隧道洞身开挖超欠挖质量控制方法

PAGE隧道洞身开挖超欠挖质量控制方法XX隧道洞身开挖于2006年3月完成，现将其光面爆破施工方案、爆破器材选择、光爆设计、施工控制等加以总结，抛砖引玉，供大家参考并完善，共同促进隧道光面爆破施工质量不断提高。1工程简介隧道长3300米，岩石赋存裂隙水，水量贫乏，水文条件较好，隧道洞口段覆盖第四系残坡积层，厚度<1m,岩体破碎,裂隙发育,呈碎石状压碎结构,中等风化，属II、III类围岩[1]；中间段主要为微风化晶玻屑凝灰岩，岩石坚硬，裂隙不发育，岩体结构完整，呈大块状砌体结构，属IV、V类围岩，易采用全断面光面爆破开挖，光面爆破质量对隧道安全、质量、效益、进度都起到了至关重要的作用。2钻爆设计2.1钻爆施工方案根据隧道地质情况及质量、工期要求，确定对III、IV、V类围岩采用全断面开挖，以IV类围岩为例，每循环进尺3.0m，钻孔深度为3.3～3.4m，钻爆机具选择YT—28风动凿岩机。2.2爆破器材的选择炸药选择隧道主要选用2号岩石铵梯炸药[2]，密度0.95～1.10g/cm3，爆速>3200m/s，猛度>12mm，殉爆距离>3cm，作功能力>298ml。这种炸药的特点是性能优良，结块性小，爆破性能稳定，使用安全、猛度小，成本低，（洞内）生成有害气体少等优点；缺点是吸湿性强、抗水性差，受潮后不能起爆或充分起爆；在有水地段还使用了2号岩石乳化炸药。炸药用量估算炸药用量与围岩类别、开挖方法和炸药品种有关。为控制隧道超欠挖情况，借鉴其他隧道的施工经验[3]，平均线形超挖h与单位体积耗药量q存在线性关系：h=14.4q-3.26（1）3。再查阅《工程爆破常用数据手册》，得出全断面开挖单位体积耗药量q=1.4～1.6，由于开挖断面较大，故选取q=1.4；炮眼深度为3.0m，炮眼修正系数为0.8，故理论计算得出单位体积耗药量q=1.4×0.8=1.12kg/m3。（2）结合隧道钻孔机具、实际围岩地质等情况，借鉴其他隧道施工经验，采用工程类比法，取单位体积炸药消耗量为1.0kg/m3。在三次试爆过程中，单位体积炸药消耗量约为0.948kg/m3（IV类循环进尺为3.0m，每米开挖方量为66.79m3，每循环进尺开挖岩石3×66.79=200.37m3，每循环进尺平均消耗炸药190kg）。起爆系统选择为提高爆破效果，保证爆破安全，隧道开挖应该使用微差起爆，可选择两种起爆方法：“导爆索—继爆管微差起爆法”和“非电塑料毫秒延期雷管”。前一方法是利用导爆索直接引爆炸药，继爆管进行微差控制，其优点是操作简单、方便；在有杂散电和静电的工作场地，能保证爆破作业安全；可用继爆管组成不同的延期时间。实践证明，在相同的钻爆参数情况下，光面爆破质量比“非电塑料毫秒延期雷管”的光面爆破质量好，但其缺点是成本较高、单独使用时难以在爆破前判断网路的可靠性。从经济效益和安全性能出发，隧道全部采用非电塑料毫秒延期雷管起爆系统。这是目前大跨度隧道普遍采用的起爆方法。特点是安全度高、防电性能好，在静电感应大，雷雨天隧道内电器设备多的情况下使用安全可靠，能实现全断面一次起爆。表1毫秒雷管延期时间表（ms）素段别鲜延期时间帆段别信延期时间早1舅0赞2沸25苦3救50拘4珠75束5壮110饮6肚150鄙7千200铲8驱250般9瓣310歉10搞380壮11凯460络12倡550秘13嗓650踢14爽760墙导爆管起爆系再统包括三个组浴成部分：起爆叶元件、传爆元勺件、末端工作以元件。草起爆系统的工至作过程是：导岸火索点燃后引贪爆雷管，从而窗使传爆元件中暮的导爆管起爆基传爆，当导爆嗓管传爆到连接网块中的传爆雷神管时，雷管起绞爆，再引起周武围的导爆管起渡爆和传爆，这半样连续传爆下仪去，使所有炮音眼炸药起爆。乐整个爆破网络却的设计，采用须串联、并联或航混联均很方便清。但实践证明荒混联效果较好喊，昌隧道垃采用集束连接葵法，网络连接抱由里向外，混评合联接，把各攀炮眼的塑料导捎爆管集中联接猾在一起。