大斷面隧道硬巖爆技術(shù)

隧道硬巖爆破技術(shù)摘要：本文通過對大別山隧道硬巖爆破的成功做法，介紹了硬巖隧道鉆爆法施工技術(shù)參數(shù)，以便為其它硬巖隧道提高施工進度和降低工程成本提供參考。關(guān)鍵詞：隧道；光面爆破；掏槽眼；周邊眼；底板眼；1工程概況大別山隧道地處大別山腹地湖北省麻城市境內(nèi)，穿越大別山山脈孟匠巖主峰，進口位于木子店鎮(zhèn)洗馬河村丁家溝，出口位于三河口鎮(zhèn)碧綠河程硼畈村。進口里程DK212+426，出口里程DK225+682，隧道全長13256m，是合武線上最長、控制工期的隧道。根據(jù)設(shè)計及實際開挖揭露的巖石情況，大別山隧道的主要巖石由花崗巖和片麻巖組成，顏色為淺灰或灰白色。按巖石的堅固性分級，大別山隧道全長90%為Ⅱ級圍巖，爆破性程度為極難爆。通過試驗花崗巖的主要物理力學(xué)指標值見《表1大別山隧道巖石力學(xué)指標》。表1大別山隧道巖石力學(xué)指標效級限抗壓常強溪度憤/Mpa慧硬度義天然密播度恢(澡t/m3院)境韌度聯(lián)（齡I嘆P卡）橋軟化系數(shù)鵲120-睜140顫7窄2.65棒93耽0.95大別山隧道Ⅱ級圍巖開挖斷面面積為117.6m2，為特大斷面隧道，采用多功能作業(yè)臺架，人工手持風鉆鉆眼，全斷面光面爆破施工。2全斷面光面爆破大別山隧道Ⅱ、Ⅲ級圍巖均采用全斷面光面爆破，全斷面共布置了31把風鉆，181個炮眼，平均每平方米1.51個炮眼，炮眼利用率為91%，炮眼殘余率為98%。每循環(huán)開挖進尺為3.0米左右，爆破方量約353方，裝藥量為312kg，平均單耗藥量0.88kg/m3。作業(yè)臺架風鉆置見《圖1鉆孔臺架風鉆布置圖》，炮眼布置見《圖2光面爆破炮眼布置圖》周邊眼采用竹片、傳爆線、小直徑藥卷及導(dǎo)爆管雷管間隔裝藥，反向起爆，其余掏槽眼及輔助眼、底板眼均采用連續(xù)裝藥，反向起爆，孔口采用浸泡后的炸藥包裝箱堵塞，堵塞長度約20cm～30cm。裝藥結(jié)構(gòu)見《圖2炮眼裝藥結(jié)構(gòu)》裝藥量見《表2全斷面光爆裝藥量分配表》。全斷面光爆經(jīng)濟技術(shù)指標見《表3全斷面光爆經(jīng)濟技術(shù)指標表》。圖1鉆孔臺架風鉆布置圖圖1鉆孔臺架風鉆布置圖全斷面光面爆破炮眼布置如下圖所示：圖2光面爆破炮眼布置圖圖2光面爆破炮眼布置圖圖3炮眼裝藥結(jié)構(gòu)圖圖3炮眼裝藥結(jié)構(gòu)圖表2全斷面光爆裝藥量分配表麥序號臺炮眼分類睡炮眼個數(shù)心（個）法雷管段數(shù)足炮眼深度怎（嘉m)會裝藥結(jié)構(gòu)毒炮眼藥量塊每孔藥卷控數(shù)乳(元節(jié)）劍單孔裝藥采量好（支kg)秘合計藥光量罷(牌kg)撲1敞掏槽眼愧16冠1點4.20芽連續(xù)儀15踩3.0汪48狹2欠掏槽眼體14菠3樣3.70框連續(xù)厲12吃2.4術(shù)33.6乏3雪輔助眼疏8疼3玉3.30鐘連續(xù)付5基1壘8待4星掏槽眼鉤13屢5沖3.50貫連續(xù)逐12欠2.4身31.2止5獻輔助眼赴29佛7喬3.40撫連續(xù)則10怨2莖58姐6剃內(nèi)圈眼垮38倚9駁3.30典連續(xù)淘9勇1.8挺68.4超7姑周邊眼獵50齒11南3.30朝間隔誰4根0.48嘩24遇8讀底板眼愚17脾13饑3.30洲集中擔12氣2.4汪40.8脆合計森185語312表3全斷面光爆經(jīng)濟技術(shù)指標表高項目名稱鈔數(shù)量屋項目名稱先數(shù)量式開挖斷面伏積宴/血117.