隧道工程软弱围岩爆破设计思考

隧道工程软弱围岩爆破设计思考光面爆破是隧道工程爆破施工中比较常用的一种方法，它是基于新奥法的基本原理而形成的，使用光面爆破的方法可以在最大程度上减少对隧道工程软弱围岩的扰动，同时减少了超挖和欠挖现象的发生，避免了不必要的隧道病害的发生［1］。为了保证隧道工程爆破的质量和效果，我们应当对隧道工程围岩的力学性质进行充分的调查和研究，然后在此基础上结合科学的爆破理论，采用光面爆破的技术对隧道工程的爆破设计和施工进行具体的设计，同时还要注意对隧道工程爆破施工的技术和经验进行总结，以促进隧道工程爆破设计的研究不断进步。为此，我们通过对笔架山隧道的IV级爆破设计及施工情况进行了研究。隧道工程概况笔架山隧道工程是张唐铁路的长大隧道之一， 它位于河北省承德市兴隆县境内的燕山山脉中段， 属于侵蚀性低～中山区，地形切割中等～较深，沟谷狭窄，海拔一般为 500～900m区内植被发育，以灌木为主，隧道所经山脉海拔高程在 470m～779m．隧道全长5534m，最大埋深300m，隧道范围穿越地层较为复杂，洞身范围穿越侏罗系侵入二长斑岩脉及正长岩脉 ;侏罗系中统髫山组安山岩、九龙山组凝灰岩、砂岩。受燕山造山运动影响，该隧道所传越地段出现多处褶皱和断层破碎带， 地下水较为发育，主要有孔隙水和裂隙水两种形态。隧道总长度为5534m，其中Ⅴ级围岩89m、总长度比例1．6%;Ⅳ级围岩422m，总长度比例7．6%;Ⅲ级围岩2249m，总长度比例40．6%;Ⅱ级围岩2774m，总长度比例50．2%。隧道为单洞双线设计，标准线间距为4m，综合考虑建筑限界，维修等要求，内轨顶面以上净空横断面积为 63．6m2;隧道进口位于半径为3000m的右偏曲线上，曲线长度 612．67m;隧道从进口至出口位于5．5‰的下坡上。该隧道从2011年开始施工，采用双口掘进施工，至2013年11月底贯通，扣除冬休时间，共用时21个月，平均月进尺110m，其中IV级围岩月最大进尺110m。爆破完毕后轮廓圆顺，超欠挖量很小，不仅为后续工序施工提供了便利条件，而且节约了大量成本。隧道工程的爆破设计2．1选择合适的爆破器材以及炸药爆破器材以及炸药的用量与炸药本身的威力、围岩的性质、以及炮眼的直径和深度等是息息相关的，同时在爆破器材的选择时还要注意满足装渣作业和围岩扰动程度的要求。该隧道工程根据上述的条件和要求在爆破设计和施工过程中选用了防水乳化炸药，采用塑料导爆管传爆作为起爆系统来控制隧道工程的爆破，周边的炮眼使用导爆索起爆，并将炸药按照相关的爆破设计要求分成数段均匀绑在了小竹片上，以此来保证合适的装药间距。其中炸药的药卷直径为不超过29mm，以实现不耦合装药的理念。此外，所有的炮眼在装入了炸药以后，要在20cm范围内用黄粘土堵塞。为了在最大程度上避免爆破对隧道工程围岩产生不利影响，还采用非电毫秒雷管微差控制爆破技术，来达到光面爆破和预裂爆破的效果。为了使爆破达到最好的效果，要在现场进行爆破试验，然后依据实验的结果对爆破器材以及炸药的选择进行修正，直到取得最好的爆破效果［2］。2．2合理选择开挖方法和进尺经过对该隧道工程围岩状况的深入调查和研究，在爆破设计阶段我们决定采用采用中空孔斜眼楔形掏槽作为主要的掏槽型式，掏槽眼深度超出其他炮眼深度 50cm以上;因为隧道的浅埋和断层区域处于浅埋破碎带，并分布有强风化砂岩，可以划分为Ⅳ级围岩，所以此处的稳定系较差，采用三台阶施工的方法来进行爆破施工，分上中下台阶对此处进行开挖， 其中上台阶及中、下台阶左、右侧错开3～5m同步施工;上台阶高度为2．89m。开挖面积为24．5m2，计划每循环进尺 1m;中台阶高度为1．89米。开挖面积为17．5m2，计划每循环进尺 1m;下台阶高度为3．76m，开挖面积为48．8m2，计划每循环进尺 1m。2．3设置科学的爆破参数为了减轻爆破时产生的震动对Ⅳ级软弱围岩形成不利影响， 除了在周边眼之间设置空眼作为散能和定位外， 周边眼均采用小直径光爆药卷。结束语综上所述，我们以笔架山隧道工程为例对关于隧道工程爆破设计进行了分析和研究，并着重提出了选择合适的爆破器材以