李文明
摘 要:賀坪峽隧道呈西南-東北走向,位于河北省邢臺縣境內(nèi),太行山山脊東側(cè),隧道進(jìn)口位于白岸鄉(xiāng)洺水村西北側(cè)的山坡處,出口位于白岸鄉(xiāng)馱道村西側(cè)的山坡上。本文通過對邢臺賀坪峽隧道與邢汾高速并行段隧道爆破開挖設(shè)計(jì)分析,并提出了相應(yīng)的施工要點(diǎn),以期更好的確保工程建設(shè)的順利有序推進(jìn)。
關(guān)鍵詞:爆破開挖;設(shè)計(jì);施工;要點(diǎn)分析
本隧道所穿越地層為第四系上更新統(tǒng)坡洪積粗角礫土、碎石土,震旦系下統(tǒng)常州溝組砂巖、頁巖和礫巖,太古界贊皇群石家欄組黑云斜長片麻巖。采用4個工區(qū)4個工作面同時施工,隧道進(jìn)出口要求用大管棚鉆孔壓漿加固后開挖,進(jìn)洞后隧道開挖采用鉆爆法施工,出碴及運(yùn)料采用無軌運(yùn)輸方式,二次襯砌采用4臺專用隧道模注臺車推進(jìn)。
一、爆破施工技術(shù)與工藝
(一)爆破參數(shù)設(shè)計(jì)
1、炮眼直徑d:取為φ42mm。
2、首挖部分掏槽眼方式及布置:本隧道三種斷面型式的爆破設(shè)計(jì)中,首挖部分均采用斜眼掏槽,掏槽眼比其它眼深10~20cm,孔底距20cm。
3、最小抵抗線與其它開挖部分炮孔間排距。根據(jù)隧道巖質(zhì)情況和爆破經(jīng)驗(yàn),首挖部分最小抵抗線80cm左右。除了首挖部分外,三種隧道其它部分開挖時均有兩個自由面。其中最小抵抗線取值在65~75cm左右,根據(jù)裝藥量及臨空面的變化,孔排距取65~90cm。
4、炮孔深度:根據(jù)設(shè)計(jì)要求,孔深在不同地段按0.8m,1.0m,1.2m,2.0m鉆孔。
5、爆破不耦合系數(shù)、藥卷直徑。本設(shè)計(jì)采用YT-28型氣腿式鑿巖機(jī)鉆眼,所有炮孔直徑dk均為42mm,開挖周邊眼藥卷選擇2號巖石乳化炸藥標(biāo)準(zhǔn)藥卷。
6、確定周邊眼間距(E)和炮孔密集系數(shù)(K)。炮孔密集系數(shù)是周邊眼間距(E)與最小抵抗線(W)的比值,是影響隧道成形效果的重要因素。
K= E/ W
式中,E—周邊炮眼間距,單位cm;
W—最小抵抗線,單位cm;
K值總是小于1,在本設(shè)計(jì)中取E=40~50cm,周邊眼最小抵抗線W =65~70cm時,正常情況下K=0.7左右。
7、周邊眼裝藥系數(shù)和其它參數(shù)。對于光面爆破,線裝藥密度為0.1~0.2kg/m,本工程取為0.2kg/m左右;
周邊眼原則上應(yīng)布置在設(shè)計(jì)輪廓線上,但由于受鑿巖機(jī)機(jī)型的限制,必定向外偏斜一定角度,偏斜角取值為6°,實(shí)際施工時可略作調(diào)整,使眼底落到開挖輪廓線上。
8、循環(huán)進(jìn)尺:嚴(yán)格控制每一循環(huán)爆破進(jìn)尺,根據(jù)開挖斷面鋼拱架支護(hù)間距確定每循環(huán)開挖進(jìn)尺,避免隧道支護(hù)不到位現(xiàn)象。
(二)爆破施工技術(shù)
1、爆破開挖工序及技術(shù)。(1)洞口段Ⅴ級圍巖D2K53+930~974區(qū)爆破施工。本段隧道均為Ⅴ級圍巖,甲方提供的設(shè)計(jì)要求Ⅴ級圍巖采用三臺階臨時仰拱法,循環(huán)進(jìn)尺不得超過0.8m。根據(jù)圖9先對1區(qū)鉆孔,爆破后采用錨噴+型鋼拱架對1進(jìn)行臨時支護(hù)。下臺階2區(qū)和3區(qū)分別劃分為左右兩部分,可滯后一段距離進(jìn)行下臺階爆破工作。(2)Ⅳ級圍巖D2K53+870~930區(qū)爆破施工。本段隧道均為Ⅳ級圍巖,甲方提供的設(shè)計(jì)要求Ⅳ級圍巖采用短法,循環(huán)進(jìn)尺不得超過2.4m。根據(jù)圖12、13進(jìn)行鉆孔布置。上臺階在中部爆破開挖完成后,再進(jìn)行錨噴、型鋼拱架等初期支護(hù),下臺階可滯后一段距離進(jìn)行下臺階爆破工作。本段距離塌方區(qū)域約155m,距離較遠(yuǎn)??紤]到施工方便和安全,本次設(shè)計(jì)上臺階進(jìn)尺為1.2m,分段藥量0.8kg;下臺階進(jìn)尺1.6m,分段藥量1.6kg。(3)Ⅲ級圍巖D2K53+564~870區(qū)爆破施工。本段隧道均為Ⅲ級圍巖,甲方提供的設(shè)計(jì)要求Ⅲ級圍巖采用臺階法,循環(huán)進(jìn)尺不得超過3.5m。其中,賀坪峽隧道D2K53+720~780處邢汾高速公路路基邊坡出現(xiàn)塌方,爆破設(shè)計(jì)做重點(diǎn)保護(hù)。
