大断面隧道硬岩爆技术

隧道硬岩爆破技术摘要：本文通过对大别山隧道硬岩爆破的成功做法，介绍了硬岩隧道钻爆法施工技术参数，以便为其它硬岩隧道提高施工进度和降低工程成本提供参考。关键词：隧道；光面爆破；掏槽眼；周边眼；底板眼；1工程概况大别山隧道地处大别山腹地湖北省麻城市境内，穿越大别山山脉孟匠岩主峰，进口位于木子店镇洗马河村丁家沟，出口位于三河口镇碧绿河程硼畈村。进口里程DK212+426，出口里程DK225+682，隧道全长13256m，是合武线上最长、控制工期的隧道。根据设计及实际开挖揭露的岩石情况，大别山隧道的主要岩石由花岗岩和片麻岩组成，颜色为浅灰或灰白色。按岩石的坚固性分级，大别山隧道全长90%为Ⅱ级围岩，爆破性程度为极难爆。通过试验花岗岩的主要物理力学指标值见《表1大别山隧道岩石力学指标》。表1大别山隧道岩石力学指标效级限抗压常强溪度愤/Mpa慧硬度义天然密播度恢(澡t/m³院)境韧度联（龄I叹P卡）桥软化系数鹊120-睁140颤7窄2.65棒93耽0.95大别山隧道Ⅱ级围岩开挖断面面积为117.6m²，为特大断面隧道，采用多功能作业台架，人工手持风钻钻眼，全断面光面爆破施工。2全断面光面爆破大别山隧道Ⅱ、Ⅲ级围岩均采用全断面光面爆破，全断面共布置了31把风钻，181个炮眼，平均每平方米1.51个炮眼，炮眼利用率为91%，炮眼残余率为98%。每循环开挖进尺为3.0米左右，爆破方量约353方，装药量为312kg，平均单耗药量0.88kg/m³。作业台架风钻置见《图1钻孔台架风钻布置图》，炮眼布置见《图2光面爆破炮眼布置图》周边眼采用竹片、传爆线、小直径药卷及导爆管雷管间隔装药，反向起爆，其余掏槽眼及辅助眼、底板眼均采用连续装药，反向起爆，孔口采用浸泡后的炸药包装箱堵塞，堵塞长度约20cm～30cm。装药结构见《图2炮眼装药结构》装药量见《表2全断面光爆装药量分配表》。全断面光爆经济技术指标见《表3全断面光爆经济技术指标表》。图1钻孔台架风钻布置图图1钻孔台架风钻布置图全断面光面爆破炮眼布置如下图所示：图2光面爆破炮眼布置图图2光面爆破炮眼布置图图3炮眼装药结构图图3炮眼装药结构图表2全断面光爆装药量分配表麦序号台炮眼分类睡炮眼个数心（个）法雷管段数足炮眼深度怎（嘉m)会装药结构毒炮眼药量块每孔药卷控数乳(元节）剑单孔装药采量好（支kg)秘合计药光量罢(牌kg)扑1敞掏槽眼愧16冠1点4.20芽连续仪15踩3.0汪48狭2欠掏槽眼体14菠3样3.70框连续厉12吃2.4术33.6乏3雪辅助眼疏8疼3玉3.30钟连续付5基1垒8待4星掏槽眼钩13屡5冲3.50贯连续逐12欠2.4身31.2止5献辅助眼赴29佛7乔3.40抚连续则10怨2茎58姐6剃内圈眼垮38倚9驳3.30典连续淘9勇1.8挺68.4超7姑周边眼猎50齿11南3.30朝间隔谁4根0.48哗24遇8读底板眼愚17脾13饥3.30洲集中担12气2.4汪40.8脆合计森185语312表3全断面光爆经济技术指标表高项目名称钞数量屋项目名称先数量式开挖断面伏积宴/血117.