簡6俱炸藥用鳥量過/kg覆312排平均循環(huán)活進健尺魯/m沾3.0嫂比鉆眼數(shù)果（夠個栽/m柴2賓）要1.57即每循環(huán)爆灘破石艱方唉/m3右352.龜8賽比鉆眼量厭（煌m/m握3糾）次1.8退炮眼總健數(shù)掌/收個輔185飲比裝藥量曾（針kg/珠m被3規(guī)）慕0.88嗓鉆孔總昌數(shù)棍/m毅636認單位體積萍耗雷管量虛（厭發(fā)障/m默3污）象0.60心雷管用醬量樣/壩發(fā)澡210域炮眼痕跡萄保存乎率屬/%具982.1掏槽眼刑大別山隧焦道采用大梁斷面錐形蓬掏槽技術(shù)爪，它是楔胞形掏槽的咸改進。從敬左、右、袍上三個方混向掏槽，脫掏槽面祖積懲50m你2循，掏槽眼枝總快數(shù)排4粗3開個，掏槽撓體尸積蓋150m造3聰左右，掏銜槽眼傾角稅及掏槽眼段深度見全脫斷面光面丟爆破炮眼蛙布置圖。怠同時，為乖了減小大庫塊率，在潤掏槽區(qū)中幫部布置清了灣8修個輔助孔科，急這毅8溜個孔與巖奉面垂直，姑深買度李3.英3吉米。采用迷該種掏槽搜方法優(yōu)點嚼是掏槽面掀積大、夾船制力小、擱成功率高斯；掏槽眼釘分布稀疏看可減少炮梢孔數(shù)量。憲裝藥長度土一般為鉆蹄孔長度淡的撈70%丑.喬采惜用為φ顧32m譜m獻的乳化炸勸藥，裝藥捧集中弦度漁0.7k址g/裂m警。耳2.果2科周邊眼洋周邊眼沿陶隧道輪廓峽布置，基稱本上取等被距離布眼撐，在斷面意拐角處必顆須布眼，槐且應(yīng)考慮付一定的外驗插角，外阿插角斜率岡控增制鐘0.0斗3羨～禽0.0柳5飽，使前后透兩排炮眼淚的銜接臺語階為最小箏，一般控密制選在類8-10舅c捐m牌。光面爆釘破參數(shù)見狡《疫表艦4跌借爆破參數(shù)收表》：嘉表宏4紗清爆破參數(shù)異表仁周邊眼間秧距峽E/cm澤周邊眼抵碗抗乏W/cm壽相對距忘離據(jù)E/W慕裝藥集中餃度穗q/kg丟·m裁-1哥炮眼深歲度訪L/m銳炸藥直報徑嗽mm界60律50竟1.2醬0.15茄3.3屆Φ邊25帳2.落3肌輔助眼等輔助眼布燈置于周邊坡眼和掏槽繁眼之間，艇沿隧道環(huán)勒向布置。誰第一排輔番助眼也即遮內(nèi)圈眼距線周邊魚眼受50c祥m差，拱墻環(huán)丟向間距肅按但90c欣m(xù)三布眼，底簡部間距軋為棵120c戰(zhàn)m括。第二排煌輔助眼距透第一排輔當助陷眼確60c瘋m蹤，拱部環(huán)芒向昨130c送m賊面布眼，培兩邊墻環(huán)客向棗70c拔m匠布眼，底嘉部布眼間企距悠為閥120c握m革。全斷面退共布巧置梅6距7鋸個輔助眼酷，炮眼直洪徑均帆為濤φ話42m鑒m鑒，鉆孔深若度劃為猾3.恭3鞭米，第一酒排輔助眼震垂直巖面血鉆眼，第渣二排稍傾攻向隧道中翅線方向。編輔助眼均權(quán)采用直尖徑識φ灑32m貝m領(lǐng)的乳化炸歡藥連續(xù)裝畫藥，裝藥青系數(shù)芳為謊0.55懂.爐2.陷4地底板眼圖4起爆網(wǎng)絡(luò)圖誰在隧道施惡工中，底返板的超欠猛挖控制最浩為困難，約由于底板殿眼幾乎接鑼近于地面姻，鉆孔的部操作相對象困難，稍魔微控制不依好，就會隊出超挖或曾欠挖。同癢時裝藥量哨不足或過在大也會影侵響底部的糧超欠挖。房從開工之頓初，我們擾就對隧底橫的施工非燕常重視，悶鉆孔時在對地面上放碧置梯子或賞支撐桿（胡鋼軌或工萬字鋼），熟使鉆孔能核夠按設(shè)計前縱坡方向章鉆孔。隧他底的和周藍邊眼采用號同段雷管灑，同時起老爆，有共號同作用效慢果。底板匠眼間藝距乎110c竭m為，在邊墻茂角部加密眉炮眼，底瘦板眼加強顆裝藥，裝開藥系數(shù)酸為嶺0.72黎.圖4起爆網(wǎng)絡(luò)圖醉2.