王玉飛

【摘 要】地質(zhì)條件決定隧洞開挖進(jìn)尺，開挖進(jìn)尺是隧道施工的關(guān)鍵，它直接影響隧道工程的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。正確的選用爆破方法可以以減少超、欠挖和支護(hù)的工程量，增加巖壁的穩(wěn)定性，減弱爆破振動(dòng)對(duì)圍巖的擾動(dòng)，進(jìn)而達(dá)到控制巖體開挖輪廓的一種技術(shù).廣泛應(yīng)用于隧道開挖施工過程中，結(jié)合全圓形泄水隧洞工程實(shí)際，詳細(xì)介紹了光面爆破設(shè)計(jì)參數(shù)的選定、超欠挖控制方法及工藝方法。

【關(guān)鍵詞】隧洞工程；光面爆破；超、欠挖控制；爆破設(shè)計(jì)參數(shù)

隨著社會(huì)進(jìn)一步發(fā)展，爆破技術(shù)工程技術(shù)不斷在各個(gè)領(lǐng)域及行業(yè)被廣泛運(yùn)用，尤其在隧道開挖爆破、地鐵隧道爆破技術(shù)、隧道減震控制爆破技術(shù)都獲得了新的突破，并且創(chuàng)造了許多新技術(shù)、新工藝和新經(jīng)驗(yàn)，這些新工藝、隧道、隧洞開挖方法也得到了迅猛發(fā)展，新技術(shù)在水利水電工程方面也被廣泛運(yùn)用。

在水利工程中，爆破多運(yùn)用于溝槽和礦山爆破開挖、水電站輸水洞、發(fā)電洞、泄水洞的爆破開挖。在爆破工程中，爆破的方式、爆破設(shè)計(jì)參數(shù)的設(shè)定，爆破后超欠挖控制至關(guān)重要，每一項(xiàng)指標(biāo)都與工程的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相互聯(lián)系。

1.工程實(shí)例

1.1 工程概況

寧夏中寧長(zhǎng)山頭水庫泄水隧洞巖體較破碎，巖層節(jié)理裂隙發(fā)育，破碎呈小碎塊狀，圍巖地質(zhì)主要為Ⅲ類，局部穩(wěn)定性較差巖石堅(jiān)固系數(shù)為6～8，裂隙發(fā)育比較大。

1.2 爆破方法

根據(jù)圍巖特性確定圍巖多為Ⅲ類巖石，因考慮機(jī)械設(shè)備的使用效率以及工期的影響，圍巖掘進(jìn)進(jìn)尺確定為每個(gè)循環(huán)進(jìn)尺為1.5～2.5m。

隧洞爆破開挖方法有全斷面開挖法、半斷面開挖法、分部開挖法。本工程采用全斷面爆破開挖設(shè)計(jì)，一次完成整個(gè)斷面開挖、工作空間大，能充分發(fā)揮機(jī)械效能，施工進(jìn)度快的特點(diǎn)，并一次裝渣運(yùn)輸完成。

1.3 爆破器材的選用

炸藥選用2#巖石硝銨炸藥和防水乳化炸藥，直徑Φ32mm，長(zhǎng)25cm。選用非電毫秒雷管聯(lián)網(wǎng)起爆，電雷管引爆。

1.4 爆破參數(shù)的確定

爆破參數(shù)是爆破方案的核心?？茖W(xué)確定爆破參數(shù)是實(shí)現(xiàn)預(yù)期爆破效果，確保爆破安全，施工進(jìn)度和節(jié)約成本，提高經(jīng)濟(jì)效益的保證。在設(shè)計(jì)每個(gè)爆破參數(shù)時(shí)都必須從實(shí)際出發(fā)，以地質(zhì)勘探資料和爆破理論為依據(jù)。并在施工時(shí)不斷核實(shí)，使每個(gè)參數(shù)都科學(xué)合理。

1.4.1 炮孔直徑

炮孔直徑（D）的大小直接影響鉆孔速度，工作面炮孔數(shù)目（N）、單位炸藥消耗量（q）、爆落巖石度和隧洞輪廓線的平整性。

1.4.2 炮孔深度

炮孔深度的大小直接影響掘進(jìn)工序及掘進(jìn)速度，為實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)，應(yīng)加大孔深并增加掘進(jìn)循環(huán)次數(shù)。手持型和氣腿型鑿巖機(jī)采用普通型孔徑時(shí)，孔深按下表可選取。

1.4.6 周邊孔的布置

周邊孔布置在距設(shè)計(jì)輪廓線0.1～0.15m上，但由于受鑿巖機(jī)機(jī)型的限制，不得不向外偏斜一定的角度，偏斜角一般為3°～5°。周邊孔孔距一般為0.4-0.8m，根據(jù)本巖石的特性及斷面結(jié)構(gòu)，周邊孔間距取a=（8～18）d=600mm。

