大断面隧道硬岩爆技术

PAGE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例级限抗压强笑度坛/喉M霉pa勉硬度挡天然密蕉度锄(检t/藏m锡³课)乞韧度所（触I饱P塔）惨软化系数劲120-14杀0于7赴2.65证93葛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炮眼装药结构图技表扇2怜全断面光爆装柔药量分配表邀序号筛炮眼分类宫炮眼个数（个辅）庭雷管段数炉炮眼深度（免m职)滥装药结构捏炮眼药量翼每孔药卷裙数软(亲节）衔单孔装药量川（革kg)想合计药懒量捷(萌kg)锐1丧掏槽眼们16召1厌4.20摩连续既15荣3.0懒48震2呼掏槽眼遭14愉3府3.70桶连续遵12枕2.4轻33.6山3洽辅助眼扁8客3迅3.30鄙连续穿5恢1刃8张4伐掏槽眼核13纸5续3.50驴连续模12企2.4冒31.2特5姐辅助眼肿29船7船3.40飘连续酷10倡2伤58驶6大内圈眼轿38窑9化3.30受连续志9娱1.8按68.4拢7皂周边眼吐50均11捎3.30轿间隔撤4邮0.48证24底8站底板眼鸭17圆13蜘3.30芹集中护12易2.4截40.8叶合计灿185等312邮表蛇3胳全断面光爆经钓济技术指标表顾项目名称途数量挽项目名称崇数量承开挖断面派积民/既117.6失炸药用观量母/kg叹312殿平均循环进党尺碍/m取3.0畏比钻眼数（联个敞/m勤²狐）悟1.57痛每循环爆破石骆方磨/m音³叮352.8劣比钻眼量盼（掏m/m洪³知）周1.8载炮眼总疲数鸽/席个胞185壮比装药量戚（阀kg/m办³要）寻0.88粗钻孔总急数姥/m拉636狭单位体积耗雷没管量（为发遵/m廉³拥）板0.60帆雷管用紧量汉/漆发判210刃炮眼痕迹保存引率荡/%驼982.1掏槽眼分大别山隧道采赚用大断面锥形冒掏槽技术，它壁是楔形掏槽的定改进。从左、阿右、上三个方腰向掏槽，掏槽廊面积臭50注m脱²希，粒掏槽眼总恼数附4浓3内个，掏槽体积拔150吵m浆³施左右，掏槽眼项倾角及掏槽眼洁深度见全断面魂光面爆破炮眼歌布置图。同时丽，为了减小大艳块率，在掏槽含区中部布置拘了减8顿个辅助孔，阻这活8索个孔与岩面垂送直，深度解3.讯3价米测。采用该种掏慧槽方法优点是街掏槽面积大、塑夹制力小、成渔功率高；掏槽赌眼分布稀疏可漫减少炮孔数量吊。傍装药长度一般疫为钻孔长度倚的页70%.妄采用薪φ甩32句mm秒的乳化炸药，捆装药集中度傲0.7kg档/劣m鞋。2.2周边眼备周边眼沿隧道钻轮廓布置，基迫本上取等距离精布眼，艇在伶断面拐彼角辱处司必须污布眼，且应考挨虑一定的外插希角，外插角斜絮率螺控制速0.03捆～扬0.0抄5梳，使前后两排米炮眼的衔接台侧阶为最小，一妨般控制角在四8杆-10c真m踢。软光面爆破参数税见《巷表依4紫统爆破参数表》障：翠表查4丙借爆破参数表克周边眼间戚距撒E/c馆m矮周边眼抵绪抗返W/c照m帐相对距麻离郊E/W月装药集中承度坡q/kg·哗m董-1病炮眼深爪度弹L/生m衫炸药直径袋mm摇60罩50即1.2确0.15派3.3典Φ颠252.3辅助眼净辅助眼布置于愈周边眼和掏槽蹈眼之间，沿隧律道环向布置。吨第一排辅助眼寄也即内圈眼距县周边眼联50c垒m英，拱墙环向间龟距按畏90c帅m倡布眼，底部间海距为娘120c苏m量。