浅谈隧道开挖光面爆破施工

浅谈隧道开挖光面爆破施工

摘要：最显著的优点是能有效地控制周边眼炸药的爆破作用，从而减少对围岩的扰动，保持围岩的稳定，确保施工安全，同时，又能减少超、欠挖，提高工程质量和进度。本文以麻武高速隧道施工为实例，浅谈公路隧道光面爆破施工工艺，以期为同类工程提供借鉴与指导。

关键词：隧道开挖光面爆破

Abstract: the most significant advantage is can effectively control the surrounding eye explosives blasting effect, so as to reduce the disturbance of surrounding rock, and keep the stability of surrounding rock, ensure the safety of construction at the same time, can decrease again super, owe to dig, improving engineering quality and schedule. This paper MaWu high-speed tunnel construction, for example, showing highway tunnel construction technology of smooth blasting, so as to provide a reference for the similar projects and guidance.

Keywords: tunnel excavation smooth blasting

一、工程概况

侧路潭隧道是一座上、下行分离的四车道连拱高速公路隧道，位于湖北省麻城市龟峰山胡家岩。隧道穿越的山体最到海拔高程约为180.5m，隧道最大埋深约为54.0m。隧道总长262m，隧道单洞净宽10.75m，净高5m。本隧道平面线型为曲线，曲线半径为R=1119.762m，路面超高4%。隧道区在大地构造位置上位于秦岭-大别山带边沿，地质构造较为复杂，经历了多阶段的发展演变。隧道进口东侧约100米处即为本区较为主要的一条断裂：龟峰山断裂通过段。该断裂在本段大致顺进山河发育。

二、光面爆破施工工艺

1、光面爆破原理

光面爆破的破岩机理是一个十分复杂的问题，一般认为，炸药起爆时，对岩体产生两种效应；二是爆炸气体膨胀做功所起的作用。光面爆破是周边眼同时起爆，各炮眼的冲击波向其四周作径向传播，相邻炮眼的冲击相遇，则产生应力波的叠加，并产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线的中点，当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中心连线上形成裂缝，随后，爆炸气的膨胀合裂缝进一步扩展，形成平整的爆裂面。

2、爆破参数的选定

在进行钻爆参数设计前，先用工程模拟法初选爆破参数，再在洞外路堑边坡上做单段爆破漏斗试验及三眼爆破成缝试验，通过现场的试验确定有关爆破参数。

3、炮眼布置

隧道爆破采用光面爆破法施工，掏槽方式采用楔形掏槽。周边孔间距根据不同位置按40cm、45 cm、50 cm、60 cm设置、采用竹片间隔不偶合装药。

4、爆破作业

钻爆作业必须按照批准的钻爆设计进行钻爆，接线和引爆。

（1）测量放样。放样轮廓的计算公式为：设计净空+二次衬砌厚度+初期支护厚度+预留沉落量+施工误差。预留沉落量先暂按设计预留，施工误差按5cm预留。

（2）钻爆作业施工工序。a、测量放样：仪器放置中线水平，用坐标法实绘轮廓线，点划出周边眼和掏槽眼炮位。b、钻孔：连接风钻、水管路，风钻手孔位分工或液压钻孔台车就位，连接水电，然后对周边眼、掏槽眼按点位，方向角度深度准确施钻，辅助眼，二圈眼，底板眼按间距、排距和深度施钻，钻孔完毕吹洗炮孔。c、装药：按设计用量领取爆破器材，制做起爆药包，制作周边眼装药结构器材，加工炮泥等，专人运至放炮位置。用炮棍检查炮孔深度，通畅，干净情况，按装药结构装药，封堵炮泥。d、连接起爆网：运用就近孔眼外露导爆管集束（一般不超过12根）逐级编制总集束网络，在最后一级捆入连接导火索的火雷管。e、起爆：作业人员按设备安全撤离时间截取导火索长度（一般1.5m~2.0m）用火雷管导火索作起爆引爆装置。点燃导火索，人员、设备照明等撤至安全地带。爆破完成后，检查爆破效果并通风排烟。

（3）钻孔。按钻爆设计中各种炮眼的孔径、深度、角度、方向、间距钻孔，其掏槽眼和周边眼的孔位允许误差为小于5cm，并力求使除掏槽眼以外的所有钻孔的眼底在同一垂面上。

（4）钻眼完成后，必须将孔内石屑、残液吹洗干净，按设计检查，并做好记录。

（5）按设计装药量，起爆顺序和装药结构装药，每装完一个孔，应及时用炮泥封堵炮口，长度20cm。

（6）孔内有出水的孔眼，药卷外应采用防水胶套防水，若普遍水大，应更换使用防水炸药。

（7）装药结束，及时连接起爆网络，接头应避开淋水区，更不能掉在水中，联结完毕后，还应检查一遍有无漏接和不良接头。

（8）网络终端用一个火雷管起爆，导火索应事先进行燃速试验，其截取的长度，应使爆破人员和设备有足够的时间撤离至安全地带。

（9）爆破效果检查。a、爆破面目测，检查有无瞎炮或孔内残余爆炸物，如有应及时按照规程进行处理，检查有无危石或险情，如一切正常，专人清找顶部危石后（找顶），下一工序人员方可进入作业，检查掌子面是否平整，周边眼外插角度是否合适等等。b、爆破效率检查：丈量实际进尺，与设计循环进尺对比，求算出爆破效率，如果低于设计值，应研究分析原因，不断修正设计参数，使之达到预期目标。c、眼迹保存率检查计算，眼迹保存率是光面爆破效果的重要指标，每茬炮需检查记录围岩上残留有半个炮眼眼迹的周边眼数量，其与周边眼总数的比值即为眼迹保存率。

规范要求眼迹保存率不低于以下百分比：IV级围岩≥50%，III级围岩≥70%。如果未达到上述要求，则未达到预定光爆效果，应分析原因，改善周边眼钻爆参数，使之达到上述要求。

（10）出碴运输。隧洞内出碴采用无轨运输的方式，用装载机装车，自卸汽车运输至指定的弃碴场。每个掘进面配备1台挖掘机，1台3.0m3装载机（侧翻），4～5台15T的自卸车出碴。上半断面采用人工配合挖掘机扒碴，翻至隧道底板上，侧翻装载机装车出碴。

三、结论

本项目隧道掘进采用光面爆破施工，保持了围岩完整性，从而增大了围岩自身的承载能力，这为采用锚喷支护创造了有利的条件；极大地减少了掘进超挖数量和出碴工作量，加快了掘进速度，节省了衬砌材料，提高了施工进度。

参考文献：

[1]JTG F60—2009公路隧道施工技术规范•北京：人民交通出版社，2009；

[2]JTJ071—98公路工程质量检验评定标准•北京：人民交通出版社，1999；

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。