1.4.7 掏槽孔結(jié)構(gòu)及其他炮孔布置

掏槽孔采用“楔形掏槽”設(shè)計(jì)；周邊按“光面爆破”設(shè)計(jì)，楔形掏槽炸藥單耗低，爆破單位體積巖石所需炮孔長(zhǎng)度小。泄水洞炮孔布置如圖1所示。

預(yù)計(jì)循環(huán)進(jìn)尺L進(jìn)=2.0m，所以炮孔深度為L(zhǎng)=2.0/85%=2.4m，掏槽孔深度比其他孔加深0.2m，即掏槽孔的深度為2.6m。

單位：cm

泄水洞炮孔布置圖

掏槽孔填塞長(zhǎng)度為裝藥長(zhǎng)度的0.25倍，輔助孔和周邊孔的填塞長(zhǎng)度為裝藥長(zhǎng)度的0.3倍，則有：掏槽孔填塞長(zhǎng)度Lt1=2.6×0.25/（1+0.25）=0.6m；掏槽孔裝藥長(zhǎng)度Lc1=2.6-0.6=2.0m；輔助孔和周邊孔的填塞長(zhǎng)度Lt2=2.4×0.3/（1+0.3）=0.6m；輔助孔和周邊孔的裝藥長(zhǎng)度Lc2=2.4-0.6=1.8m；掏槽孔和輔助孔都采用Φ32×250mm，質(zhì)量150g的藥卷。

為了將爆破后的巖碴拋出，每個(gè)底眼中增加1卷藥，9個(gè)底眼共增加1.35kg炸藥。總裝藥量Q=Q1+ Q 2+ Q 3=7.2+5.25+35.7+10.8+30.6=89.55kg單位體積炸藥消耗量q= Q /V=89.55/97.06=0.9kg/m3。

根據(jù)本工程實(shí)例中的爆破設(shè)計(jì)參數(shù)的優(yōu)化確定，使得該工程爆破取得了良好的效果，尤其是超、欠挖控制效果明顯，爆破單耗得到有效控制并且為后續(xù)的噴護(hù)、支護(hù)節(jié)省了很大的成本，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.超、欠挖控制方法

該工程采用光面爆破有效控制隧洞超、欠挖的問題，主要從鉆孔精度 、爆破技術(shù)、施工組織管理、測(cè)量畫線等方面有效控制隧洞超、欠挖。

（1）改變“寧超勿欠”的思想，樹立“少欠少超”的觀點(diǎn)，避免開挖輪廓線無謂的擴(kuò)大。

（2）提高鉆孔精度。嚴(yán)格控制鉆孔的外插角、開口位置、鉆孔深度來提高。

（3）提高爆破技術(shù)。根據(jù)地質(zhì)條件選擇正確的爆破方式和合理的爆破參數(shù)。

（4）正確選用起爆雷管和炸藥。合理選用低密度、低爆速、低猛度、高爆力的炸藥，合理選用起爆雷管段數(shù)可有效控制起爆效果。爆破技術(shù)參數(shù)包括炮眼參數(shù)，爆破最小抵抗線、周邊孔密集系數(shù)、周邊眼裝藥不耦合系數(shù)。

（5）加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工管理。通過加強(qiáng)作業(yè)人員的組織 、作業(yè)安排、技術(shù)交底指導(dǎo)、質(zhì)量檢測(cè)反饋、以及執(zhí)行紀(jì)律、規(guī)章規(guī)程制度來達(dá)到爆破控制的要求和效果等。

（6）測(cè)量放樣。通過加強(qiáng)技術(shù)人員放樣精度，采用先進(jìn)的光學(xué)電子測(cè)量放樣設(shè)備進(jìn)行測(cè)量放樣，精確放出開挖輪廓線和鉆孔位置，根據(jù)掘進(jìn)循環(huán)進(jìn)尺要勤于測(cè)量放樣，測(cè)量放樣精準(zhǔn)，以減少超、欠挖。

3.結(jié)語

合理選擇爆破方式及確定合理的爆破設(shè)計(jì)參數(shù)來提高爆破技術(shù)是有效控制隧洞超、欠挖的有效方法。采用光面爆破可大大控制開挖成本，同時(shí)節(jié)省支護(hù)等工程量和費(fèi)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 梅錦煜，黨立本.水利水電工程施工手冊(cè)（第2卷）[M].

[2] 水利水電設(shè)計(jì)施工組織設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京：中國(guó)水電出版社.

[3] 王旭光. 爆破設(shè)計(jì)與施工[M]. 北京：北京冶金工業(yè)出版社，2011.

[4] 長(zhǎng)山頭泄水隧洞施工組織設(shè)計(jì)[R].

[4] DL/T5135-2001 水利水電工程爆破施工技術(shù)規(guī)程[S].

[5] JTJ042-94 公路隧道施工技術(shù)規(guī)范[S].