淺談硬質花崗巖山嶺隧道礦山法施工關鍵技術要點

許展飛

摘 要：硬質花崗巖山區(qū)礦山法隧道建設過程中，經常會存在因巖性不同造成的一次爆破進尺過多或不足的情況，也可能因支護不足產生的巖體冒落的情況，嚴重影響了施工進度。本文依托前期詳細的地質勘察資料，隨施工過程多次調整施工方案，針對不同的圍巖修正了爆破參數(shù)和相應的支護參數(shù)，為相類似工程提供相應借鑒。

關鍵詞：公路隧道;礦山法;支護參數(shù);技術要點

根據(jù)前期勘察資料，擬建隧道位置區(qū)域出露地層為第四系殘坡積（Q3el+dl）成因的粉質黏土、碎石土，下伏燕山晚期（ηγ）二長巖與花崗斑巖、白堊紀次火山巖安山玢巖。隧道左幅長707m，右幅長約670m。區(qū)內地表水系不發(fā)育，主要為汛期降雨轉化地面徑流，流量小，歷時短，地表水對隧道的施工影響較小。

隧道施工依據(jù)“左、右線同時施工、各工序平行作業(yè)、自進口方向單向掘進”的組織原則，配備多功能作業(yè)的鉆孔臺，風動鑿巖鉆機鉆孔爆破，挖掘機、裝載機、自卸汽車聯(lián)合出碴、液壓襯砌模板臺車、泵送砼澆筑二次襯砌為主的大型機械合理配套施工隧道體系，形成開挖、運輸、支護、仰拱回填及襯砌間機械化流水作業(yè)線。

一、洞身開挖施工工藝

總體原則：在進行隧道施工過程中應貫徹“管超前、嚴注漿、短進尺、弱爆破、強支護、緊封閉、勤量測”的原則。

針對各級圍巖擬定相應的開挖及施工方式：隧道洞身施工應盡量采用光面爆破、預裂爆破等控制爆破工藝，以最大限度的保護周邊巖體的穩(wěn)定性，同時減少超挖量，提高初期支護的承載能力;主要工序采用機械化作業(yè);二次襯砌澆注采用10m左右長度鋼模臺車，混凝土洞外集中拌和，泵送入模。

二、不同級別圍巖開挖及支護方法

隧道主洞Ⅴ級圍巖段采用上下臺階留核心土法環(huán)形開挖，各開挖面間距離控制在5～10m，二次襯砌原則上緊跟掌子面，二次襯砌與核心土開挖面之間的距離控制在35～40m，如圖3-1（a）所示。

隧道主洞Ⅳ級圍巖區(qū)段采用上下臺階法開挖，臺階之間的距離控制在10～15m，下臺階開挖面與襯砌之間的距離控制在50～60m，如圖3-1（b）所示。

隧道主洞Ⅲ級圍巖區(qū)段，采用全斷面法開挖，二次襯砌與全斷面開挖面之間的距離不宜大于100m。洞身開挖根據(jù)圍巖變形情況設置預留變形量。如圖3-2所示。

三、鉆爆參數(shù)設計

隧道開挖以爆破開挖為主，機械開挖為輔。Ⅴ級圍巖每循環(huán)進尺不超過1榀鋼架間距，Ⅳ圍巖上臺階每循環(huán)進尺不超過2榀鋼架間距，Ⅲ級圍巖上臺階開挖進尺不超過250cm;邊墻每循環(huán)進尺不得大于2榀鋼架間距。

隧道采用光面爆破，非電毫秒雷管起爆。根據(jù)圍巖特點合理選擇周邊眼間距及周邊眼的最小抵抗線，爆破參數(shù)參照下表。輔助炮眼交錯均勻布置，周邊炮眼與輔助炮眼眼底在同一垂直面上，掏槽炮眼加深20cm，采用楔形掏槽。嚴格控制周邊眼的裝藥量，采用間隔裝藥，使藥量沿炮眼全長均勻分布，導爆索起爆周邊眼。

炸藥選用2號巖石硝銨炸藥和乳化炸藥，使用藥卷型式，藥卷直徑選用φ22mm、φ25mm兩種。采用塑料導爆管與非電毫秒雷管起爆系統(tǒng)，導爆管用專用激發(fā)器發(fā)爆;采用孔內微差爆破，導爆管連接和分枝集束捆扎雷管繼爆。

周邊眼采用小直徑藥卷間隔裝藥，用導爆索將各被動藥卷與主動藥卷相連接，以使被動藥卷均能連續(xù)爆炸，減少雷管數(shù)量和簡化裝藥結構，實現(xiàn)減少裝藥量。在裝藥計算時，將導爆索的爆力計入炸藥用量中。

四、不同圍巖段爆破施工要點

施工前首先根據(jù)現(xiàn)場地質情況進行爆破試驗，并且在施工中要不斷修正光爆設計參數(shù)，以達到最佳爆破效果。

兩臺階法爆破開挖時，為降低爆破對周圍巖體及對周圍環(huán)境的影響，應采用控制爆破技術。隧道上半斷面開挖中主要考慮爆破振動對周圍環(huán)境的影響;在隧道下半斷面的開挖中主要考慮確保中巖柱的穩(wěn)定和完整，以及控制對先行洞初期支護的影響。

控制爆破開挖技術要點如下：

（一）采用預裂爆破技術降低爆破振動對圍巖的影響;

（二）采用微振動爆破進行施工，通過改變掏槽方式，控制掏槽眼一次起爆藥量來降低振動強度;

（三）采用光爆技術提高爆破開挖質量，使上半斷面的周邊輪廓基本規(guī)整，減少爆破對上半斷面的靠近、中巖柱底腳部位圍巖的擾動;

（四）采用微差爆破技術，考慮到爆破震動波形疊加作用的影響;

（五）后行洞對先行洞各部位爆破震動速度根據(jù)試爆及檢測數(shù)據(jù)確定;

（六）施工中應加強爆破振動監(jiān)測，及時將監(jiān)測結果反饋到施工中，對爆破參數(shù)及時進行調整。

五、結語

本文淺述了花崗巖巖性變異地區(qū)的礦山法隧道施工過程中針對不同的圍巖對爆破參數(shù)和相應的支護參數(shù)進行了修正，為相類似工程提供相應借鑒。

參考文獻：

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[2] 《公路工程施工安全技術規(guī)程》（JTJ F9-2015）;

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[4] 《公路交通安全設施施工技術規(guī)范》（JTG F71-2006）;

[5] 《錨桿噴射混凝土支護技術規(guī)范》（GB 50086-2001）