意見(jiàn)；文獻(xiàn)[4-7]對(duì)光面爆破技術(shù)進(jìn)行了分析研究，提出了合理的爆破控制參數(shù)；文獻(xiàn)[8-9]對(duì)不同圍巖條件下的裝藥量進(jìn)行了研究，提供了可參考的數(shù)據(jù)；文獻(xiàn)[10-11]對(duì)爆破前的技術(shù)交底和施工過(guò)程中的炮孔檢查驗(yàn)收進(jìn)行了總結(jié)，提出有效的管理辦法。

光面爆破的實(shí)質(zhì)是在隧道設(shè)計(jì)斷面輪廓線上布置間距較小且相互平行的炮眼，裝入低密度、低爆速的炸藥或采用不耦合裝藥，并控制每個(gè)炮眼的裝藥量，然后同時(shí)起爆炮眼，使炸藥作用剛好產(chǎn)生沿炮眼連線(即隧道輪廓線)的貫穿裂縫，并使巖石沿炮眼連線崩落。本文以新建蒙西—華中地區(qū)鐵路MHTJ-31標(biāo)段桐木隧道和黃崗隧道光面爆破控制技術(shù)和管理為例，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)巖性的不同，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)對(duì)爆破控制參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，將周邊孔間距調(diào)整為35 cm、光爆層厚度調(diào)整為40 cm，取得了較好的爆破效果；同時(shí)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，采取了嚴(yán)格的綜合管理辦法，提高了隧道爆破的安全、質(zhì)量和工效。

1 工程概況

蒙西—華中地區(qū)鐵路煤運(yùn)通道土建工程MHTJ-31標(biāo)段黃崗隧道全長(zhǎng)1 962.64 m，為單洞單線隧道，圍巖以大體積弱風(fēng)化花崗巖為主，巖體完整。地質(zhì)測(cè)繪、物探及鉆探成果表明： 隧址區(qū)地質(zhì)構(gòu)造不發(fā)育，出口段表層覆蓋的粉質(zhì)黏土為灰褐—褐黃色，硬塑狀態(tài)，厚度

為0～2 m；下伏為閃長(zhǎng)巖，為灰黃—灰褐色，全—強(qiáng)風(fēng)化。桐木隧道全長(zhǎng)5 372 m，為單洞單線隧道，最大埋深為282 m。隧道沿線經(jīng)過(guò)的地層主要為雪峰期晚期侵入花崗巖及Ptsh元古界雙嬌山群千枚巖，地表分布有第四系覆蓋層。在黃崗隧道和桐木隧道進(jìn)行光面爆破的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)原設(shè)計(jì)方案爆破效果較差，出現(xiàn)了較大的超欠挖情況，隧道輪廓線不平順，不能滿足光面爆破控制的要求。

2 光面爆破控制目標(biāo)

隧道光面爆破開(kāi)挖控制的目標(biāo)：平均線性超挖小于10 cm，隧道輪廓線完整，應(yīng)減少隧道圍巖受力的不利影響，確保隧道施工安全。

3 爆破參數(shù)初步設(shè)計(jì)

初步設(shè)計(jì)的主要爆破參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 初步設(shè)計(jì)的主要爆破參數(shù)

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，炮孔數(shù)量

N= 0.001 2qS/(ad2)。

式中:N為炮孔數(shù)量;q為單位炸藥消耗量;S為開(kāi)挖斷面面積;a為炮孔裝填系數(shù);d為藥卷直徑。

則根據(jù)設(shè)計(jì)要求，Ⅱ級(jí)圍巖炮孔數(shù)量NⅡ=0.001 2×1.35×46.21/(0.6×0.0322)=122;Ⅲ級(jí)圍巖炮孔數(shù)量NⅢ=0.001 2×1.25×51.82/(0.55×0.0322)=138。

