楊　翎　陳建安

(安徽江南爆破工程有限公司)

安徽省池州市神山物流廊道1#隧道位于神山礦石加工區(qū)—楊公嶺山區(qū)，隧道進(jìn)口設(shè)于池州市貴池區(qū)牌樓鎮(zhèn)青山村，出口設(shè)于池州市貴池區(qū)殷匯鎮(zhèn)東溪村，隧道起迄里程K0+298～K1+495，全長(zhǎng)1 197 m，洞內(nèi)線路縱坡度為0.25%，進(jìn)口高程60 m，出口高程63 m。隧道所在地域?qū)俚蜕角鹆甑孛?，坡面植被較發(fā)育。隧道穿越山嶺，最大埋深為250 m。1#隧道地層巖性自進(jìn)口至出口分別為二疊系下統(tǒng)孤峰組(P1g)灰黑色硅質(zhì)頁(yè)巖、棲霞組(P1q)黑色碳質(zhì)頁(yè)巖，泥盆系上統(tǒng)五通組(D3w)灰白色砂巖、粉砂巖，志留系上統(tǒng)茅山組(S3m)粉砂巖，志留系中統(tǒng)墳頭組灰黃色、黃綠色細(xì)砂質(zhì)頁(yè)巖。隧道所處巖層層理發(fā)育，地質(zhì)構(gòu)造以節(jié)理裂隙為主，斷層零星發(fā)育，主要為平行于地層走向的張性斷層，巖體風(fēng)化破碎。K1+378～K1+414段為淺埋段區(qū)域，圍巖穩(wěn)定性較差，最淺埋深僅為8 m，且存在破碎帶。

1#隧道出口段圍巖穩(wěn)定性差，對(duì)爆破技術(shù)要求高。隧道開挖時(shí)易導(dǎo)致巖體沿結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生順層滑移，爆破開挖必須確保隧道圍巖穩(wěn)定，盡可能減小爆破振動(dòng)對(duì)圍巖的損傷，施工具有較高的潛在安全風(fēng)險(xiǎn)[1-5]。因此，對(duì)該段隧道進(jìn)行爆破開挖時(shí)，必須進(jìn)行精心設(shè)計(jì)和嚴(yán)格施工，防止爆破振動(dòng)對(duì)拱頂圍巖穩(wěn)定性造成影響。

1　隧道開挖施工方案

1#隧道出口段圍巖屬Ⅴ類巖體，洞身埋藏深度為8～20 m，開挖方式采用臺(tái)階法。施工順序?yàn)殚_挖前拱頂部位用φ80 mm大管棚超前支護(hù)→拱肩以上部位爆破開挖→頂拱采用I16a型鋼鋼架加強(qiáng)支護(hù)→側(cè)墻采用I16a型鋼鋼架支護(hù)→下臺(tái)階巖土爆破開挖→襯砌鋼筋混凝土。爆破開挖采取分臺(tái)階的方式進(jìn)行，利用臺(tái)階形成沿隧洞前后的臨空面來(lái)減輕對(duì)圍巖穩(wěn)定性的影響。上部斷面先行掘進(jìn)，為下部斷面開挖創(chuàng)造臨空面，形成減振空腔。針對(duì)該段隧道巖體受構(gòu)造影響較破碎、工程地質(zhì)條件較差的特點(diǎn)，每循環(huán)進(jìn)尺必須控制在1 m左右，采用臺(tái)階法開挖。在進(jìn)行爆破開挖施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制炸藥單耗、單段最大藥量以及爆破施工規(guī)模，采用合理的爆破參數(shù)[5-7]。

2　爆破方案設(shè)計(jì)

2.1　爆破器材選擇

炸藥使用φ32 mm膠狀乳化炸藥，掏槽眼與掘進(jìn)眼的不耦合裝藥系數(shù)為1.1～1.5。雷管使用非電導(dǎo)爆管雷管(8#工業(yè)雷管)，雷管腳線長(zhǎng)5 m，段號(hào)為1～11段系列。塑料導(dǎo)爆管的爆速為(1 950±50 m/s)，導(dǎo)爆索(φ6 mm)爆速為6 000 m/s。

2.2　掏槽眼布置

隧道爆破的特點(diǎn)是僅有1個(gè)自由面，掏槽則是在斷面的適當(dāng)位置布置較多的鉆孔。在斷面掏出1個(gè)深洞，為后續(xù)爆破開創(chuàng)第2自由面，提高爆破效果。根據(jù)該工程相關(guān)設(shè)計(jì)和裝載運(yùn)輸要求，開挖斷面確定為上半圓斷面，面層較寬闊，掏槽眼布置于中間。為提高爆破效果，炮眼較周邊眼深0.2 m。

2.3　周邊眼光爆參數(shù)

采用手持風(fēng)鉆進(jìn)行鉆孔，孔徑42 mm，深1.2 m，周邊眼間距為50 cm。本研究設(shè)計(jì)的鉆孔深度為1.2～1.26 m，掘進(jìn)進(jìn)尺為1 m，爆孔利用率為85%。周邊孔采用間隔裝藥方式(圖1)，當(dāng)巖石比較破碎時(shí)，可適當(dāng)減少裝藥量[7-10]。

圖1　周邊孔裝藥結(jié)構(gòu)(單位：mm)

