隧道光面爆破技术实践与思考-

论文导读：
内容摘要:隧道的光面爆破,多年来一直是各单位探讨研究的课题。隧道实施光面爆破,既可以节省投资,加快工程进度,又能充分发挥围岩的自身稳定作用,提高隧道施工的安全性。但是隧道实施光面爆破,其影响因素较多,如地质岩层因素、装药结构、炮眼间距、钻眼精度及施工管理等,施工时必须综合考虑,才能保证隧道的光面爆破效果。
关键词:光面爆破 实施 管理 思考

一、光面爆破及其优点

光面爆破是通过正确确定爆破参数和施工方法,使爆破后的围岩断面轮廓整齐,最大限度地减轻爆破对围岩的震动和破坏,尽可能维持围岩原有的完整性和稳定性的爆破技术。
光面爆破主要有以下三大优点:
1.光面爆破对围岩最大限度地减少了扰动,尽可能地保存了围岩自身原有的承载能力,从而改善了衬砌结构的受力能力;

2.光面爆破后围岩壁面平整,减少了应力集中和局部落石现象,保证了施

工安全;
3.光面爆破成型好,减少了超挖和避免欠挖,能节省大量混凝土超挖回填数量和降低单位工作量,降低工程造价,加快施工进度。

二、光面爆破的实践

桐庐县冷坞水库保安工程放水设施改造隧洞爆破,该工程全长156米,宽1.8米,净高1.95米,其中隧拱同0.9米,总爆破方量495立方米,工期60天。该工程位于瑶琳镇东琳村冷坞,东、南、西、北向均为荒山,最近离冷坞村3—500米。
爆区岩石为石灰岩,硬度系数为f=6—10,属中硬岩石,岩石新鲜,成洞条件较好,裂隙及节理不发育,但在隧洞开挖过程中,若遇裂隙及节理作相应的处理。
1.首先在进水口及出水口同时进行推进开挖,岩渣分向外运指定地点,做好两端的安全警戒工作,推进施工以隧洞施工为控制主线,保持连的续循环作业,即钻爆、逐风、出渣、初期支护循环进行,实现隧洞快速施工,隧洞石渣采用人力手推车运至洞外弃渣场。
2.洞口的明方爆破:明方土石方开挖采用自上而下分层松动爆破,钻机设备先用27型气腿式凿岩机配6M3/min移动式空压机
洞口石方爆破技术设计:
浅孔爆破
(1)孔径:∮=38—42mm
(2)最小抵抗线:W=(25—35) ∮=

1.0—5m

(3)炮眼间距:a=(0.8—

1.2)W=0—8m

(4)炮眼排距:b=(0.8—

1.0)W=0.8—4m

(5)台阶高度:H=1—5m
(6)炮孔深度:L=

3.5—

5.0m

(7)单孔焊药用量:Q=qab1

3、洞身推进爆破:

隧洞开挖采用钻爆法,由于岩石均匀且比较坚硬,断面高度不超过2米,故采用全断面开挖,局部可采用分部分阶法施工,按设计开挖轮廓线布置周边眼,间距60—70cm,辅助眼间距55—75cm,采用乳化,采用少药卷、孔内延期,用非电毫秒导爆管起爆。

3.爆破参数:

(1)露天浅孔爆破与掘进爆破的孔径主要取决于钻机类型,岩石性质选择钻机类型,主要依据穿孔能力能否满足破岩生产量要求,同时还要考虑经济效益是否合理等因素,循环进尺,考虑周边控制爆破,故不宜采用大的孔径,因此该工程采用38—42mm孔径。
(2)考虑围岩的夹制力,每循环进尺控制在2米左右,掏槽型式采用混合形式,确保掏槽效果。
(3)钻孔前准确测画开挖轮廓线,点出掏槽眼与周边眼的位置,为使爆破后不留根底形成平整的底部平台,故在打眼时要考虑超深。根据实践经验,超深采用下式确定。
H=(0.8—1.2)d
式中H……超深M,d……钻孔直径mm
H取值0.5Mm
孔深H=