采用間隔裝藥的裝藥結(jié)構(gòu)，藥卷間距為40 cm，炮孔封堵長(zhǎng)度按50 cm進(jìn)行實(shí)施。隧道爆破從掏槽孔到輔助孔至周邊孔采用多段毫秒延期導(dǎo)爆管雷管由里向外起爆，其中周邊孔比輔助孔要跳2段，間隔時(shí)間為50～100 ms，且用同一段雷管同時(shí)起爆。為了保證起爆準(zhǔn)確可靠，采用的起爆網(wǎng)絡(luò)為塑料導(dǎo)爆管傳爆雷管復(fù)式網(wǎng)絡(luò)。爆破采用2號(hào)巖石乳化炸藥，規(guī)格為φ32 mm×300 g，密度為1.24 g/cm3。周邊孔分2段進(jìn)行間隔裝藥，2段藥卷間隔40 cm，其他孔連續(xù)裝藥。對(duì)于每孔裝藥量周邊孔為0.9 kg(Ⅲ級(jí)圍巖為0.75 kg)，輔助孔為1.2 kg，掏槽孔為2.4 kg，底板孔為2.4 kg。

初步設(shè)計(jì)的Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖炮孔布置如圖1所示。 按照初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)爆破，根據(jù)爆破效果分析初步設(shè)計(jì)參數(shù)選取的合理性。爆破后，平均線性超挖為18.5～22.1 cm，不滿足爆破控制的要求。

4 爆破參數(shù)的優(yōu)化

針對(duì)影響爆破的主要參數(shù)，細(xì)化爆破試驗(yàn)工作。在初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)方案實(shí)施后的凈空斷面進(jìn)行測(cè)量及現(xiàn)場(chǎng)效果檢查,并通過(guò)分析原因，對(duì)爆破參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整。經(jīng)過(guò)對(duì)比分析和優(yōu)選，獲得了較為合理的爆破參數(shù)。

4.1 主要爆破參數(shù)的調(diào)整

4.1.1 周邊孔間距

光面爆破是指通過(guò)爆破使相鄰炮孔之間用裂隙連通起來(lái)，以形成平整的斷裂面。炮孔間距在炮孔裂隙的連通上起著非常重要的作用。周邊孔間距減小后，可以減小相鄰炮孔之間的裂隙連通距離，能夠使連通面更加平順，有利于增強(qiáng)光面爆破的效果，但周邊孔間距越小成本越高，因此在實(shí)施過(guò)程中需要進(jìn)行多次調(diào)整，以選擇經(jīng)濟(jì)合理的周邊孔間距。

4.1.2 最小抵抗線

光爆層是指周邊炮孔與最外層主爆孔之間的一圈巖石層。光爆層厚度或周邊孔到鄰近輔助孔的距離是光面孔起爆時(shí)的最小抵抗線，一般大于或等于光面孔間距。如果最小抵抗線過(guò)大，則不能很好地將光爆層破碎下來(lái)，甚至?xí)a(chǎn)生大塊或留底根；如果最小抵抗線過(guò)小，在反射波的作用下，可能會(huì)導(dǎo)致圍巖破壞，影響光面爆破的效果和圍巖的穩(wěn)定性。因此，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)圍巖情況和爆破效果，對(duì)光爆層厚度進(jìn)行了調(diào)整。

(a) Ⅱ級(jí)圍巖

(b) Ⅲ級(jí)圍巖

炮孔編號(hào)1、3、5、7、9、11和13代表起爆延期時(shí)間段號(hào)。

圖1初步設(shè)計(jì)的炮孔布置圖(單位： cm)

Fig. 1 Preliminary design of layout of blasting hole(unit: cm)

4.1.3 掏槽孔的深度、角度及裝藥量

掏槽孔是指在開(kāi)挖面中間部位布置的先于其他炮孔起爆的鉆孔，為輔助孔和其他孔提供爆破臨空面，為整體爆破創(chuàng)造條件。掏槽孔的深度、角度和裝藥量對(duì)整體爆破起著關(guān)鍵性作用，在實(shí)施過(guò)程中通過(guò)多次調(diào)整來(lái)獲得合理的取值。

4.1.4 裝藥量集中度

裝藥集中度是指單位長(zhǎng)度炮孔中的裝藥量。為了保證新壁面的完整穩(wěn)固，在保證圍巖沿炮孔連心線破裂的前提下，應(yīng)盡可能地少裝炸藥。一般情況下，在中硬巖中裝藥量集中度為20～300 g/m，硬巖中為300～350 g/m。針對(duì)不同圍巖，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施過(guò)程中通過(guò)對(duì)周邊孔裝藥量進(jìn)行多次調(diào)整，最終選取了合理的裝藥量。

4.1.5 裝藥結(jié)構(gòu)