第二排辅助欠眼距第一排辅漫助眼苏60c基m炕，拱部环向逢130c嫂m恨面布眼，两边删墙环向还70c加m隆布眼，底部布慕眼间距为袍120c崭m识。全断面共布绳置梅6燕7坊个辅助眼，炮画眼直径均为字φ扯42识mm巴，钻孔深度为以3.析3滨米蒜，第一排辅助妈眼垂直岩面钻铃眼，第二排稍悬倾向隧道中线咐方向。辅助眼现均采用直径灰φ资32水mm优的乳化炸药连株续装药，装药踩系数领为样0.55.2.4底板眼图4起爆网络图闷在隧道施工中田，底板的超欠脂挖控制最为困饱难，由于底板莲眼几乎接近于山地面，钻孔的矩操作相对困难完，稍微控制不饼好，就会出超粉挖或欠挖。同码时装药量不足灾或过大也会影音响底部的超欠瓣挖。从开工之杰初，我们妇就桂对店隧束底扮的施工非常重师视，钻孔时在化地面上放置梯初子或支撑杆（覆钢轨或工字钢祖），使钻孔能毕够按设计纵坡冻方向钻孔。隧打底的和周边眼佳采用同段雷管悟，同时起爆，眯有共同作用效为果。底板眼间拔距膊110c和m套，在边墙角部哨加密炮眼，底单板眼加强装药削，装药系数疑为断0.72.图4起爆网络图匪2肃.骑5菜起爆顺序阀掏槽秃眼絮→菜辅助怨眼虚→租周边眼和底板遵眼唯→池侧壁眼娘（光面爆破）单2御.卡6梅起爆方法油采用导爆管雷凭管起爆法，起告爆系统如下：茧明火点婚火找→帜导火网索络→邻火雷挽管甲→尖导爆管雷巴管崇→扎药卷或药包羡采用复式联接花网路，即局部捐簇联、全断面盾并联。每组组纽合雷管采用双潮雷管，万一组日合雷管有一个谁拒爆，另一个影还起曾作用，保证了套传爆的可靠性墙。联接网路示区意图脆见《广图缠4阔答起爆网络图》查所示。3施工控制竟3.1闷隧道爆破炸药墙的选择帆=1\*退GB3丹戚①而药卷直径应根写据钻孔大小合浇理选择，以消胖除其管道效应崖。拿=2\*周GB3境串②锤隧道有水的情击况下，应选用链防水型的炸药丘，以防遇水失蚁效而拒爆。莫=3\*丑GB3踪铅③今隧道内遇坚硬畏岩石时，应选汇用猛度大的炸锣药，以破碎岩终体和取得较高保的炮眼利用率垄。若=4\*重GB3嫁的④押隧道周边光面汇爆破，应采用假小直径、低爆会速、低猛度的骗炸药。以取得念优质的光爆效达果。掩3.2仅炮眼深度幕选择浊炮眼深度是指责炮眼底至开挖搅面的垂直距离姑，炮眼深度的伪确定应考虑围症岩级别、钻眼贡机械及工具、弓循环进尺要求盾、炮眼利用率僚、作业循环时秃间最省、超挖题小等技术经济摘指标，同时还笨应与装碴能力匀相适应。大别守山隧道抓200艇6园年伐1董～脑3蔑月份同采用长说3.术0味米场，直径拉φ润22绒mm逐的钻杆，实际丧钻眼深度为采2.调8龙米碰，平均每循环配进尺懂2.疏47拐米蔑。岛200衬6斧年沙3妄～即1酸1铸月份美采用长啦3.堡5煤米颂，直如径周Φ效22已mm压的钻杆，实际咬钻眼深度为洋3.疑3葛米奔，平均每循环病进尺连2.9丛2亡米慰.翻炮眼利用率分清别类为允88户%沫和尊88.5陈%逼，施工循环时耕间欢以愧及进尺情况窄见告表织5慎劳循环时间及进恭尺表》贵所示：输表吊5块垒循环时间及进园尺表耍序铁壮号草工狭傲序缺砌名淹堵称央炮眼深度有3.3户m每炮眼深度贺2.8涌m桶循孙市环负董时标结间敲循奥代环奉符时命门间四1麻测量放线坑50姜m裂in外50确m地in着2傅钻眼、装药、赖爆破妨4h52耻m极in赢4h很3恋出碴躬4h10即m骑in弹3h30范m粒in跑4私循环时间合计茶9h52誓m糖in回8h20不m君in疯5嚼平均日进尺抱7.0凯2莲米细6.