李樹華

摘要：根據(jù)隧道“新奧法”施工需要，通過光面爆破試驗(yàn)，得出圍巖的科學(xué)合理的光面爆破設(shè)計(jì)參數(shù)，形成光面爆破的方案，提出光面爆破的施工工序?？刂魄烦冢_保初期支護(hù)和二襯厚度，降低工程成本，取得良好的效果。

關(guān)鍵詞：光面爆破;施工;總結(jié)

前 ?言

在隧道掘進(jìn)中，邊墻及拱頂?shù)某?、欠挖爆破?duì)圍巖的破壞深度，直接決定著掘進(jìn)施工質(zhì)量的高低和噴錨或襯砌支護(hù)工程量的大小，進(jìn)而影響掘進(jìn)施工的經(jīng)濟(jì)效益和隧道的使用壽命。在隧道掘進(jìn)，利用好光面爆破技術(shù)并盡可能提高光面爆破的質(zhì)量是極為重要的。

一、光面爆破機(jī)理

光面爆破常采用空氣間隙不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，當(dāng)相鄰兩炮孔中的炸藥同時(shí)起爆后，爆炸沖擊波壓縮間隙內(nèi)的空氣，峰壓急劇衰減后，作用于炮孔內(nèi)壁，并轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)力波在巖石中傳播，相向傳播的應(yīng)力波會(huì)在兩炮孔連心面中央相遇并疊加，從而形成一個(gè)最大主拉應(yīng)力區(qū)，其方向垂直于連心面，它也是一個(gè)應(yīng)力集中區(qū)。因此，在采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)和裝藥量適當(dāng)?shù)那闆r下，并且孔間距合理，又保證炮孔同時(shí)起爆，則炸藥爆炸不會(huì)使炮孔壁破壞，而只在孔壁周圍隨機(jī)產(chǎn)生微小的徑向初始裂紋，同時(shí)在炮孔連心面上產(chǎn)生最大拉應(yīng)力區(qū)，然后初始裂紋在炸藥爆炸產(chǎn)生的高溫高壓氣體的“氣楔”作用下，沿炮孔連心面擴(kuò)展，直至相鄰炮孔間的裂縫貫通，巖石斷裂。這就是通常認(rèn)為的光面爆破的破巖機(jī)理。

二、光面爆破設(shè)計(jì)

隧道開挖采用新奧法施工，根據(jù)圍巖不同分類對(duì)不同的巖性采用不同的爆破方法和技術(shù)參數(shù)，并通過對(duì)圍巖進(jìn)行施工監(jiān)測(cè)，按照監(jiān)測(cè)獲得的數(shù)據(jù)及時(shí)對(duì)擬定的爆破參數(shù)進(jìn)行修改，遇到斷層破碎帶和不良地質(zhì)段，則加強(qiáng)噴錨支護(hù)甚至采用鋼拱架等支護(hù)措施，從而減少了超挖和塌方，確保施工安全。當(dāng)開挖圍巖為Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)圍巖時(shí)采用光面爆破方法，其技術(shù)參數(shù)的確定采用理論計(jì)算和現(xiàn)場監(jiān)測(cè)相結(jié)合，以期取得良好的爆破效果。

1.爆破器材及起爆順序

選用爆速低的炸藥，采用φ32mm乳化炸藥藥卷，規(guī)格為￠32mm×200mm，0.15千克/卷。為更好地實(shí)現(xiàn)微差爆破采用1～15段非電毫秒雷管。光面爆破時(shí)，從掏槽眼開始，一層一層從截面中心往外進(jìn)行，最后是周邊眼爆破。布置雷管段號(hào)時(shí)應(yīng)注意：1）合理的段間隔時(shí)間。2）前一段的起爆要盡量為后一段爆破創(chuàng)造良好的臨空面。

2.孔深進(jìn)尺設(shè)計(jì)

一般隨著眼深的增加，單循環(huán)的進(jìn)尺越高，但鉆眼的深度與鉆眼機(jī)械有關(guān)，隨著眼深的增加，鉆眼效率降低，而且眼孔易出現(xiàn)彎曲，孔間誤差過大，影響爆破效果，通過實(shí)踐證明隧道在Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖條件下每循環(huán)進(jìn)尺3m、3.2m、3.4m左右的炮眼深度比較理想。本隧道采用3.2m進(jìn)尺，鉆孔深度3.4m。

3.掏槽形式設(shè)計(jì)

掏槽是隧道爆破技術(shù)的關(guān)鍵，如果掏槽不成功，就不能為其他眼形成理想的臨空面條件，且爆破后的留下的殘眼很深，炮眼利用率低，掏槽眼周圍的圍巖震裂、破碎，鉆眼時(shí)易卡鉆。

4.爆破參數(shù)及全斷面炮眼布置圖

全斷面一次光面爆破中，影響光面爆破效果的主要參數(shù)是：周邊炮眼間距、周邊眼密集系數(shù)、最小抵抗線、不偶合系數(shù)和裝藥集中度。實(shí)踐證明這些參數(shù)是共同起作用的，只有這些參數(shù)都在某一正確的范圍內(nèi)時(shí)，爆破效果才是最理想的，各種參數(shù)中周邊眼裝藥集中度是最重要的參數(shù)。所以對(duì)光面爆破來講，根據(jù)地質(zhì)條件、炸藥品種、性能等因素，正確設(shè)計(jì)裝藥集中度，最為重要。