僻2.3划全断面光面爆射破设计海光面爆破是新烘奥法施工的三颗大支柱之一，舒它是采取特殊槐的装药结构，手选择合理的周梁边布孔和准确趁的穿孔，严格断控制药量，合校理安排起爆顺愤序和起爆方法家、进行精确开狭挖的爆破方法污。爆破后岩面特平整、规则，柔并留有清晰的顾半边孔，对围重岩的整体性、握稳定性损害较野小，能保持围盟岩自身的稳定骨性和承载力。专以纲隧道版I掩V雅类围岩为例，约介绍钻爆设计健参数的选择和钢体会。虚究钻孔、装药参逐数周炮眼数量的计险算。根据单位奥体积耗药宿量柏q=摇0.948婆kg征/m阿3僵，按照各炮眼根平均分配药量升的原则，计算煎出炮眼数量功[4]因：墨元N=涝180.3茶9评≈迟18霜1健（个腥）少吨疤（照3肃）尸式乐中青挤N灶—摸炮眼数量（不气包括临空眼）候；肉q帜—手单位体积耗药您量，试爆结果右取厉q=性0.948辛kg温/m依3洞匹驾s毁—橡开挖断面面积否，创I研V舞类为致66.79m甘2丙；冶殖a扇—朽经验值仅，净I苦V上类称为寄0.4塌5陶（查《隧道工福程》可得）暮旋岩r觉—迟2乎号岩石炸药每荒米质量，锹32mm遵药卷为像0.78kg秃炮眼数量确定燕后，扣除周边垦眼、掏槽眼、龄底板眼、内圈捡眼的数量，可侄大致计算出辅破助眼数量，再友按照辅助眼交娘错布置的原则由，进一步确定饭辅助眼排距及投同排间的间距舱，具体布置的洲各炮眼数量及罩间距如下：待掏槽眼府（表1康0异孔）：采用斜题眼掏槽形式，诞掏槽孔比其他女炮孔深嘱10cm烫，为愧3.4m塘，孔径冻40mm竹。掏槽孔布置煎在开挖断面中呈央靠下，掏槽尾面积队520cm字×乓200cm扁（内掏槽妹380cm地×童100cm槽），为防止相播邻炮眼或相对沾炮眼之间的殉气爆，两个掏槽脚炮眼底的距离抛不小于腔20cm呆。药卷直径习32mm示，不偶合系数墓为早1.2藏5呼。伙辅助眼确（晨7员1淹孔）：辅助眼办炮眼均匀交错孙布置在内圈眼葵和掏槽眼之间狐，排距拌50cm因—串80cm斑，同排间距目50cm猜—绢80cm丽，药卷直径重32mm法，不偶合系数甜为高1.2数5陪。数内圈眼轰（娇4你1睛孔）：间距赚70cm猎，至周边眼间狠距贡60cm惊；底内圈眼间荣距俯80cm累，至底板眼间低距舟100cm沾。露底板眼旨（区1菊5稍孔）：底板眼沿孔深布3.3m散，孔径垦40mm蚁，间距宽60cm渗。鼠图喂1吊损全断面开挖炮娘眼示意图逼图光2误严周边眼装药结毫构图境周边眼赶（我4仍4篇孔）：周边眼寇沿设计开挖轮喂廓线布置，孔幸深洁3.3m霜，孔径执40mm桂，间距漏50cm宪，周边孔密集惊系冷数原K=E/W=子0.8荒3婚≈茄0.8肥0连（报E辱为孔距爆50cm血，缘W劫为最小抵抗线机长度药60cm报），周边孔装疫药集中度取岗0.23k酬g凝/块m借。晃装药方式及装范药量：周边眼菠采用不偶合间朝隔装药，不偶碌合系龄数狠1.2胃5剥，其余各炮眼薯均采用集中装诱药，每孔装药止量分别为掏槽怕眼勿1.95kg滔、辅助眼眠1.05竖～闪1漫.275环kg拥、内圈眼苍0.9慧～扎1喜.275菊kg雁、底板眼煎1.5kg奔、周边眼益0.75kg挽。为取得良好柔的效果，各炮耻眼装药后，及狭时采取了炮泥回堵塞眼口的措增施，堵塞长度滥不小于辰30cm格。愈释起爆顺序酸段间隔差调配念：合理的起爆零时差可以避免衡爆破振动波的贼叠加，减小振久动对围岩的扰语动，从而减小句超欠挖。根据市对以往隧道爆公破资料的统计迟，段与段间超隔哈25m飘s胞，振动波就不翅会产生叠加。枣为了使前一段纷爆破的岩石离飞开原位，为下讽一段爆破创造办临空面，么隧道练爆破段间隔差污控制枕在说50-100扎m呢s比范围内。怒起爆顺序：光摔面爆破从掏槽瞒孔开始，先爆完破出一个临空脆面，再从截面租中心往外一层范层进行，最后翼进行周边眼爆猴破。遍炮眼布置：先尚布置掏槽孔、见周边孔，然后览是底板孔、内性圈孔、辅助孔西。傻3择隧道家超欠挖施工控炸制集在隧道钻爆开熄挖中，超欠挖俭的控制是一大灶难题，超欠挖备控制较好，将丸对隧道的质量贫、安全、进度磁、效益起到显下著的作用。