(三)爆破網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接
本工程爆破施工所有微差時間的實(shí)現(xiàn)全部采用孔內(nèi)微差爆破方式,以保證導(dǎo)爆管起爆系統(tǒng)的安全。需注意的是本工程所用雷管段別多,應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)段別施工。
對于Ⅴ級圍巖隧道,上臺階的雷管個數(shù)為70個;下臺階2區(qū)分左右兩部分,孔數(shù)均為40個;下臺階3區(qū)分左右兩部分,孔數(shù)均為45個。Ⅳ級圍巖隧道上臺階2個區(qū)中,1~2區(qū)雷管個數(shù)分別為:71、63個;下臺階2個區(qū)中,1~2區(qū)雷管個數(shù)均為60個;Ⅲ級圍巖隧道D2K53+870~630區(qū)域上臺階2個區(qū)中,1~2區(qū)雷管個數(shù)分別為:68、56個;下臺階2個區(qū)中,1~2區(qū)雷管個數(shù)均為59個。
(四)起爆網(wǎng)絡(luò)及施工
根據(jù)前述爆破網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì),本爆破工程在Ⅴ級圍巖段隧道下臺階及Ⅳ、Ⅲ級圍巖段隧道上、下臺階,因雷管段別不夠只能分區(qū)起爆,其中同臺階的1區(qū)起爆后立即爆破2區(qū)并進(jìn)行支護(hù),不得用導(dǎo)爆管進(jìn)行孔外延期接力起爆,避免損壞網(wǎng)絡(luò)。起爆方式:使用MFB-200型發(fā)爆器分臺階起爆。采用導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)路。堵塞方式:堵塞作用使炸藥在受約束條件下作充分爆炸進(jìn)而提高能量利用率,因此堵塞長度不小于20cm,堵塞材料采用炮泥。堵塞質(zhì)量要求密實(shí),不能有空隙和間斷。
(五)爆破施工通風(fēng)
1、通風(fēng)方式:根據(jù)工程的地理位置、地質(zhì)條件及類似工程經(jīng)驗(yàn),經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等各方面綜合比較,采用管道壓入通風(fēng)方式比較合理。
2、通風(fēng)方法:根據(jù)該工程地質(zhì)和水文地質(zhì)的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)及開挖的方法,通過分析、計(jì)算和綜合比較,通風(fēng)方法擬采用壓入式通風(fēng)。
二、結(jié)語
工程完成后,根據(jù)巖層節(jié)理裂隙發(fā)育、巖性軟硬情況,修正眼距、用藥量,特別是掏槽眼跟周邊眼的布置。根據(jù)爆破后石碴的塊度修正參數(shù)。石碴塊度小,說明輔助眼布置偏密;塊度大說明炮眼偏疏,用藥量過大。根據(jù)爆破振速監(jiān)測,調(diào)整單段起爆炸藥量及雷管段數(shù)。根據(jù)開挖面凹凸情況修正鉆眼深度,爆破眼眼底基本上落在同一斷面上。通過本次的爆破工程效果分析,需要進(jìn)一步修正爆破參數(shù),提高爆破效果,改善技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
[1]黃明利,孟小偉,譚忠盛,阮清林.淺埋隧道下穿密集房屋爆破減震技術(shù)研究[J].地下空間與工程學(xué)報(bào),2012,(02).
[2]王成,高超.市區(qū)暗挖輕軌車站爆破振動監(jiān)測與控制研究[J].地下空間與工程學(xué)報(bào),2011,(S2).