5.全斷面炮眼布置

炮眼布置先布置掏槽眼、周邊眼，然后是底板眼，最后布置掘進(jìn)眼。裝藥結(jié)構(gòu)。周邊眼采用間隔裝藥，裝藥不偶合系數(shù)為1.6。其它眼采用連續(xù)裝藥。掏槽眼的首段采用正向裝藥起爆，其它炮眼采用反向裝藥起爆，炮泥堵塞長度不少于30cm。

三、光面爆破程序

1.放樣布眼

鉆眼前，用激光準(zhǔn)直儀定位，經(jīng)緯儀、水平儀、鋼尺相配合，測(cè)量人員用紅油漆準(zhǔn)確繪出開挖斷面的中線和輪廓線，標(biāo)出炮眼位置，誤差不超過5cm。

2.定位開眼

采用鉆孔臺(tái)車或風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆眼，軸線與隧道軸線保持平行，就位后按鉆眼布置圖鉆孔，掏槽眼和周邊眼的鉆眼精度要求為控制在5cm以內(nèi)。

3.鉆眼、清孔

安排技術(shù)熟練的操作人員施做，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求和具體情況、確定的設(shè)備進(jìn)行施工。裝藥前，用炮鉤和高壓風(fēng)將炮眼內(nèi)石屑刮出吹凈。

4.裝藥

按照炮眼設(shè)計(jì)圖確定的裝藥量自上而下分片分組進(jìn)行，雷管對(duì)號(hào)安設(shè)，要定人、定位、定段別，不得亂裝藥。所有炮眼按要求用炮泥堵塞。

5.連結(jié)起爆網(wǎng)絡(luò)

對(duì)于導(dǎo)爆索的使用按設(shè)計(jì)聯(lián)結(jié)網(wǎng)絡(luò)操作，起爆網(wǎng)路為復(fù)式網(wǎng)路，充分保證起爆的可靠性和準(zhǔn)確性。導(dǎo)爆管不能打結(jié)，各炮眼雷管連接次數(shù)相同，導(dǎo)爆索的連接方向準(zhǔn)確、連接點(diǎn)必須牢固，引爆雷管用黑膠布包扎在離一簇導(dǎo)爆管自由端10cm以。

四、光面爆破控制關(guān)鍵

1.鉆孔精確

鉆孔技術(shù)對(duì)隧道超欠挖的影響主要是周邊眼的外插角，首先外插角和鉆孔深度主要取決于司鉆工的操作水平和采用鉆機(jī)的某些性能。通常，鉆機(jī)都有一個(gè)外緣高度，為保證后續(xù)掘進(jìn)能正常鉆孔，就必須有一個(gè)超挖高度（即超挖控制下限），所以一定要努力提高司鉆工的技術(shù)水平和責(zé)任心。此外，由于鉆孔作業(yè)覆蓋空間有限，以及受隧道形狀的影響，拱部180°范圍內(nèi)，則應(yīng)控制上仰角，而在兩側(cè)邊墻部位則應(yīng)控制水平的外插角，對(duì)底板則應(yīng)注意下插角。

2.爆破方法的影響及爆破方式

在控制爆破中，主要的技術(shù)參數(shù)包括：單位巖石炸藥消耗量、周邊孔位裝藥密度、周邊炮孔布置等。合理地調(diào)整這些參數(shù)之間的配合，對(duì)減少超欠挖是至關(guān)重要的。周邊孔的布置不應(yīng)大于60cm，必要時(shí)應(yīng)加密，在圍巖變化較明顯處或巖質(zhì)堅(jiān)硬時(shí)，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整周邊眼間距，必要時(shí)在周邊眼處布置空眼作為切割眼。周邊眼采用導(dǎo)爆索引爆質(zhì)量高、成本低。周邊眼采用了導(dǎo)爆索引爆，實(shí)現(xiàn)了周邊眼空氣間隔裝藥，爆炸時(shí)使和爆破力沿炮眼均勻分布，爆破后爆炸輪廓線圓滑、平順。

3.測(cè)量放線

控制超欠挖的主要是開挖輪廓線（或周邊孔線）的精度要控制好，為此，首先要保證中線和標(biāo)高的準(zhǔn)確，其次，是要保證輪廓線位置的準(zhǔn)確。中線和標(biāo)高的偏移將使斷面的輪廓線向一側(cè)偏移，造成開挖斷面的一側(cè)超挖一側(cè)欠挖。通常隧道掌子面都是傾斜的，會(huì)引起放線誤差。放線精確度不好就會(huì)引起斷面的超欠挖。因此，應(yīng)提高放線精度，減少對(duì)超欠的影響。

五、結(jié)束語

優(yōu)質(zhì)的光面爆破設(shè)計(jì)是保證隧道質(zhì)量的基本前提，爆破參數(shù)的選擇應(yīng)根據(jù)圍巖類別、開挖斷面尺寸確定。通過加強(qiáng)施工現(xiàn)場的管理，在實(shí)際施工中的光爆效果為：實(shí)際鉆眼深度3.2～3.4m，平均循環(huán)進(jìn)尺3.0m，平均炮眼利用率90%，兩茬炮銜接臺(tái)階拱部最大沒有超過8cm，而且殘眼前后基本在一條直線上，拱部炮眼殘眼率達(dá)90%～93%。邊墻兩茬炮銜接臺(tái)階比較大，主要是由于打鉆手1.5～2.0°外插角度掌握不好，殘眼率80%～85%。爆破后巖碴堆高約4m，拋擲距離15～25m，石碴較破碎，底板平整，符合裝碴要求。光面爆破的良好效果不僅提高了開挖質(zhì)量，保證了防水板的掛設(shè)，而且提高了襯砌混凝土的質(zhì)量，做到了不滲不漏。