隧洞V类围岩开挖光面爆破技术优化与应用

路桥科技　２０１６年第３５期ｌ科技创新与应用　隧洞Ｖ类围岩开挖光面爆破技术优化与应用　封海军　（中铁十一局集团第一工程有限公司，湖北襄阳４４１０００）　摘要：文章针对鄂北地区水资源配置工程第１４标段隧洞水文地质条件，分析在隧洞Ｖ类围岩地段采用光面爆破施工技术，不　断对爆破参数进行优化，指导ｖ类围岩施行光面爆破，确保施工质量与安全，达到降本增效目的。　关键词：Ｖ类围岩；光面爆破；优化；降本增效　１工程概况　表２上台阶每延米同比优化／消耗量　鄂北地区水资源配置工程兴隆　万福隧洞全长　１５．３８ｋｉｎ，隧洞ｖ类围岩占比约４Ｗｅ，具体特点：　＼＼＼同比妄＼项目　　导爆索　竹片　导爆　雷管　出渣方量　Ｃ２混凝土　混凝土　５喷射　Ｃ２５衬砌　出渣时间、喷砼、衬砌节约时间　　（１）地质条件差：隧洞沿线地质构造属秦岭褶皱系一　级构造单元。线路岩层间有规模较小断层。沿线钻孔终孔　同比消耗量　５０ｍ　４４ｍ　ｆ　｝　｛　｛　地下水位高程１３９．４８～１８０．０５ｍ，隧洞处于地下水位之下。　同比优化量　｛　｛　２２发　１．４～２．２ｍ　２．５ｍ。　１．４ｍ。　≥９０ｍｉｎ　（２）埋深浅：隧洞沿线为低山丘陵地形。隧洞上覆岩层厚度２０～　掏槽孑Ｌ炮孑Ｌ深度及间距：掏槽孑Ｌ垂直深度１．７ｍ，Ｌ＝Ｉ．７／ｓｉｎ［３＝１．７／　６９ｍ，属于浅埋隧洞。　ｓｉｎ７５。＝ｌ＿７６ｍ，掏槽孑Ｌ间距Ｂ＝２ｃ＋ｂ＝２＊（１．７／ｔａｎ７５。）＋ｎ２＝１．１ｌｍ，初选Ｂ为　（３）断面小：隧洞断面型式为马蹄形和城门洞型，开挖断面面积为　１．１Ｏｍｏ　４６．２９ｍ。。　掏槽孔单孑Ｌ装药量：掏槽孔单孑Ｌ装药长度可取炮孔长度６０％～　２爆破实验方案　７０％，Ｑ　＝Ｑ６　［／０．２　０．２＝１．０５ｋｇ。　２．１方案简述　（２）爆破器材品种　总的设计思想是掏槽孔采用楔形掏槽，周边孔沿开挖边界密集布　采用２｝｝岩石乳化炸药，规格ｑ￣３２ｍｍＸ２００ｍｍ药卷。掏槽孔和崩落　置，采取间断不耦合装药和装填低威力炸药，利用分段时差，以形成平　孔采用毫秒延期导爆管雷管（１－１３）段，周边孔采用导爆索。　整轮廓面的爆破作业。　（３）装药方法与堵塞　２．２初选参数　装药结构：周边孔采用间隔不耦合装药，掏槽孔和崩落孔采用连续　（１）爆破参数　装药。堵塞方式：炮孔采用机制炮泥堵塞，填塞长度为炮孑Ｌ长度２０％，且　炸药单耗：根据修正的普氏公式：（Ｆ：１．１　、／　一，其中，ｆ＿围岩坚硬系　堵塞长度不少于５０ｅｒａ。　数（根据围岩隋况，ｆ－２￣４）；　隧洞断面面积；Ｋ　为炸药爆力Ｐ的校正系　（４）起爆方法　数，Ｋ￣＝５２５／ｐ（２＃岩石乳化炸药：ｐ≥２８０）。　起爆方法：起爆网路采用簇并联连接。掏槽孔和崩落孑Ｌ采用导爆　ｑ－－０．－８１ｋｇｔｍ￣１．１４ｋｇ／ｍＢ，初定：ｑ＝０．９５ｋｇ／ｍ。。　管，正向起爆；周边孑Ｌ采用导爆索，反向起爆。　光爆孔间距：光爆孔间距与炮孔直径有关，根据经验计算公式：ａ＝　３爆破方案优化　（１０－１５）ｄ　根据初定爆破试验方案，进行爆破试验，对爆破效果进行详细的记　式中：ｄ－－４２ｍｍ，得ａ－－０．４２ｍ－－Ｏ．６３ｍ，初定ａ＝０．４２ｍ；　录、分析，对存在问题进行优化，如表１。　