2.4　爆孔布置

V圍巖鉆孔布置、炮孔裝藥聯(lián)網(wǎng)分別如圖2、圖3所示。Ⅴ圍巖掏槽眼鉆孔設(shè)計(jì)如圖4所示。

圖2?、鯂鷰r鉆孔布置(單位：mm)

圖3?、鯂鷰r爆破孔裝藥聯(lián)網(wǎng)(單位：mm)

圖4?、鯂鷰r掏槽眼鉆孔示意(單位：mm)

2.5　裝藥參數(shù)

V圍巖光面爆破、預(yù)裂爆破裝藥參數(shù)取值見表1。V圍巖上臺(tái)階光面爆破、下臺(tái)階預(yù)裂爆破的主要技術(shù)指標(biāo)如表2所示。

表1　上臺(tái)階開挖光面、預(yù)裂爆破裝藥參數(shù)

注：周邊眼根據(jù)巖石破碎情況可減少裝藥量，在第1、23孔眼處為保證拱肩位置開挖，可適當(dāng)增加裝藥量；第34孔眼可為空孔。

表2　上下臺(tái)階爆破主要技術(shù)指標(biāo)

2.6　鉆　孔

司鉆工應(yīng)熟悉炮孔布置圖，根據(jù)測(cè)量人員提供的放線資料進(jìn)行布孔。在施工過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的角度、深度進(jìn)行鉆孔，應(yīng)確保周邊眼相互平行，開口誤差不宜大于5 cm，炮孔底應(yīng)落于開挖輪廓線15 cm 以內(nèi)，并根據(jù)眼口位置及掌子面的凹凸程度調(diào)整炮眼深度，以確保炮眼底在同一個(gè)平面上，并嚴(yán)禁在殘孔上進(jìn)行鉆孔。如遇坍孔必須在坍孔5 cm上下左右范圍內(nèi)重新鉆孔，并將所有鉆孔檢查一遍，進(jìn)行清孔確保裝藥順利。

2.7　爆破網(wǎng)絡(luò)

利用非電管的固有延期特征，安排起爆次序，隧道爆破不宜使用孔外延期方式，導(dǎo)爆管的延期可忽略不計(jì)，用同段雷管作為連接雷管(傳爆)進(jìn)行簇連，再將連接雷管腳線進(jìn)行捆扎，綁扎上起爆雷管便可進(jìn)行起爆。

3　結(jié)　語(yǔ)

安徽池州神山物流廊道1#隧道出口段為淺埋段隧洞，針對(duì)該隧洞圍巖風(fēng)化嚴(yán)重、穩(wěn)定性較差的特點(diǎn)，對(duì)爆破開挖施工方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并選取了合理的爆破參數(shù)。方案實(shí)施后，每次爆破的平均進(jìn)尺為1m，爆破對(duì)隧洞圍巖的影響在可控范圍內(nèi)，加之管棚的保護(hù)作用，隧洞施工進(jìn)尺平穩(wěn)、安全，達(dá)到了預(yù)期效果。通過(guò)本研究施工分析，可知在類似工程爆破開挖施工中應(yīng)根據(jù)不同的圍巖等級(jí)及巖石性質(zhì)，選取合理的爆破進(jìn)尺，有助于減少爆破對(duì)圍巖的擾動(dòng)，提高爆破效果；對(duì)于圍巖不穩(wěn)定的隧洞施工段，需要打超前管棚，可以有效防止圍巖下沉及冒頂事故的發(fā)生；采用上下臺(tái)階法進(jìn)行開挖爆破時(shí)，上部斷面宜先行掘進(jìn)，為下部斷面開挖創(chuàng)造臨空面，形成減振空腔，有助于減小下臺(tái)階爆破對(duì)上部圍巖的擾動(dòng)。

[1]關(guān)寶樹.隧道工程施工要點(diǎn)集[M].北京：人民交通出版社，2003．

[2]朱永全.隧道工程[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2005．

[3]劉書廣，費(fèi)維水.施工爆破對(duì)隧道圍巖的擾動(dòng)分析[J].交通世界，2006(8)：73-76．

[4]鄧顯平.隧道超欠挖的影響因素及控制途徑[J].公路交通科技，2009(1)：5-6．

[5]鄒樹梅，王勝勇.軟弱圍巖控制爆破設(shè)計(jì)與施工[J].工程力學(xué)，2000(S)：742-750．

[6]林從謀.淺埋隧道掘進(jìn)爆破振動(dòng)特性、預(yù)報(bào)及控制技術(shù)研究[D].上海：同濟(jì)大學(xué)，2005．

[7]代勤榮，胡光全，薛里.城區(qū)復(fù)雜環(huán)境大斷面淺埋隧道精細(xì)控制爆破技術(shù)[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015(15)：219-228.

[8]高朋飛，劉陽(yáng)春，傅菊根.瑯琊山隧道軟弱圍巖爆破施工技術(shù)[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2016(11)：42-43．

[9]王雪琴，張春鋼.超大斷面隧道分部開挖施工技術(shù)[J].鐵道建筑，2009(8)：58-60．

[10]鄒樹梅，王勝勇.軟弱圍巖控制爆破設(shè)計(jì)與施工[J].工程力學(xué)，2000(S)：742-750.