后崗隧道ⅲ級(jí)圍巖光面爆破技術(shù)

后崗隧道Ⅲ級(jí)圍巖光面爆破技術(shù)探討光面爆破技術(shù)是采用鉆爆法施工隧道的主要技術(shù)，采用光面爆破在圍巖中產(chǎn)生的裂隙較少，爆破后的巖石表面能按設(shè)計(jì)輪廓線成型，表面較平順，超欠挖很小。它的成敗決定了隧道的安全、技術(shù)、質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)等各項(xiàng)指標(biāo)的完成。本文結(jié)合后崗隧道Ⅲ級(jí)圍巖光面爆破的工程實(shí)例，介紹了這種方法的應(yīng)用。1工程概述后崗隧道位于xx省xx市xx縣xx鎮(zhèn)內(nèi)，為雙幅分離式隧道。左洞起訖里程樁號(hào)K18+956～K21+360，長2404m,縱坡采用單向坡，下坡-1.80%，仰義端洞口設(shè)計(jì)高為63.67m，北白象端洞設(shè)計(jì)高21.07m；右洞起訖里程樁號(hào)為K18+915～K21+280，長2365m。隧道按照雙向六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)速度100km/h?？v坡采用單向坡，下坡-1.80%，仰義端洞口設(shè)計(jì)高為64.03m，北白象端洞設(shè)計(jì)高22.51m。隧道進(jìn)口均位于豎曲線內(nèi)。后崗隧道左右洞仰義端均采用端墻式洞門，左右洞北白象端均采用半明洞式門。該隧道測區(qū)巖性較復(fù)雜，隧道所在低山區(qū)巖性主要為上侏羅統(tǒng)西山頭組晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r、晶屑凝灰?guī)r夾少量沉積巖和部分侵入巖組成，大部分為堅(jiān)硬及堅(jiān)硬~半堅(jiān)硬，隧道進(jìn)出口段洞頂及部分側(cè)壁圍巖為第四系松散土層、覆蓋層厚度大，穩(wěn)定性差；洞身巖體內(nèi)夾有較多沉積巖和巖漿巖巖脈侵入，以Ⅲ級(jí)圍巖為主。隧道所在山區(qū)地下水主要受大氣降水補(bǔ)給，雨季時(shí)地表水大都沿附近沖溝排向山區(qū)下游，部分地表水滲入地下形成地下水，地下水滲流途經(jīng)主要是沿巖土交界面和基巖節(jié)理裂隙，形成基巖裂隙水，水量較貧乏。后崗隧道采用三車道高速公路設(shè)計(jì)，隧道具有開挖斷面大且扁平的特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)情況，后崗隧道在Ⅲ級(jí)洞身開挖中，采取全斷面光面爆破。光面爆破的目的是為了使隧道開挖斷面盡可能地符合設(shè)計(jì)輪廓線，減輕對圍巖的擾動(dòng)，減少超、欠挖。同時(shí)通過較好的光面爆破為錨噴支護(hù)、柔性防水卷材施工質(zhì)量打下良好的基礎(chǔ)。2光面爆破參數(shù)設(shè)計(jì)本隧道開挖斷面大、巖質(zhì)硬，若采用直眼掏槽，中空眼直徑太小，且打眼多，效率低，效果不佳。經(jīng)現(xiàn)場多次對比試驗(yàn)，采用二排楔形掏槽，實(shí)施后掘進(jìn)很快，大大提高了炮眼利用率和開挖進(jìn)尺。