隧道光面爆破控制技术.doc

中梁山隧道光面爆破控制技术 杨平 摘要：本文通过对隧道光面爆破控制的钻爆设计、施工工艺、超欠挖原因的分析及施工效果的介绍，着重说明中梁山隧道的光面爆破控制技术。 关键词：中梁山 爆破 控制 工艺 1 工程概况 华福中梁山隧道为重庆市华岩至巴福一级公路改建工程的控制工程，位于九龙坡和大渡口两区境内。隧道左线全长3561.593m，右线全长3555.00m，为分离式双向四车道公路隧道，左、右线轴线间距35.00m。 隧道穿越的中梁山山脉沿四川盆地东部呈北东向展布，南北长80.00Km，东西长3.0～5.0Km，为条带状低山。山丘相对高差100.00m左右，为典型的川东平行岭谷地貌，发育有“一山两岭三槽”特征，属构造-剥蚀地貌。隧址区位于中梁山南段、山体狭长、且相对低缓，岩体以长石石英砂岩、灰岩、白云岩、钙质泥岩等为主。 隧道部分洞身穿越溶洞、煤层采空区和瓦斯地段。主要施工方法为：Ⅱ、Ⅲ类围岩采用半断面施工；Ⅳ、Ⅴ围岩采用全断面施工，全隧采用光面爆破技术，模板台车衬砌。 2 对光面爆破的认识 隧道爆破往往不能得到表面平整的坑道轮廓线，常常出现事以愿违的超挖和欠挖，这造成了很大的工程浪费，也直接影响施工的速度。如何使用新机具、新材料、优化爆破设计，努力提高爆破质量是钻爆法施工永远要探索的课题，光面爆破技术就是其中之一。 光面爆破顾名思义就是爆破成型好，超欠挖少。它是通过调整周边眼的各爆破参数，使爆破面沿周边眼劈裂开来，从而避免周边眼以外的围岩受到破坏，并使坑道周边达到光面的效果。主要技术参数及措施如下： 2.1 适当加密周边眼间距，调整间距抵抗比E/W值 减少周边眼间距要视岩石的抗爆性、炸药性能、炮眼直径和装药量而定，一般可取E=（8～18）D=40cm～70cm。选择时，对于硬岩和破碎岩石宜取较小E值；对于软质或完整性好的岩石宜取较大的E值。 为了保证孔间贯通裂缝优先形成，必须使周边眼的最小抵抗线大于炮眼间距，通常取E/W=0.8为宜，即W≈50～90cm。 2.2 选择合理的炸药品种、炸药量和装药结构 用于光面爆破的炸药应选用爆速较低、猛度较低、爆力较大、传爆性能良好的炸药；底板眼则宜选用高爆力炸药，即可以克服上覆石碴的压制，又可以起到翻碴作用。 周边眼装药量应既具有破岩所需的应力能，又不致造成对围岩的严重破坏，施工中要根据孔距E、光爆层厚度W、石质及炸药种类等因素综合考虑和调整。一般地装药密度控制在0.04kg/m～0.4kg/m。 周边眼的装药结构，一般采用小直径药卷连续或间隔装药。炮眼、药卷直径不偶合系数λ可控制在1.25～2.0之间。但药卷直径不小于炸药的临界直径，以保证稳定传爆。必要时用导爆索传爆，孔内串联。 2.3 保证周边眼同时起爆 用导爆索或即发雷管同时起爆所有周边眼的药包，尽量使用高精度迟发雷管或导爆索作为孔内传爆。 2.4 严格掌握炮眼方向 钻眼方向的准确与否，直接影响光面爆破的效果。钻眼前要认真定准炮位，确定炮眼的方向，控制钻眼的角度，确保周边眼落在同一铅垂平面上。 3 钻爆设计 中梁山隧道岩体以长石石英砂岩、灰岩、白云岩、钙质泥岩等为主，按围岩类别区分有Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类，其中以Ⅳ、Ⅴ类围岩居多，下面着重介绍中梁山隧道Ⅳ、Ⅴ类围岩钻爆设计过程。 3.1 岩石的抗爆性及分级 本隧道Ⅳ、Ⅴ类围岩主要是灰岩，节理较发育，整体性稍好，但裂隙水发育。岩石单轴抗压强度在30～45Mpa之间，软化系数0.82，根据工程类比可判定其抗爆破性指数N为Ⅲ级，属中等爆破程度。 3.2 炸药品种选择 考虑岩石的抗爆性、裂隙水、重庆市场炸药性能和价格，决定采用药卷直径为θ=φ35mm的2#岩石炸药（有水孔采用乳化炸药），炸药单耗量k值确定在0.9～1.2之间。周边眼采用小药卷直径为θ=φ25mm的2#岩石炸药。药卷直径大于炸药的临界直径15mm。 3.3 循环进尺l和炸药用量Q 根据进度计划安排，并结合使用的凿岩设备，综合考虑后确定循环进尺l=3.5m；每循环的总装药量为Q=klS=1.04×3.5×75=274.2kg 3.4 开挖面的支承作用距离T 根据量测数据反映,开挖面的支承作用,可以持续达到3倍洞径,也就是说开挖面距离初期支护的距离可达到T=3×12=36m。 3.5 炮眼直径D 根据使用的YT-28型风动凿岩机的性能及工作效率，采用φ38mm钻头成眼φ40mm，不偶合系数λ=D/θ=1.14 ,以免发生管道效应,导致药卷拒爆；对于周边眼可采用较大的λ值（1.2～1.3），以减少对围岩的破坏。 3.6 炮眼数目N及比钻眼数n 3.6.1 根据各炮眼平均分配炸药量的原则计算炮眼数目： N=Q/q=kS/αβ=152个。 （装药系数α=0.53, 药卷单位长度质量β=0.96kg/m。） 3.