【摘要】某引水隧洞全長11.3km，馬蹄形斷面，圓弧段洞徑7.0m，底寬4.7m；縱坡i=0.01%。隧洞巖性：流紋質晶屑凝灰熔巖，花崗閃長巖，圍巖以Ⅱ、Ⅲ類為主，本工程洞挖工程量共計約60萬m3，為完成主洞開挖，共布置4條施工支洞。

【關鍵詞】馬蹄形；引水隧洞；爆破開挖；設計；施工

1、工程概況

主洞全長11.3km，馬蹄形斷面，圓弧段洞徑7.0m，底寬4.7m，縱坡i=0.01%。主洞隧洞沿線穿過的地形為構造侵蝕的中低山、丘陵地貌、地形破碎、沖溝發(fā)育。隧洞巖性：流紋質晶屑凝灰熔巖，花崗閃長巖，圍巖以Ⅱ、Ⅲ類為主，全洞中Ⅰ～Ⅱ類圍巖占4.3%；Ⅱ類圍巖占49.7%；Ⅲ類圍巖占30.6%；Ⅳ類圍巖占15.4%。本工程洞挖工程量共計約60萬m3。

2、施工方案

主洞分上下半洞開挖，下半洞開挖高度3m，其余為上半洞開挖高度，施工時先開挖上半洞，待上半洞貫通后再進行下半洞開挖。

采用鉆爆法開挖方案，按新奧法原理組織施工。洞身段堅持“先治水、管超前、弱爆破、短進尺、少擾動、強支護、早封閉、勤觀測”的施工原則。

主洞上半洞Ⅴ類圍巖采用預留核心土環(huán)形開挖，Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ類圍巖采用上半洞全斷面一次開挖。

主洞上半洞開挖采用兩臂鉆和手風鉆造孔，Ⅱ、Ⅲ類圍巖循環(huán)進尺3.5～3.8m，計劃日進尺7.2m，月進尺180m；Ⅳ類圍巖循環(huán) 進尺2.5m，計劃日進尺3.8m，月進尺95m，Ⅴ類圍巖循環(huán)進尺1.2～1.5m，計劃日進尺2.2m，月進尺60m；控制爆破段Ⅱ、Ⅲ類圍巖循環(huán)進尺2.5m，計劃日進尺5m，月進尺125m；Ⅳ類圍巖循環(huán)進尺2.0m，計劃日進尺3.0m，月進尺75m，Ⅴ類圍巖循環(huán)進尺1.2～1.5m，計劃日進尺2.2m，月進尺60m；炸藥采用2#巖石硝銨炸藥，有水時采用乳化炸藥，非電毫秒導爆管網絡、電雷管起爆，周邊采用光面爆破控制超、欠挖。開挖渣料全部采用ZL50側翻裝載機裝渣，15t自卸汽車運輸至指定的棄渣場，220HP推土機平渣。主洞下半洞開挖采用手風鉆造水平孔，孔排距1.2×0.8m，循環(huán)進尺4m，日進尺10m，月進尺250m。炸藥采用2#巖石硝銨炸藥，有水時采用乳化炸藥，非電毫秒導爆管網絡、電雷管起爆，周邊采用光面爆破控制超、欠挖。開挖渣料全部采用ZL50側翻裝載機裝渣，反鏟配合清底，15t自卸汽車運輸至指定的棄渣場，220HP推土機平渣。

3、施工方法

（1）施工測量

洞內導線控制網測量采用全站儀進行。施工測量一般采用全站儀配水準儀進行。每次爆后進行洞室中心線、設計線測放，并根據(jù)爆破設計參數(shù)點布孔位。定期進行洞軸線的全面檢查、復測，確保測量控制工序質量。

（2）主洞爆破設計

根據(jù)設計文件提供地質資料，主洞洞身的圍巖主要是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ及Ⅴ類圍巖。以主洞Ⅲ、Ⅳ類圍巖上半洞為例進行設計說明。

1）鉆孔布置炮孔布置原則為便于提高機械鉆孔效率；提高炸藥能量利用率、以降低炸藥用量；減少對圍巖的擾動，控制好開挖輪廓。主洞上半洞Ⅲ類圍巖開挖炮孔設計布置見圖一。

2）起爆順序如下框圖：

掏槽孔——崩落孔——底孔——周邊孔掏槽孔、崩落孔和底孔采用非電毫秒雷管起爆，其中掏槽孔用1段，主爆孔用3、5、7、8、9段，周邊光爆孔采用間隔裝藥，導爆索起爆，11段非電毫秒雷管孔外延時爆破，底孔采用13段毫秒導爆管。

3）主洞上半洞Ⅲ、Ⅳ類圍巖初擬爆破參數(shù)見表1、2。Ⅱ～Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類圍巖掘進循環(huán)時間見表3。