拣3.1岩造成超欠挖的翠主要因素和控之制措施接超欠挖主要受观以下几个因素豆的影响令[5]凶：透钻孔精度对超箱欠挖影响最大谢（效44.2幼%熊），其次为爆刷破技术用（喜20.3称%源）、施工管理灰（味17.6机%披）、测量放线蜜（凝7.6挎%霸）、舍地质条件变化激（烧6.1撑%响）等，而前四匙项的影响淹占末89.7恭%躲。因此座隧道貌控制超欠挖的气重点是控制钻怒孔精度、爆破灵技术、施工组犁织管理、测量聋放线。锡革钻孔精度的控栗制隐在钻爆施工中订，周边眼的外倚插角、钻孔定钓位、钻孔深度夫对控制超欠挖华影响很大。梅隧道臭周边眼的外插珍角根据超欠挖恩要求及因风钻缴外观尺寸限制动无法贴近岩石膏侧面选定饱为少1.7霞0效，周边孔外斜示率为航3cm老/乔m掌，最大不超过碌4.5cm武/毕m话，以确保孔底慧不超出开挖轮校廓线供10cm液，最大不超过声15cm喇；周边眼和掏用槽眼的孔位精袍度要求较高，枪施工误差控制犁在耀3cm洞以内，最小抵皮抗线误差控制讽在贯5cm晚以内，通过实很践，总结出一货套可行的钻孔查方法。丛钻眼前由测量窜人员定出隧道径中心线、拱脚滨，惜大标定周边眼位府置；按标定的宫周边眼位置进烟行钻孔，首先陆选好开口位置饭，敲掉浮石，盲根据断面方向冈确定支架的角筐度，使钻杆与副开口处断面垂斯直，当开孔剂5cm森深左右时调整腹钻孔的角度，惕同时根据眼口纲位置处岩石的臭平整程度调整筛炮眼深度，以赞保证除掏槽眼庸外，其余炮眼撕底均落在同一堵平面上（掏槽及眼比其他炮眼新深风10cm捞）；钻杆、风驴钻、支架必须费在同一垂直面圈上，并掌握好脉进气量，使钻劣架稳定，钻杆粗在炮眼中心位车置旋转。钻周羞边眼时还必须友做辱到犯“学准、直、平、拆齐嫂”蛋的标准。采可爆破技术的控欲制殖技术人员根据晴围岩的变化，勉对钻爆参数及鄙时进行修正。无特别是对单位筒体积耗药量、货周边眼装药集钱中度、周边眼眨间距、最小抵醒抗线等参数进顿行修改设计。桨榆施工管理水平邪对超欠挖的影富响笑在钻爆作业中虏必须详细进行郑人员组织、作佛业安排、技术午交底，并加强肉质量检查及信桑息反馈，以减副小超欠挖数量挤，将其控制在摩目标值内。温异测量放线的控难制月由于周边眼间剂距京E=怪50cm谷，舅隧道碍开挖轮廓放样盈是密“摊五寸弧坐最标炊”佩放样。每次全坊断面钻孔前，帮逐一测定周边们眼位置，其他张炮眼根据设计承图，由周边眼汤位置定出。断胞面画眼完成后球，为确保其精格度，应在已画逆的孔位内抽查蹄几个，保证其致准确性。若3.2态加强断面检测需及信息反馈葬开挖质量包括标两个方面：一低、开挖断面的昆平整度、炮眼诸利用率、残留违率、错台情况能（采用目测、狼仪器测量结合价的方法进行评红定）；二、超役欠挖的控制（洋测出隧道开挖言的实际轮廓线安，并与设计轮倒廓线比较，得辅出超欠挖部位鞭和数量，及时寺指导下一步的捏施工）。共隧道州选择了三种检啊测超欠挖的方盗法包：妄a鼓、勤“仿圆心、半径、婶铅垂浑线协”荷法充；班b驳、坐标法程；孔c眠、以台车内模袄为参照物检测省超欠挖偏差衰。昼4夏体爆破效果膏隧道帝K53+00厅0蒸～崭K53+51劣8殊段夸I气V惨、丑V抚类围岩光面爆杨破效果较好，店主要表现在：盆爆破后围岩稳务定，无大块岩热体剥落和坍塌扇；断面平整，勿错台不大于瞎10cm坏；平均线形超胞挖不大于原10cm摸，最大超挖迷15cm利；局部欠挖不响大于昌7cm奥；炮孔利用战率炊93谁%匠以上，炮孔残踩留甩率般85驱%腹以上。镰同时根据二衬锯混凝土实际用枯量与设计用量忌比较，平均每屯延米多用混凝绘土社1.71m粥3合，换算后平均宴线形超挖就8cm嚼，低于规范要茫求的超挖债10cm骡误差，从另外壤的角度证明了宫光面爆破效果练较好。5结论朋1隐、钻孔精度对份超欠挖影响最链大略（程44.2陶%全），其次为爆侮破技术墙（胃20.3牙%盈）、施工管理捷（生17.6番%烂）、测量放线番（己7.6硬%悉）、地质条件划变化宝（扇6.1丝%戒）等，而前四武项因数的影响坐占盼89.7厉%烧。施工中理论欢应与实际相结除合，根据不同清围岩