简6俱炸药用鸟量过/kg覆312排平均循环活进健尺鲁/m沾3.0嫂比钻眼数果（够个栽/m柴²宾）要1.57即每循环爆滩破石艰方唉/m³右352.龟8赛比钻眼量厌（煌m/m握³纠）次1.8退炮眼总健数掌/收个辅185饮比装药量曾（针kg/珠m被³规）慕0.88嗓钻孔总昌数棍/m毅636认单位体积萍耗雷管量虚（厌发障/m默³污）象0.60心雷管用酱量样/坝发澡210域炮眼痕迹萄保存乎率属/%具982.1掏槽眼刑大别山隧焦道采用大梁断面锥形蓬掏槽技术爪，它是楔胞形掏槽的咸改进。从敬左、右、袍上三个方混向掏槽，脱掏槽面祖积惩50m你²循，掏槽眼枝总快数排4粗3开个，掏槽挠体尸积盖150m造³聪左右，掏衔槽眼倾角税及掏槽眼段深度见全脱断面光面丢爆破炮眼蛙布置图。怠同时，为乖了减小大库块率，在润掏槽区中帮部布置清了湾8修个辅助孔科，急这毅8溜个孔与岩奉面垂直，姑深买度李3.英3吉米。采用迷该种掏槽搜方法优点嚼是掏槽面掀积大、夹船制力小、搁成功率高斯；掏槽眼钉分布稀疏看可减少炮梢孔数量。宪装药长度土一般为钻蹄孔长度淡的捞70%丑.乔采惜用为φ顾32m谱m献的乳化炸劝药，装药捧集中弦度渔0.7k址g/裂m警。耳2.果2科周边眼洋周边眼沿陶隧道轮廓峡布置，基称本上取等被距离布眼撑，在断面意拐角处必颗须布眼，槐且应考虑付一定的外验插角，外阿插角斜率冈控增制钟0.0斗3羡～禽0.0柳5饱，使前后透两排炮眼泪的衔接台语阶为最小筝，一般控密制选在类8-10舅c捐m牌。光面爆钉破参数见狡《疫表舰4跌借爆破参数收表》：嘉表宏4纱清爆破参数异表仁周边眼间秧距峡E/cm泽周边眼抵碗抗乏W/cm寿相对距忘离据E/W慕装药集中饺度穗q/kg丢·m裁-1哥炮眼深岁度访L/m锐炸药直报径嗽mm界60律50竟1.2酱0.15茄3.3届Φ边25帐2.落3肌辅助眼等辅助眼布灯置于周边坡眼和掏槽繁眼之间，艇沿隧道环勒向布置。谁第一排辅番助眼也即遮内圈眼距线周边鱼眼受50c祥m差，拱墙环丢向间距肃按但90c欣m三布眼，底简部间距轧为棵120c战m括。第二排煌辅助眼距透第一排辅当助陷眼确60c疯m踪，拱部环芒向昨130c送m贼面布眼，培两边墙环客向枣70c拔m匠布眼，底嘉部布眼间企距悠为阀120c握m革。全断面退共布巧置梅6距7锯个辅助眼酷，炮眼直洪径均帆为涛φ话42m鉴m鉴，钻孔深若度划为猾3.恭3鞭米，第一酒排辅助眼震垂直岩面血钻眼，第渣二排稍倾攻向隧道中翅线方向。编辅助眼均权采用直尖径识φ洒32m贝m领的乳化炸欢药连续装画药，装药青系数芳为谎0.55懂.炉2.陷4地底板眼图4起爆网络图谁在隧道施恶工中，底返板的超欠猛挖控制最浩为困难，约由于底板殿眼几乎接锣近于地面姻，钻孔的部操作相对象困难，稍魔微控制不依好，就会队出超挖或曾欠挖。同痒时装药量哨不足或过在大也会影侵响底部的粮超欠挖。房从开工之顿初，我们扰就对隧底横的施工非燕常重视，闷钻孔时在对地面上放碧置梯子或赏支撑杆（胡钢轨或工万字钢），熟使钻孔能核够按设计前纵坡方向章钻孔。隧他底的和周蓝边眼采用号同段雷管洒，同时起老爆，有共号同作用效慢果。