根據(jù)本隧道的圍巖性質(zhì)、地質(zhì)條件、炸藥種類、開挖斷面的大小及形狀、計(jì)劃循環(huán)進(jìn)尺、鉆眼直徑等，選出光爆參數(shù)(周邊眼間距、最小抵抗線、炮眼密集系數(shù)塒、不耦合系數(shù)、裝藥集中度q、裝藥結(jié)構(gòu)及起爆方式)，同時(shí)經(jīng)過多次試爆調(diào)整，確定下表鉆爆設(shè)計(jì)資料。實(shí)際操作中根據(jù)地質(zhì)條件的變化及時(shí)調(diào)整爆破參數(shù)。Ⅲ級(jí)圍巖光面爆破參數(shù)序號(hào)炮眼名稱數(shù)量眼深（m）單孔裝藥量（kkg）總裝藥量（kgg）雷管段數(shù)裝藥結(jié)構(gòu)1掏槽眼123.743.238.41連續(xù)2擴(kuò)槽眼104.32.7273連續(xù)5輔助眼7831.4109.25、7、9、11、15連續(xù)8底板眼1931.630.413連續(xù)9周邊眼4730.728.217間隔合計(jì)166233.2說明：E=600cm，W=E/00.8=775cm，K=E//W=0..8，D＝d炮眼/d炸藥=422/32==1.311，q=0.85kg/mmⅢ級(jí)圍巖光面爆破炮孔布置圖Ⅲ級(jí)圍巖光面爆破掏槽剖面圖2.1炮眼布置隧道爆破為只有一個(gè)爆破面的單自由面爆破，爆破時(shí)受巖石的夾制作用影響較大，形成第二個(gè)臨空面的掏槽技術(shù)是隧道爆破的關(guān)鍵技術(shù)?！疤筒邸钡某蓴Q定了爆破的進(jìn)尺長度，同時(shí)也決定光面爆破的因素之一。后崗隧道結(jié)合隧道開挖斷面尺寸，掏槽技術(shù)采用斜眼掏槽中的二級(jí)級(jí)楔形掏槽，掏槽位置位于斷面中部偏下，據(jù)底板距離1.8m，采用1～7段非電毫秒延期雷管爆破。斷面爆破后拋碴距離15～20m，基本滿足出碴運(yùn)輸和爆后找頂及初期支護(hù)作業(yè)，同時(shí)也可控制爆破振動(dòng)。2.2裝藥結(jié)構(gòu)本隧道裝藥結(jié)構(gòu)采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)和間隔裝藥結(jié)構(gòu)2種形式。對于掏槽眼、擴(kuò)槽眼、輔助眼、底板眼采用連續(xù)裝藥形式，將計(jì)算好的Φ32mm藥卷逐節(jié)裝入炮孔內(nèi)，毫秒雷管引爆；對于周邊眼采用間隔捆綁藥串裝藥，導(dǎo)爆索引爆。3光面爆破施工3.1鉆眼施工3.1.1機(jī)具及設(shè)備投入的主要機(jī)具及設(shè)備見下表主要機(jī)具及設(shè)備表機(jī)具及設(shè)備名稱稱規(guī)格型號(hào)額定功率數(shù)量開挖臺(tái)架自制1風(fēng)槍YT2818內(nèi)燃空壓機(jī)20m320m3/miin9內(nèi)燃發(fā)電機(jī)250KW2軸流式通風(fēng)機(jī)SSDT-1225A80000～11200000m3/h13.1.2炮眼布置要求鉆眼前測量人員先用全站儀在掌子面上定出隧道中線和高程，然后畫出周邊眼和底部眼輪廓線，最后定出掏槽眼和輔助眼，并用油漆做出標(biāo)記。炮眼位置一旦確定，不得隨意更改。3.1.3鉆孔要求采用YT28型風(fēng)槍鉆孔，鉆孔直徑為Φ42mm。炮眼的深度、角度、間距要嚴(yán)格按照鉆爆設(shè)計(jì)進(jìn)行，同時(shí)符合下列精度要求：1）掏槽眼：掏槽眼的位置正確與否，關(guān)系到整個(gè)開挖面的爆破效果，要求眼口與眼底的誤差≤5cm，對于硬質(zhì)巖更需注意。