4）主洞下半洞爆破設計參數(shù)：周邊光爆孔φ42mm，孔距0.5m，孔深4m；水平孔φ42mm，孔深4m，孔排距1.2×0.8m，第一排孔距臨空面1.4m，單耗0.5kg/m3。

（3）爆破試驗

石方洞挖在開挖時，要結合生產首先進行爆破試驗，以確定準確、經濟、安全的爆破參數(shù)。爆破試驗的主要內容有：①爆破器材性能檢測試驗；②邊墻光面預裂爆破控制試驗；③掏槽孔的型式；④開挖進尺及孔排距；⑤開挖爆破網絡的裝藥量、封堵長度等試驗；⑥爆破石渣級配和塊度情況。

試驗前首先制定試驗大綱，根據(jù)其要求選定試驗部位，每組試驗項目初定三次，通過外觀檢查等手段獲取試驗成果清單，并 對清單進行詳細分析以確定準確的爆破參數(shù)。

光面爆破和預裂爆破效果應達到以下要求：殘留炮孔痕跡應 在開挖輪廓面上均勻分布；炮孔痕跡保存率：完整巖石在80%以上，較完整和完整性差的巖石不少于50%，較破碎和破碎巖石不小于20%；相鄰兩孔間的巖面平整，孔壁不應有明顯的爆震裂隙；相鄰兩茬炮之間的臺階或光爆爆破孔的最大外斜值，不應大于5cm；周邊孔應在斷面輪廓線上開孔，沿輪廓線的調整范圍和掏 槽孔的孔位偏差不應大于5cm，其它炮孔孔位的偏差不得大于10cm。

（4）鉆爆施工

測量布孔完成后，鉆孔設備就位開始施鉆。每排炮由值班工程師按“平、直、齊”的要求進行檢查，做到炮孔的孔底落在爆破規(guī)定的同一個鉛直斷面上；為了減少超挖，周邊孔的外偏角控 制在設備所能達到的最小角度。光爆孔及掏槽孔的偏差不得大于5cm，其它炮孔孔位偏差不得大于10cm。

采用光面爆破是控制洞室開挖尺寸的重要手段，光爆的好壞將直接決定洞室開挖斷面的優(yōu)劣，因此合理選用優(yōu)良的鉆孔設備、挑選熟練的鉆工，嚴格鉆孔精度是保證開挖質量的前提。鉆孔與裝藥合用一臺自行式高空作業(yè)平臺車進行。

（5）裝藥、連線、起爆

裝藥采用自制移動作業(yè)平臺車，施工人員可以方便、安全的 在高空作業(yè)平臺車上完成布孔、裝藥等工序。裝藥前用高壓風沖 掃孔內，炮孔經檢查合格后，方可進行裝藥爆破；炮孔的裝藥、 堵塞和引爆線路的聯(lián)結，由考核合格的炮工嚴格按爆破圖的規(guī)定 進行，裝藥嚴格遵守爆破安全操作規(guī)程。掏槽孔由熟練的炮工負 責裝藥，光爆孔用小藥卷捆綁于竹片上間隔裝藥。掏槽孔、擴槽 孔和其它爆破孔裝藥要密實，堵塞良好，嚴格按照爆破設計圖（爆破參數(shù)實施過程不斷調整優(yōu)化）進行裝藥、用非電雷管聯(lián)結起爆網絡，最后由炮工和值班技術員復核檢查，確認無誤，撤離人員和設備，炮工負責引爆。

（6）通風散煙及除塵開挖施工過程中一直啟動通風設備，利用已形成的通風系統(tǒng)進行排煙除塵，保證在放炮后規(guī)定時間內將有害氣體濃度降到允許范圍內。爆破散煙結束后，對開挖面爆破渣堆灑水除塵。

（7）安全處理由專職安全員全過程監(jiān)控。爆破后，用反鏟（或人工）清除掌子面及邊頂拱上殘留的危石及碎塊，保證進入人員及設備的安全，巖面破碎洞段在進行安全處理后，可先噴一層5cm厚混凝土，出渣后再次進行安全檢查及處理。在施工過程中，經常檢查已開挖洞段的圍巖穩(wěn)定情況，清撬可能塌落的松動巖塊。

（8）出渣及清底

施工支洞和主洞均采用3m3側卸式裝載機裝，15t自卸汽車運輸至指定棄渣場。出渣完畢后使用反鏟或人工清出工作面積渣，為下一循環(huán)鉆爆作業(yè)做好準備。

每排炮開挖結束后，對穩(wěn)定性差的局部巖體及時進行錨噴支護，圍巖好地段系統(tǒng)錨桿、掛網及噴混凝土可滯后開挖作業(yè)施工。

結束語：

經過現(xiàn)場施工實踐，本爆破施工方案滿足設計規(guī)范要求，施工過程經過現(xiàn)場的參數(shù)調整及優(yōu)化，爆破效果及施工進度滿足總工期要求，得到業(yè)主及監(jiān)理的認可。