底板匠眼间艺距乎110c竭m为，在边墙茂角部加密眉炮眼，底瘦板眼加强颗装药，装开药系数酸为岭0.72黎.图4起爆网络图醉2.葛5驼起爆顺序候掏槽江眼闻→恼辅助等眼劣→躺周边眼和喜底板走眼站→毕侧壁眼（轻光面爆破子）扬2.蚂6放起爆方法辰采用导爆哥管雷管起回爆法，起预爆系统如伯下：对明火点退火幼→避导火僚索脏→授火雷步管脏→嘉导爆管雷寸管截→滤药卷或药岩包陆采用复式疾联接网路芳，即局部顽簇联、全涂断面并联笼。每组组字合雷管采闲用双雷管鞭，万一组拍合雷管有至一个拒爆呜，另一个针还起桃作用，保偶证了传爆固的可靠性弓。联接网粪路示意图格见《中图贼4属字起爆网络逐图》所示匠。船3迈施工控制甘3.恰1秤隧道爆破问炸药的选柱择=1\*GB3院①语药卷直径焰应根据钻术孔大小合浇理选择，奔以消除其间管道效应术。=2\*GB3窃②赢隧道有水依的情况下幸，应选用判防水型的险炸药，以愁防遇水失浇效而拒爆涉。=3\*GB3残③室隧道内遇陡坚硬岩石败时，应选匪用猛度大研的炸药，渣以破碎岩鼻体和取得雪较高的炮旗眼利用率纳。=4\*GB3吹④铅隧道周边辟光面爆破劈，应采用饶小直径、递低爆速、街低猛度的炒炸药。以烤取得优质耳的光爆效纷果。玉3.座2旋炮眼深度延选择馋炮眼深度稻是指炮眼严底至开挖舞面的垂直态距离，炮育眼深度的胃确定应考深虑围岩级授别、钻眼汁机械及工杏具、循环粮进尺要求忌、炮眼利障用率、作拨业循环时适间最省、醋超挖小等秃技术经济浑指标，同扩时还应与惯装碴能力祸相适应。永大别山隧现道扇200佩6彩年顶1虹～腥3品月份采用皆长骗3.跳0滥米，直筛径燃φ涝22m明m自的钻杆，您实际钻眼嫩深度她为医2.浑8享米，平均害每循环进雾尺猛2.4赴7臣米帆。饮200脉6燃年脚3揉～扶1热1堂月份采用艳长阳3.著5签米，直画径揭Φ完22m箭m欺的钻杆，孔实际钻眼辣深度田为法3.等3饿米，平均麻每循环进哗尺稠2.9类2呈米归.快炮眼利用疯率分别全为联88循%励和此88.5愧%难，施工循鄙环时间以蔑及进尺情廊况见绸表篮5旺通循环时间排及进尺表考》所示：歼表冤5锋悦循环时间宁及进尺表泡序桐氧号僚工彻睛序艰李名桐旋称重炮眼深必度邪3.3m骨炮眼深话度挑2.8m焰循槐雕环丙芬时都闷间跳循辩跪环睬殃时肌私间团1甜测量放线辫50mi宿n爽50mi旧n景2赶钻眼、装中药、爆破兄4h52谋min仅4h魄3壳出碴策4h10某min岭3h30猛min巴4茫循环时间飞合计它9h52坦min挑8h20币min液5则平均日进惨尺咏7.0矛2蚕米胁6.5腹0院米挣每月进度亚情况见《坑图猪5判光大别山隧沿道开挖月僻进度》：图5大别山隧道开挖月进度图5大别山隧道开挖月进度11119219321522520920921720922522405010015020025012345678910112006年月进尺主3.3爹致钻孔质量讲的控制芽目前，在呆隧道开挖裁中，进行错钻眼前先贺由专门测还量人员根镜据设计，丸在掌子面行上布孔，飞必须标出绸掏槽眼的酸周边轮廓总，严格按甜炮眼的设索计位置、够深度、角耐度和孔径料，分工定貌点、定位屿进行。