裝藥結(jié)構(gòu)對(duì)光面爆破的效果有著很大的影響，裝藥集中將會(huì)造成局部裝藥段的爆破力過(guò)猛，引起局部巖體超挖破壞，同時(shí)空隔段的爆破力弱化易造成欠挖，因此應(yīng)采用多間隔裝藥保證孔內(nèi)產(chǎn)生均勻的爆破力，各間隔炸藥用導(dǎo)爆索連接進(jìn)行引爆。另外，為了減少爆破力的損失采用炮泥進(jìn)行封孔。

4.1.6 周邊孔外插角的控制

外插角的控制也是影響光面爆破效果的關(guān)鍵因素，外插角過(guò)大會(huì)造成孔底超出輪廓線過(guò)多，造成超挖。根據(jù)項(xiàng)目部現(xiàn)有的設(shè)備以及蒙華公司對(duì)初期支護(hù)和二次襯砌厚度施工誤差的要求，周邊孔孔口均需控制在設(shè)計(jì)輪廓線內(nèi)5 cm的連線上，孔底均需控制在設(shè)計(jì)輪廓線外5 cm的連線上，外插角斜率按照3.3%向外進(jìn)行設(shè)置，才可達(dá)到較好的超欠挖控制效果。

4.2 爆破參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析

為了提高爆破控制水平，進(jìn)行了爆破參數(shù)的優(yōu)化試驗(yàn)。Ⅱ級(jí)圍巖試驗(yàn)段選擇黃崗隧道(花崗巖)，Ⅲ級(jí)圍巖試驗(yàn)段選擇具有代表性的桐木隧道斜井段(千枚巖)，以此2處作業(yè)段為試點(diǎn)，通過(guò)對(duì)參數(shù)優(yōu)化前后方案的實(shí)施效果進(jìn)行對(duì)比分析，選取了合理的爆破參數(shù)。

4.2.1 黃崗隧道試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及對(duì)比分析

在黃崗隧道進(jìn)行光面爆破參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)采集相關(guān)數(shù)據(jù)，每個(gè)爆破參數(shù)的數(shù)值取連續(xù)5次爆破數(shù)據(jù)的平均值，如表2所示。

逐步調(diào)整周邊孔間距為45、40、35、30 cm，相應(yīng)地調(diào)整光爆層厚度為55、45、40、40 cm，同時(shí)調(diào)整掏槽孔的深度、角度及裝藥量，周邊孔裝藥結(jié)構(gòu)調(diào)整為3段間隔。藥卷間距為60 cm，藥卷采用導(dǎo)爆索連接，炮孔封堵30 cm，同時(shí)嚴(yán)格控制周邊孔的外插角，外插角斜率按照3.3%向外進(jìn)行設(shè)置。

當(dāng)周邊孔間距調(diào)整到35 cm，輔助孔炮孔長(zhǎng)度調(diào)整到3.4 m、掏槽孔炮孔長(zhǎng)度調(diào)整到3.8 m(斜插內(nèi)角為75°)時(shí)，平均線性超挖為8.95 cm，滿足小于10 cm 的要求，光面爆破效果有了很大的提升。當(dāng)周邊孔間距調(diào)整到30 cm時(shí)，光面爆破效果提升并不明顯，且增加了更多的成本，因此確定周邊孔間距為35 cm時(shí)的方案為最優(yōu)方案。

4.2.2 桐木隧道試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及對(duì)比分析

與黃崗隧道相同，在桐木隧道進(jìn)行光面爆破參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)，每個(gè)爆破參數(shù)的數(shù)值取連續(xù)5次爆破數(shù)據(jù)的平均值，如表3所示。

表2 黃崗隧道試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表3 桐木隧道試驗(yàn)數(shù)據(jù)

逐步調(diào)整周邊孔間距為45、40、35、30 cm，相應(yīng)地調(diào)整光爆層厚度為55、50、45、40 cm，同時(shí)調(diào)整掏槽孔的深度、角度及裝藥量，周邊孔裝藥結(jié)構(gòu)調(diào)整為3段間隔，藥卷間距為60 cm，藥卷采用導(dǎo)爆索連接，炮孔封堵長(zhǎng)度為30 cm，同時(shí)嚴(yán)格控制周邊孔的外插角，外插角斜率按照3.3%向外進(jìn)行設(shè)置。