光爆层厚度：Ｗ　＝（ｎ６￣０．８）ｍ，式中：ｍ一炮孔密集系数，通常取０．７～　主要调整内容：（１）预先爆破核心土，使爆破产生能量有效扩散，减　１．０。　少隧洞夹制力，形成良好的临空面；（２）周边孔使用导爆索，并用竹片进　Ｗ　ｍ＝０．４２ｍ－Ｏ．８ｍ，初选Ｗ　ｎ６ｍ。　行炸药精确定位，导爆索采用高段位导爆雷管起爆；（３）崩｛客孑Ｌ与周边孑Ｌ　炮孑Ｌ布置、深度及角度：炮孑Ｌ均匀布置；掏槽孑Ｌ垂直孑Ｌ深比开挖进　排距由８０ｃｍ调为６０－－６５ｃｍ，缩小层间抵抗线，优化爆破过程；（４）新增　尺深２０ｅｒａ，其余孔深与开挖进尺一致；掏槽孔角度７０。～８０￣。　辅助掏槽孔，脚孑Ｌ和底孔，有效解决掏槽效果差、底部和拱脚爆破效果　周边孔单孔装药量：可由下式：ｑ　Ｌ＇式中：ｑ　—线装药密度（ｋｇ／　差的状况，避免补炮；（５）雷管段位齐全，为爆破方案实施提供保障。具体　ｍ），根据经验取０．１－－０．２ｋｇ／ｍ；　爆破炮孔布置图如图１所示。　ｑｌ－Ｏ．１５４３．３ｋｇ，初定ｑｌ＝０．１５ｋｇ。　４爆破成果分析　经过爆破试验分析和应用，光面爆破取得了突破　表１优化后爆破试验设计参数表　性进展，相比较优化前后爆破效果数据分析，相比普通　—、爆破参数＼　——～～＼围岩类别　　ｖ类围岩　备注　爆破开挖，主要体现在：（１）根据统计，ｖ类围岩残孔率　可达５０％，远超出水利规范对其要求，杜绝了欠挖，超　掏槽孔孔深Ｌ（ｃｍ）　１８７　楔形掏槽，与掌子面夹角７４　，掏槽孔间距调整为　挖基本控制在１０ｃｍ以内，超挖量仅为５％左右。（２）爆　１．３ｍ，掏槽孔单孔药量ｌＯ００ｇ　破洞渣块小且均匀，利于装碴，节省装运时间。（３）爆破　辅助掏槽孔（ｃｍ）　１５４　楔形掏槽，与掌子面夹角７６　，单孔药量７５０ｇ　后围岩基本无爆破裂隙，岩面平整，应力集中小，光面　孔深（ｃｍ）　１５０　爆破使围岩保持稳定，充分发挥了围岩的自稳作用，确　崩落孔　孔距（Ｃｍ）　８０　连续装药，炮孔堵塞６０￣８０ｃｍ，单孔药量７５０ｇ　保施工安全。（４）减少初期支护、二次衬砌投入，成本控　层间抵抗线（ｃｍ）　６０～６５　制良好，降低工程造价。通过对比分析，以Ｖ类围岩上　孔深（ｃｍ）　１５Ｏ　台阶开挖为例，每延米同比优化和消耗量见表２。　ｌ周边孔　孔距（ｃｍ）　４０　间隔不耦合装药，炮孔堵塞６Ｏ～８０ｃｍ，单孔药量１５０ｇ　５结束语　最小抵抗线（ｃｍ）　６５　经过光爆分析总结，结合隧洞地层围岩性能、水文　｝底孔　孔深（ｃｍ）　ｌ５０　连续装药，炮孔堵塞６０～８０ｃｍ，单孔药量６００ｇ　地质条件及工程实践，分析Ｖ类围岩影响光面爆破的　ｆ脚孔　孔深（ｃｍ）　１５０　连续装药，炮孔堵塞６０～８０ｃｍ，单孔药量７５０ｇ　主要因素，优化爆破设计，形成完整的一套技术革新总　结，指导施工，降低施工成本，保证质量安　３　全，为施工生产奠定基础。　／／　＿／／　＼＼一　　一Ｔ一一～＼　　参考文献　ｆＩＩ爆破手册嗍．北京：冶金工业出版社，　２０１０．　一］　【２　破工程［Ｍ】．武汉理工大学出版社，２０１２．　”　“［３］ＤＬ／Ｔ一５３１５—２０１３．水利水电工程爆破　…　…，ｌ　０　６５　ｌ　１　３　ｉ　０　６５…　…自　施工技术规范ＩＳ］．　图１　Ｖ类围岩上台阶开挖爆破钻孔布置图　一２６１—