2）輔助眼：眼口排距、行距誤差≤5cm，在節(jié)理發(fā)育處適當(dāng)調(diào)整位置，避免卡鉆，影響爆破效果。3）內(nèi)圈眼：內(nèi)圈眼距離周邊眼的排距誤差≤5cm。4）周邊眼：周邊眼的開眼和眼底位置，關(guān)系到光面爆破的最終效果。沿隧道開挖輪廓線上的間距誤差≤5cm，周邊眼外插角≤3°，底板眼不超出開挖斷面輪廓線10cm，最大不得超過15cm。5）當(dāng)開挖面不平整出現(xiàn)斜面時(shí)，要按照實(shí)際偏差方向調(diào)整鉆孔深度，同時(shí)調(diào)整裝藥量，盡量使除掏槽眼外所有的炮孔眼底在同一垂直面上。鉆孔完成后，按照炮眼布置圖進(jìn)行檢查并做好記錄，對于不符合要求的炮孔重新補(bǔ)鉆，經(jīng)檢查合格后方可裝藥爆破。裝藥前需進(jìn)行吹孔，吹孔是將炮眼內(nèi)的泥漿、石粉吹洗干凈。裝藥完畢后及時(shí)用炮泥填堵密封。3.2裝藥與填塞3.2.1裝藥裝藥時(shí)必須按照鉆爆設(shè)計(jì)的藥量進(jìn)行裝填，同時(shí)核對裝藥炮眼、雷管段位是否正確。裝藥時(shí)采用竹竿做炮輥，對于連續(xù)裝藥時(shí)炸藥要裝到底，保持裝藥連續(xù)，每裝一卷炸藥必須用炮輥捅一次，確保節(jié)炸藥間密貼。周邊眼采用將預(yù)先加工好的用竹片連接的藥卷直接裝入炮孔即可。各種炮眼必須在孔口段預(yù)留不小于20cm的填塞長度。3.2.2填塞填塞要保證質(zhì)量，采用黃泥作為炮泥，黃泥不能過稀，可搓成條即可。填塞必須用炮輥將炮泥填塞密實(shí)，防止出現(xiàn)空洞或間隔現(xiàn)象。對于周邊眼在填塞過程中要注意保護(hù)導(dǎo)暴索。3.3爆破網(wǎng)路及連接網(wǎng)路采用簇連法連接，連接時(shí)將導(dǎo)暴索分片捆成15根一束，每束中心捆綁兩發(fā)一段雷管擊發(fā)，采用電雷管起爆。4光面爆破質(zhì)量檢驗(yàn)1）開挖輪廓線圓順，基本無補(bǔ)炮現(xiàn)象，爆破效果理想。拱部半孔痕跡保存率達(dá)到80%，爆破后每循環(huán)炮眼痕跡基本連續(xù)，2次爆破的銜接臺(tái)階尺寸≤15cm。2）開挖循環(huán)時(shí)間短，進(jìn)尺理想。開挖循環(huán)時(shí)間為10小時(shí)左右，開挖進(jìn)尺2.8～3m/循環(huán)，進(jìn)尺穩(wěn)定、良好，效果顯著。3）改善了圍巖受力狀態(tài)。由于開挖輪廓線圓順，沒有明顯的凹凸不平，有效的避免了局部的應(yīng)力集中，釋放了圍巖的高應(yīng)力，為初期支護(hù)和二次襯砌創(chuàng)造了有利條件，從而改善了襯砌結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。5光面爆破質(zhì)量檢驗(yàn)該隧道采用全斷面掘進(jìn)、斜眼掏槽和光面爆破技術(shù)，爆破達(dá)到了預(yù)期效果，說明所采用的爆破參數(shù)是正確的，對同類工程具有借鑒意義。不過鉆爆法施工，巖石超挖是不可避免的，施工中主要采取了以下措施改善超挖問題。1）測量放樣準(zhǔn)確，必須準(zhǔn)確的畫出開挖輪廓線，放線誤差≤2cm。對于掌子面與線路中線不垂直時(shí)尤其主要。2）確保