當(dāng)周邊孔間距調(diào)整為35 cm、輔助孔炮孔長(zhǎng)度調(diào)整為3.4 m、掏槽孔炮孔長(zhǎng)度調(diào)整為3.8 m(斜插內(nèi)角為75°)時(shí)，平均線性超挖為9.87 cm，滿足小于10 cm的要求，光面爆破效果有了很大的提升。當(dāng)周邊孔間距調(diào)整到30 cm時(shí)，光面爆破效果提升不明顯，且增加了更多的成本，因此確定周邊孔間距為35 cm時(shí)的方案為最優(yōu)方案。

4.3 單線隧道Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖優(yōu)化后的爆破參數(shù)

Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖爆破參數(shù)優(yōu)化后，掏槽孔、輔助孔、周邊孔和底板孔的炮孔長(zhǎng)度分別取3.8、3.4、3.2、3.2 m，周邊孔間距為35 cm，外插角斜率按照3.3%向外進(jìn)行設(shè)置，最小抵抗線為40 cm。周邊孔分3段進(jìn)行間隔裝藥，藥卷間距為60 cm，藥卷采用導(dǎo)爆索連接，炮孔封堵長(zhǎng)度為30 cm, 每孔裝藥量為0.75 kg(Ⅲ級(jí)圍巖為0.6 kg),循環(huán)進(jìn)尺按照3 m控制。

單線隧道Ⅱ級(jí)圍巖優(yōu)化后的炮孔布置及V型掏槽平面圖如圖2所示，炮孔布置參數(shù)見(jiàn)表4。

(a) 炮孔布置

(b) V型掏槽平面圖

炮孔編號(hào)1、3、5、7和11代表起爆延期時(shí)間段號(hào)。

圖2單線隧道Ⅱ級(jí)圍巖優(yōu)化后的炮孔布置及V型掏槽平面圖(單位： cm)

Fig. 2 Blasting hole layout and V-shaped cut plan after optimization for single-track tunnel in Grade Ⅱsurrounding rock(unit: cm)

表4優(yōu)化后的炮孔布置參數(shù)

Table 4 Parameters of blasting hole arrangement after optimization

項(xiàng)目炮孔間距/cm炮孔數(shù)量Ⅱ級(jí)圍巖Ⅲ級(jí)圍巖炮孔長(zhǎng)度/m周邊孔3558583.2輔助孔50～7575873.4掏槽孔8012123.8底板孔4510133.2

單線隧道Ⅲ級(jí)圍巖優(yōu)化后的炮孔布置如圖3所示，Ⅴ型掏槽平面圖與Ⅱ級(jí)圍巖相同，如圖2(b)所示。炮孔布置參數(shù)見(jiàn)表4。

炮孔編號(hào)1、3、5、7、9、11和13代表起爆延期時(shí)間段號(hào)。

圖3單線隧道Ⅲ級(jí)圍巖優(yōu)化后的炮孔布置(單位： cm)

Fig. 3 Blasting hole layout after optimization for single-track tunnel in Grade Ⅲ surrounding rock(unit: cm)

4.4 爆破參數(shù)優(yōu)化后的爆破效果

通過(guò)多次隧道光面爆破現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)爆破參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，優(yōu)化后的光面爆破眼痕率達(dá)90%以上，超欠挖控制在10 cm以內(nèi)，對(duì)隧道周邊圍巖的擾動(dòng)和破壞較小，隧道斷面輪廓完整，達(dá)到了光面爆破控制技術(shù)的要求。桐木隧道爆破參數(shù)優(yōu)化后的爆破效果如圖4所示。

圖4 桐木隧道爆破參數(shù)優(yōu)化后的爆破效果

Fig. 4 Blasting effect after optimization of blasting parameters in Tongmu Tunnel

5 隧道光面爆破管理

5.1 爆破控制存在的問(wèn)題

經(jīng)過(guò)爆破參數(shù)的初步設(shè)計(jì)、優(yōu)化及應(yīng)用，爆破后現(xiàn)場(chǎng)的超挖情況總體受控，光面爆破效果有了很大提升。但經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)的檢查和跟蹤，了解到因一些人為因素的影響，優(yōu)化后的爆破參數(shù)不能徹底落實(shí)，依然影響著爆破質(zhì)量。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)存在的主要問(wèn)題為： 周邊孔間距被隨意放大，不按方案要求控制炮眼深度及裝藥量，不按間隔要求進(jìn)行周邊孔裝藥，周邊孔斜率控制不當(dāng)，炮眼封孔未按要求實(shí)施。這些問(wèn)題直接導(dǎo)致了部分地段超欠挖嚴(yán)重，光面爆破效果差。

