鄧鵬宇

摘 要：在隧道施工中，片巖節(jié)理、片理較發(fā)育的地質(zhì)容易發(fā)生坍塌事故、并且超欠挖控制難度大，往往是成為制約施工生產(chǎn)的難題。以湖北省鄖十高速公路平地院隧道工程為例，本文探討了在片巖地質(zhì)條件下的隧道工程施工中，通過采用光面爆破技術(shù)，取得了隧道工程開挖施工安全，并有效控制隧道塌方、改善開挖輪廓面、加快施工進(jìn)度、降低生產(chǎn)成本等方面起到了積極而關(guān)鍵的作用。

關(guān)鍵詞：隧道工程；光面爆破；開挖施工；片巖地質(zhì)；應(yīng)用研究

一、工程概況

（一）工程簡(jiǎn)介。新建平地院隧道為分離式特長(zhǎng)隧道，是本標(biāo)段重點(diǎn)控制工程，也是鄖十高速公路的控制工程。隧道右線全長(zhǎng)3311m，Ⅲ級(jí)圍巖2100m，占63.5%，Ⅳ級(jí)圍巖690m，占20.8%，Ⅴ級(jí)圍巖521m，占15.7%；左線全長(zhǎng)3295m，Ⅲ級(jí)圍巖2278m，占69.1%，Ⅳ級(jí)圍巖579m，占17.6%，Ⅴ級(jí)圍巖438m，占13.3%。我標(biāo)段負(fù)責(zé)隧道進(jìn)口端約1700m段落的施工。

（二）工程地質(zhì)。隧道區(qū)屬構(gòu)造—?jiǎng)兾g低山地貌區(qū)，穿越區(qū)微地貌地形有山峰、山脊、分水嶺、沖溝。隧道區(qū)主要地層為元古代武當(dāng)群片巖，鱗片變晶結(jié)構(gòu)，片狀結(jié)構(gòu)；斜坡坡面零星覆蓋第四系殘坡積含礫粉質(zhì)粘土層。主要工程地質(zhì)問題則是溪流—魏家凹韌—脆性剪切帶和青山—黑山嶺扭性斷裂2條區(qū)域斷裂引發(fā)的4條破碎帶。

隧道穿越地段按圍巖分級(jí)劃分為Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖。Ⅲ級(jí)圍巖武當(dāng)群中風(fēng)華片巖，鱗片變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙不發(fā)育，巖體較完整，穩(wěn)定性較好。Ⅳ級(jí)圍巖武當(dāng)群中風(fēng)華片巖，鱗片變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體較破碎，穩(wěn)定性較差。

武當(dāng)群片巖，在已完成的施工段落中爆破效果不理想，需要調(diào)整爆破參數(shù)，找出適合的爆破開挖方法。該隧道武當(dāng)群片巖片理面較發(fā)育，巖體常常在受到?jīng)_擊力后，從片理面分離，形成很光滑的，有規(guī)則的超挖面。這是該類圍巖的特性。本次主要以光面爆破在Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)圍巖中的試驗(yàn)為主。

武當(dāng)群片巖中片理面照片

二、隧道光面爆破施工的重要性

（1）減少圍巖的超欠挖，減少噴射混凝土工作量，減少支護(hù)投入，節(jié)約施工成本，增加效益。（2） 減少爆破掘進(jìn)對(duì)圍巖的擾動(dòng)，有利于隧道整體穩(wěn)定性，確保施工安全。（3） 爆破后，巖渣塊度均勻、塊徑較小，減少或避免二次解小工作量，利于出渣。

三、光面爆破設(shè)計(jì)方案

平地院隧道開挖采用人工鉆爆施工方法， Ⅲ、Ⅳ級(jí)圍巖段主要為臺(tái)階法進(jìn)行開挖，光面爆破技術(shù)，鉆孔設(shè)備為YT-28式氣腿式鑿巖機(jī)，鉆眼孔徑為40mm。上臺(tái)階每循環(huán)開挖進(jìn)尺：Ⅲ級(jí)圍巖3.0m；Ⅳ級(jí)圍巖2.0m，采用裝載機(jī)配合載重自卸車運(yùn)輸至棄渣場(chǎng)。

（一）光面爆破設(shè)計(jì)。根據(jù)本合同段工程地質(zhì)狀況和武當(dāng)群片巖特性，爆破設(shè)計(jì)由圍巖的巖性和斷面外輪廓線作適當(dāng)調(diào)整。Ⅲ級(jí)圍巖上臺(tái)階每循環(huán)開挖進(jìn)尺為3.0m，凈高6.35m，凈寬12.7m，開挖土方量為178.23m3。

（1）根據(jù)施工中常用爆破器材，選用以下火工品作為隧道施工的爆破器材。

（三）裝藥、填塞和起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)。周邊眼裝藥結(jié)構(gòu)采用間隔裝藥；掏槽孔、擴(kuò)槽孔、輔助孔和底板孔采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)。

裝藥作業(yè)應(yīng)由爆破員進(jìn)行。安裝、聯(lián)接起爆體的作業(yè)，應(yīng)由爆破員進(jìn)行，安裝前應(yīng)再次確認(rèn)起爆體的雷管段別是否正確。

炮孔采用人工堵塞，堵塞材料為粘性土卷，用木制炮棍壓緊。堵塞長(zhǎng)度一般不小于25～30厘米；嚴(yán)禁不堵孔爆破。

網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)及起爆方法：起爆網(wǎng)絡(luò)采用并簇連法，按如下順序連接：

孔內(nèi)雷管分組→周邊孔導(dǎo)爆索并接→同段非電雷管雙發(fā)簇連→雙導(dǎo)爆索雷管起爆。

現(xiàn)場(chǎng)光爆效果照片

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