2.0+0.5=5米

(4)隧道爆破施工:
本隧道主要属次坚石和坚石,弱围岩地段较短,在此主要针对坚石类围岩的全断面施工加以阐述。
(1)主要系数:次坚石围岩采用全断面推进,炮孔布置按每循环进尺2米控制,其参数选定根据公式:炮眼数N=q×s/r ,q为单位用药量(取3.0kg/M3),s为隧洞断面3.06M2,r为每米炮眼的平均装药量(取0.55),测计算炮眼值N=22,实用量为2

1.6Kg,布眼及装药情况如下表:

爆破参数表:
注:单位岩石耗药量约3.5Kg/M3,循环进尺

2.0M,爆破效率80%,等岩石开挖后据实进行调整爆破参数。

4. 炮孔装药及堵塞:

确定合理的堵塞长度并保证质量,对改善爆破效果和提高能量利用有关重要作用,堵塞长度过短将产生较强冲击波,噪音和飞石危害,反之将降低爆破量,增加钻孔费用。一般堵塞长度不小于抵抗线0.75倍或取孔径的20—40倍,根据孔深堵塞长度12=0.5M,但炮孔的深度发生变化,堵塞长度也应做相应 调整。
随着地形的变化,炮孔深度降低 装药量减少,要根据留有合理的堵塞长度来计算装药量。

5.爆破网络,炮孔布置及起爆方式:

(1)炮孔布置及装药:
本次爆破工程采用三角形布孔,其优点是能量均匀分布,本工程采用连续装药结构,采用2个起源于：7彩论文网免费论文网站www.7ctime.com
爆药包,分别置于孔内装药长度的1/4和3/4处。
(2)起爆顺序及网络:
本工程采用对角线顺序起爆,又称斜线起爆。其主要优点是在同一排炮孔间实现了孔间延期,最后的一排炮孔也是逐孔起爆,减少了后冲,又利于下一个爆区的传爆工作。同时也降低了地震波。

6.安全距离计算及控制:

(1)爆破地震:
当在固体介质中爆炸时,爆破冲击波和应力波将其附近的介质粉碎、破裂,这种弹性震动是以弹性波动形式向外传播,与天然地震一样,也会造成地面震动。
爆破时量产生的地面质点峰值振动速度,为减少震动、飞石及噪声,保证洞内安全作业,需合理进行钻爆设计,严格控制装药量,确保堵塞长度及质量,降低噪声,减弱震动。
(2)爆破震动的校核:
V=K(Q1/3/R) a
式中:V——震速控制值
R——爆源中心到震速控制点的距离
Q——最大装药量2

1.6Kg

U——爆破震动传播途经介质系数
a——爆破震动衰减系数
依据经验公式:K=200 a=1.8
经爆破震动校验,该爆破设计对附近建筑物及隧道本身结构的震动影响均在规范允许范围内论文导读：
。
(3)爆破冲击波:冲击波对工作人员的安全允许距离:
RR=25Q1/3 取值2

1.6 Rk=69

(4)爆破飞散物
R=K￠×D
K￠——安全系数,取15—16
D——孔径42cm
计算及R=67M,爆破警戒范围不应小于200米。

三、对光面爆破技术的思考

1.为确保光面爆破的效果,合理的光面爆破设计是前提,其中关键的是周边眼间距要布置好,装药量要根据现场情况及时调整,并进行严格的施工管理。

2.准确的测量放线和精确的钻眼是保证光面爆破效果的必要条件。

3.当岩层层理明显时,炮眼方向应尽量垂直于层理面。如节理发育,炮眼应尽量避开节理,以防影响爆破效果和卡钻。
4.不均质岩体对爆破作用的影响是十分明显的,其爆破参数要根据两种岩体的特性加以考虑。

5.根据每次爆破完后的效果,及时分析原因并修正爆破参数,从而不断地提高爆破效果。

参考文献:
张应立. 工程爆破实用技术[M].北京:冶金工业出版社,2005.
王林成. 光面爆破在隧道开挖中的应用[J].山西建筑,2007(7):280- 281.
[3] 张金柱.大断面隧道钻爆法快速施工技术[J].现代隧道施工技术,2003(5):11- 20