5.2 爆破控制管理措施

1)深化技術(shù)交底。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況編制具有適用性、可操作性的技術(shù)交底，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況變化不斷完善和改進(jìn)，及時(shí)將技術(shù)交底的內(nèi)容和要領(lǐng)灌輸?shù)矫恳粋€(gè)作業(yè)層。同時(shí)，將完善后的技術(shù)交底統(tǒng)一匯編，作為內(nèi)部指導(dǎo)性文件。

2)加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，制定培訓(xùn)計(jì)劃，分階段對(duì)參與隧道爆破開(kāi)挖的管理人員及施工人員進(jìn)行培訓(xùn)，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)存在的問(wèn)題，由淺入深，逐步提升。同時(shí)，總結(jié)可行的培訓(xùn)方式，提煉培訓(xùn)的內(nèi)容要點(diǎn)，并形成書(shū)面材料，納入內(nèi)部管理檔案中。

3)強(qiáng)化合同管理，執(zhí)行合同條款。根據(jù)合同要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行工序驗(yàn)收，完善合同補(bǔ)充協(xié)議，制定針對(duì)爆破質(zhì)量的每道工序的驗(yàn)收以及獎(jiǎng)罰制度。

4)推行班組長(zhǎng)責(zé)任制，充分發(fā)揮班組長(zhǎng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各工序的直接管控作用。

5)完善爆破控制管理辦法制度。為了有效地促進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)各工序的管控，確保爆破質(zhì)量，要求現(xiàn)場(chǎng)值班技

術(shù)人員對(duì)爆破布孔—鉆孔—清孔—驗(yàn)孔—裝藥—爆破的每道工序、爆破后的殘眼率及爆破凈空斷面測(cè)量結(jié)果建立登記臺(tái)賬，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工工序驗(yàn)收記錄和備案，作為獎(jiǎng)勵(lì)兌現(xiàn)的依據(jù)。

通過(guò)合同管理手段，提高了協(xié)作隊(duì)伍的合同責(zé)任意識(shí)和作業(yè)自律性。通過(guò)進(jìn)一步細(xì)化、落實(shí)技術(shù)交底和持續(xù)的培訓(xùn)工作，使現(xiàn)場(chǎng)爆破控制管理水平明顯提高，現(xiàn)場(chǎng)施工逐步規(guī)范化，爆破效果有了很大提升，主要體現(xiàn)在： 周邊孔斜率控制精度有了較大提高，炮孔間距基本按要求進(jìn)行，超欠挖現(xiàn)象明顯減少。通過(guò)推行班組長(zhǎng)責(zé)任制、簽訂質(zhì)量責(zé)任書(shū)、建立和完善作業(yè)層管理制度以及建立責(zé)任追究制，充分發(fā)揮了班組長(zhǎng)的帶頭作用，從源頭上進(jìn)行了質(zhì)量控制。另外，工作質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)獎(jiǎng)罰掛鉤，使現(xiàn)場(chǎng)的每一道工序都處于受控狀態(tài),通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)工序質(zhì)量驗(yàn)收簽認(rèn)制，使炮孔間距、炮孔斜率、裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)等均能按照技術(shù)交底的要求實(shí)施。

6 爆破參數(shù)優(yōu)化后的經(jīng)濟(jì)效益

通過(guò)對(duì)隧道爆破方案進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)行技術(shù)交底培訓(xùn)，完善班組長(zhǎng)責(zé)任制和工序驗(yàn)收，達(dá)到了超欠挖控制的目標(biāo)，光面爆破效果良好，同時(shí)取得了很好的經(jīng)濟(jì)成效。爆破過(guò)程中超挖控制各項(xiàng)目減少量見(jiàn)表5。

表5 超挖控制各項(xiàng)目減少量

注： 未施工的數(shù)據(jù)為根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)。

由表5可知，已施工段和未施工段的超挖耗費(fèi)共節(jié)約約1 456.9萬(wàn)元。支付給工人的鉆爆獎(jiǎng)勵(lì)為8 217.6 m×0.026 67 萬(wàn)元/m≈219.2 萬(wàn)元，增加的火工品總費(fèi)用為8 217.6 m×0.019 3萬(wàn)元/m≈158.6 萬(wàn)元，則項(xiàng)目成本共節(jié)約1 456.9-219.2-158.6=1 079.1 萬(wàn)元。