珍5骄0奇米阅每月进度情况盾见《更图盖5民慧大别山隧道开掌挖月进度》思：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年月进尺晕3.3任钻孔质量的控列制抄目前，在隧道喉开挖中，进行搜钻眼前先由专体门测量人员根崖据设计，在掌轮子面上布孔，陷必须标出掏槽丰眼的周边轮廓哨，严格按炮眼测的设计位置、处深度、角度和鸭孔径，分工定侦点、定位进行扛。叠影悠响嘉钻孔质量的因驳素主要有三方肉面：一是测量留误差，二是钻松眼开口偏差，肺三是钻孔外插省角瞒大元小。针对这三绣方面，我们进侍行了以上控制因：屈王测量方面问过去针对隧道搭开挖面放线，遵都是采用人工无拉钢尺或皮尺昨的方法。但是获，由于爆破后结的开挖面往往峰不平顺，祖采用过去的那谨种放线方法，楚所布设的轮廓俱线很不准确。纤为了解决这个芽问题，矮大别山隧道采兆用袋Lecia将TCR402像全站仪危，该全站仪能期够免棱镜测量恭，利用全站仪牢发出的激光直乐接射于岩面计上己进行水测量放线，保忆证了测量嗓的蓄精度。远现钻眼开口误差创和钻孔外插角谈大小监钻孔技术对隧扁道超欠挖的影货响主要是周边宪炮孔的外插角狸θ伍、开口位置百e参和钻孔的深度婚L疤，它们与驱衔接台阶况高末度触(排h搞)织有如下的关系穷：疤伐柴(1)底式中：迷衔接台阶高度机值瓦随外插角宣θ柄和钻孔深度便L条的增加而增大武。巡根据施工经验摄来看，控制绝e姑值较容易，而海控制外插角圾θ植则较为困难。吗因此保证前后牙两循环间衔接齿台阶，我们尽劫量控制咐e伏值在凝4勒～传5c逝m丙左右。对外插疾角鱼θ陕的控制，主要饰是提高司钻人拢员的技术水平按和定岗定位，臣一般情况下我隔们将木θ致控制桥在娇2驴°扁左右，因此太衔接台阶族高度孤h忍大多在埋10c士m穴以内。三3.斩4链装药与堵塞达在将炸药装入睁炮眼前，应将凉炮眼内的残渣扭、积水排除干川净，并仔细检钓查炮眼的位置姑、深度、角度沉是否满足设计锻要求，装药时挽应严格按照设化计的炸药量进弟行装填。污炮眼堵塞与不残堵塞对爆破效毁果的影响很大匙，在隧道爆破访中，堵塞长度粱一般为最小抵筋抗线春的差0.2篇～坦0.冤5耽倍，最小不少挖于倾20c宗m姐，堵塞可采用少分层人工捣实婚法进行。3.5起爆至起爆网络必须庭保证每个药卷势按设计的起爆捷顺序和起爆时描间起爆。采用花导爆管雷管法颈起爆时，联杨结方法必须正团确，族联每束露不超倡过图1拳5挣根导爆管，为兔了芝“折准攀爆凑”黄应尽量采用双堪雷管起爆，所晋有联结雷管都洗必须使用即发厦雷管或用火雷疾管加装导爆管仇，联结必须牢倦靠。4总结絮=1\*隆GB3塌渡①粮由于大断面硬男岩隧道爆破影寺响因素很多，用如岩石的力学田指标、炸药的南性能指标、地隐质构造等，为圾取得好的爆破请效果，必须通杨过现场试验调股整，以取得好永的爆破效果。浪=2\*城GB3尸砌②踪隧道爆破效果岩的好坏，最关享键还是在于管姑理，材如测量的控制盖、钻孔的方向晨及角度、装药哲质量、堵塞质浑量等都直接影企响的爆破效果臂，因此在隧道有施工中加强管湾理，立确保硬岩爆破娘效果。迷=3\*肤GB3稿家③肆爆破效果的检蜜测：隧道开挖岂质量的好坏是肤成本控制的最拜佳途径，超欠荷挖及变形量测万的检测是确定径预留变形量的亏依据，合适的命预留变形量可纺以减少超穴挖回供填混凝土数量旷，炮眼残余率陡及循环时间的罗统计分析是确熄定循环进尺，和加快施工进度乎，茂提高设备利用修率的张有效方法。爱=4\*阳