影四响钻孔质粘量的因素匹主要有三拦方面：一屡是测量误猛差，二是寿钻眼开口迫偏差，三求是钻孔外瞒插角大小损。针对这警三方面，贴我们进行卸了以上控戚制：湖3.3.冒1盖测量方面初过去针对描隧道开挖补面放线，迁都是采用婶人工拉钢圣尺或皮尺乐的方法。娱但是，由轰于爆破后急的开挖面棚往往不平险顺，采用艘过去的那名种放线方糊法，所布郑设的轮廓壳线很不准厦确。为了怒解决这个克问题，大顽别山隧道稻采鞠用饶Leci满aTCR协40客2亭全站仪，衡该全站仪存能够免棱糟镜测量，钉利用全站集仪发出的统激光直接杏射于岩面切上进行牢测量放线捐，保证了眼测量的精洪度。籍3.3.遣2冲钻眼开口绿误差和钻撒孔外插角昆大小建钻孔技术际对隧道超惑欠挖的影畏响主要是点周边炮孔佛的外插角党θ丑、开口位未置腥e叔和钻孔的榨深度赠L哨，它们与嫁衔接台阶敬高旱度猛(盟h惭)么有如下的偏关系：抢淋侍姓(1)华式中：衔吨接台阶高炒度值随外奇插角乘θ紫和钻孔深灶度坛L读的增加而陈增大。姐根据施工掘经验来看策，控制漫e炼值较容易沈，而控制僚外插角济θ抢则较为困红难。因此怜保证前后核两循环间受衔接台阶数，我们尽傍量控制钢e万值妨在羊4拢～梯5c边m熄左右。对狠外插角协θ欣的控制，桐主要是提尾高司钻人梢员的技术仪水平和定雪岗定位，评一般情况描下我们将弹θ医控制笋在炉2铸°裕左右，因迈此衔接台种阶高度趁h匪大多犹在斗10c继m抄以内。撇3.贷4啊装药与堵荣塞侄在将炸药事装入炮眼景前，应将榜炮眼内的跑残渣、积洲水排除干踢净，并仔壮细检查炮术眼的位置荣、深度、杯角度是否突满足设计诱要求，装愤药时应严耻格按照设趣计的炸药距量进行装财填。替炮眼堵塞碌与不堵塞睛对爆破效毛果的影响神很大，在拢隧道爆破睬中，堵塞落长度一般寇为最小抵夜抗线接的甜0.吴2培～串0.票5讽倍，最小缎不少补于例20c伐m睬，堵塞可俩采用分层错人工捣实令法进行。英3.惨5耐起爆塘起爆网络篇必须保证倍每个药卷梦按设计的训起爆顺序脆和起爆时亿间起爆。计采用导爆蛮管雷管法元起爆时，舞联结方法达必须正确分，族联每此束不超肝过研1痛5趋根导爆管叹，为谣了果“穗准间爆捐”诵应尽量采所用双雷管怕起爆，所债有联结雷脉管都必须叶使用即发四雷管或用腰火雷管加塑装导爆管邪，联结必蹦须牢靠。4总结=1\*GB3怀①座由于大断嚼面硬岩隧葵道爆破影太响因素很推多，如岩垒石的力学日指标、炸即药的性能杜指标、地侍质构造等澡，为取得节好的爆破纤效果，必华须通过现晒场试验调典整，以取喂得好的爆方破效果。=2\*GB3估②扇隧道爆破合效果的好象坏，最关仍键还是在局于管理，协如测量的拐控制、钻飘孔的方向搏及角度、角装药质量棉、堵塞质钻量等都直荡接影响的帐爆破效果刊，因此在膝隧道施工颈中加强管仔理，确保瑞硬岩爆破书效果。=3\*GB3戴③爸爆破效果姑的检测：甜隧道开挖妻质量的好欣坏是成本冬控制的最阵佳途径，研超欠挖及惕变形量测静的检测是染确定预留饱变形量的仆依据，合稿适的预留上变形量可滥以减少超苗挖回填混尺凝土数量尼，炮眼残隙余率及循燃环时间的使统计分析含是确定循赢环进尺，途加快施工福进度，提通高设备利伐用率的有妇效方法。=4\*GB3份④熔爆