葛5駝起爆順序候掏槽江眼聞→惱輔助等眼劣→躺周邊眼和喜底板走眼站→畢側(cè)壁眼（輕光面爆破子）揚2.螞6放起爆方法辰采用導(dǎo)爆哥管雷管起回爆法，起預(yù)爆系統(tǒng)如伯下：對明火點退火幼→避導(dǎo)火僚索臟→授火雷步管臟→嘉導(dǎo)爆管雷寸管截→濾藥卷或藥巖包陸采用復(fù)式疾聯(lián)接網(wǎng)路芳，即局部頑簇聯(lián)、全涂斷面并聯(lián)籠。每組組字合雷管采閑用雙雷管鞭，萬一組拍合雷管有至一個拒爆嗚，另一個針還起桃作用，保偶證了傳爆固的可靠性弓。聯(lián)接網(wǎng)糞路示意圖格見《中圖賊4屬字起爆網(wǎng)絡(luò)逐圖》所示匠。船3邁施工控制甘3.恰1秤隧道爆破問炸藥的選柱擇=1\*GB3院①語藥卷直徑焰應(yīng)根據(jù)鉆術(shù)孔大小合澆理選擇，奔以消除其間管道效應(yīng)術(shù)。=2\*GB3竊②贏隧道有水依的情況下幸，應(yīng)選用判防水型的險炸藥，以愁防遇水失澆效而拒爆涉。=3\*GB3殘③室隧道內(nèi)遇陡堅硬巖石敗時，應(yīng)選匪用猛度大研的炸藥，渣以破碎巖鼻體和取得雪較高的炮旗眼利用率納。=4\*GB3吹④鉛隧道周邊辟光面爆破劈，應(yīng)采用饒小直徑、遞低爆速、街低猛度的炒炸藥。以烤取得優(yōu)質(zhì)耳的光爆效紛果。玉3.座2旋炮眼深度延選擇饞炮眼深度稻是指炮眼嚴底至開挖舞面的垂直態(tài)距離，炮育眼深度的胃確定應(yīng)考深慮圍巖級授別、鉆眼汁機械及工杏具、循環(huán)糧進尺要求忌、炮眼利障用率、作撥業(yè)循環(huán)時適間最省、醋超挖小等禿技術(shù)經(jīng)濟渾指標，同擴時還應(yīng)與慣裝碴能力禍相適應(yīng)。永大別山隧現(xiàn)道扇200佩6彩年頂1虹～腥3品月份采用皆長騙3.跳0濫米，直篩徑燃φ澇22m明m自的鉆桿，您實際鉆眼嫩深度她為醫(yī)2.渾8享米，平均害每循環(huán)進霧尺猛2.4赴7臣米帆。飲200脈6燃年腳3揉～扶1熱1堂月份采用艷長陽3.著5簽米，直畫徑揭Φ完22m箭m欺的鉆桿，孔實際鉆眼辣深度田為法3.等3餓米，平均麻每循環(huán)進嘩尺稠2.9類2呈米歸.快炮眼利用瘋率分別全為聯(lián)88循%勵和此88.5愧%難，施工循鄙環(huán)時間以蔑及進尺情廊況見綢表籃5旺通循環(huán)時間排及進尺表考》所示：殲表冤5鋒悅循環(huán)時間寧及進尺表泡序桐氧號僚工徹睛序艱李名桐旋稱重炮眼深必度邪3.3m骨炮眼深話度挑2.8m焰循槐雕環(huán)丙芬時都悶間跳循辯跪環(huán)睬殃時肌私間團1甜測量放線辮50mi宿n爽50mi舊n景2趕鉆眼、裝中藥、爆破兄4h52謀min僅4h魄3殼出碴策4h10某min嶺3h30猛min巴4茫循環(huán)時間飛合計它9h52坦min挑8h20幣min液5則平均日進慘尺詠7.0矛2蠶米脅6.5腹0院米掙每月進度亞情況見《坑圖豬5判光大別山隧沿道開挖月僻進度》：圖5大別山隧道開挖月進度圖5大別山隧道開挖月進度11119219321522520920921720922522405010015020025012345678910112006年月進尺主3.3爹致鉆孔質(zhì)量講的控制芽目前，在呆隧道開挖裁中，進行錯鉆眼前先賀由專門測還量人員根鏡據(jù)設(shè)計，丸在掌子面行上布孔，飛必須標出綢掏槽眼的酸周邊輪廓總，嚴格按甜炮眼的設(shè)索計位置、夠深度、角耐度和孔徑料，分工定貌點、定位嶼進行。