7 結(jié)論與討論

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)只能取得常規(guī)的控制參數(shù)，要取得更為合理適用的參數(shù)，還需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)圍巖情況及爆破效果不斷地對(duì)主要參數(shù)進(jìn)行整，通過(guò)效果分析最終選取適用于實(shí)際工程的優(yōu)化參數(shù)。同時(shí)，需要通過(guò)有效的技術(shù)措施和管理辦法保證方案的最終落實(shí)，取得理想的爆破效果。

1)在爆破控制中，周邊孔間距、裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)的選擇對(duì)爆破效果起著非常重要的作用。通過(guò)在Ⅱ級(jí)圍巖(花崗巖)和Ⅲ級(jí)圍巖(千枚巖)單線隧道工程進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，采用了周邊孔間距為35 cm、裝藥量為每孔0.75 kg(Ⅲ級(jí)圍巖為0.6 kg)以及3段等間距均勻裝藥的爆破參數(shù)，每循環(huán)進(jìn)尺按照3 m進(jìn)行控制，取得了較好的爆破效果。

2)周邊孔外插角的控制對(duì)隧道的爆破效果發(fā)揮著很重要的作用。當(dāng)周邊孔孔口全部在設(shè)計(jì)輪廓線內(nèi)5 cm的連線上、孔底全部在設(shè)計(jì)輪廓線外5 cm的連線上及周邊孔外插角斜率為向外3.3%設(shè)置時(shí)，并在鉆孔中嚴(yán)格控制周邊孔位置及外插角斜率的精度，確保周邊孔在同一輪廓線上，則周邊孔爆破可以形成圓滑的切割面輪廓。

3)在參數(shù)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，全面組織技術(shù)交底和培訓(xùn)，加強(qiáng)合同管理，推行班組長(zhǎng)責(zé)任制，完善爆破控制工序驗(yàn)收管理辦法，對(duì)爆破效果起著重要的作用。

本文僅對(duì)2類圍巖的隧道爆破進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，目前還存在著其他特殊地段圍巖爆破不理想的問(wèn)題，例如： 其他地段的千枚巖，整體性差，分層節(jié)理嚴(yán)重，巖層產(chǎn)狀與隧道開(kāi)挖橫斷面呈斜向交角，爆破超欠挖及光面效果控制難度大。因此，還需進(jìn)一步對(duì)其他特殊地段的圍巖進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)分析研究，以對(duì)周邊孔間距、位置及裝藥結(jié)構(gòu)等爆破參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而取得較好的爆破效果。

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ConstructionTechnologyofSmoothBlastingUsedinRailwayTunnelandItsManagementPractice

GONG Zhongjiang, CHAI Jingyao, YANG Changgeng

(ChinaRailwayBeijingEngineeringGroupCo.,Ltd.,Beijing102308,China)

In order to reduce overbreak or underbreak of railway tunnel excavation face, improve the safety and quality of tunnel construction and control the construction cost effectively, the spacing of the surrounding holes, the thickness of smooth blasting layer, the length of blasting hole, the charge quantity and sectioning charge structure are optimized. After optimization, the spacing of surrounding hole of 35 cm, the thickness of the smooth blasting layer of 40 cm, the length of blasting hole of 3.2-3.8 m, the charge for single surrounding hole of 0.6-0.75 kg and three section charge are selected, which can meet smooth blasting control requrements of railway tunnel. Meanwhile, the blasting control quality and overbreak and underbreak control are improved and the construction cost is reduced by relevant management methods.

single-track railway tunnel; blasting parameters; optimization design; comprehensive management; smooth blasting

2017-07-20;

2017-11-16

鞏中江(1965—)，男，陜西渭南人，1987年畢業(yè)于西安鐵路工程職工大學(xué)，鐵道工程專業(yè)，?？?，工程師，主要從事鐵路隧道施工技術(shù)方面的工作。E-mail: 3298099218@qq.com。

10.3973/j.issn.2096-4498.2017.12.013

U 455.6

B

2096-4498(2017)12-1593-07