影四響鉆孔質(zhì)粘量的因素匹主要有三攔方面：一屢是測量誤猛差，二是壽鉆眼開口迫偏差，三求是鉆孔外瞞插角大小損。針對這警三方面，貼我們進行卸了以上控戚制：湖3.3.冒1蓋測量方面初過去針對描隧道開挖補面放線，遷都是采用嬸人工拉鋼圣尺或皮尺樂的方法。娛但是，由轟于爆破后急的開挖面棚往往不平險順，采用艘過去的那名種放線方糊法，所布鄭設(shè)的輪廓殼線很不準廈確。為了怒解決這個克問題，大頑別山隧道稻采鞠用饒Leci滿aTCR協(xié)40客2亭全站儀，衡該全站儀存能夠免棱糟鏡測量，釘利用全站集儀發(fā)出的統(tǒng)激光直接杏射于巖面切上進行牢測量放線捐，保證了眼測量的精洪度。籍3.3.遣2沖鉆眼開口綠誤差和鉆撒孔外插角昆大小建鉆孔技術(shù)際對隧道超惑欠挖的影畏響主要是點周邊炮孔佛的外插角黨θ丑、開口位未置腥e叔和鉆孔的榨深度贈L哨，它們與嫁銜接臺階敬高旱度猛(盟h慚)么有如下的偏關(guān)系：搶淋侍姓(1)華式中：銜噸接臺階高炒度值隨外奇插角乘θ紫和鉆孔深灶度壇L讀的增加而陳增大。姐根據(jù)施工掘經(jīng)驗來看策，控制漫e煉值較容易沈，而控制僚外插角濟θ搶則較為困紅難。因此憐保證前后核兩循環(huán)間受銜接臺階數(shù)，我們盡傍量控制鋼e萬值妨在羊4攏～梯5c邊m熄左右。對狠外插角協(xié)θ欣的控制，桐主要是提尾高司鉆人梢員的技術(shù)儀水平和定雪崗定位，評一般情況描下我們將彈θ醫(yī)控制筍在爐2鑄°裕左右，因邁此銜接臺種階高度趁h匪大多猶在斗10c繼m抄以內(nèi)。撇3.貸4啊裝藥與堵榮塞侄在將炸藥事裝入炮眼景前，應(yīng)將榜炮眼內(nèi)的跑殘渣、積洲水排除干踢凈，并仔壯細檢查炮術(shù)眼的位置榮、深度、杯角度是否突滿足設(shè)計誘要求，裝憤藥時應(yīng)嚴恥格按照設(shè)趣計的炸藥距量進行裝財填。替炮眼堵塞碌與不堵塞睛對爆破效毛果的影響神很大，在攏隧道爆破睬中，堵塞落長度一般寇為最小抵夜抗線接的甜0.吳2培～串0.票5諷倍，最小緞不少補于例20c伐m睬，堵塞可倆采用分層錯人工搗實令法進行。英3.慘5耐起爆塘起爆網(wǎng)絡(luò)篇必須保證倍每個藥卷夢按設(shè)計的訓(xùn)起爆順序脆和起爆時億間起爆。計采用導(dǎo)爆蠻管雷管法元起爆時，舞聯(lián)結(jié)方法達必須正確分，族聯(lián)每此束不超肝過研1痛5趨根導(dǎo)爆管嘆，為謠了果“穗準間爆捐”誦應(yīng)盡量采所用雙雷管怕起爆，所債有聯(lián)結(jié)雷脈管都必須葉使用即發(fā)四雷管或用腰火雷管加塑裝導(dǎo)爆管邪，聯(lián)結(jié)必蹦須牢靠。4總結(jié)=1\*GB3懷①座由于大斷嚼面硬巖隧葵道爆破影太響因素很推多，如巖壘石的力學(xué)日指標、炸即藥的性能杜指標、地侍質(zhì)構(gòu)造等澡，為取得節(jié)好的爆破纖效果，必華須通過現(xiàn)曬場試驗調(diào)典整，以取喂得好的爆方破效果。=2\*GB3估②扇隧道爆破合效果的好象壞，最關(guān)仍鍵還是在局于管理，協(xié)如測量的拐控制、鉆飄孔的方向搏及角度、角裝藥質(zhì)量棉、堵塞質(zhì)鉆量等都直蕩接影響的帳爆破效果刊，因此在膝隧道施工頸中加強管仔理，確保瑞硬巖爆破書效果。=3\*GB3戴③爸爆破效果姑的檢測：甜隧道開挖妻質(zhì)量的好欣壞是成本冬控制的最陣佳途徑，研超欠挖及惕變形量測靜的檢測是染確定預(yù)留飽變形量的仆依據(jù)，合稿適的預(yù)留上變形量可濫以減少超苗挖回填混尺凝土數(shù)量尼，炮眼殘隙余率及循燃環(huán)時間的使統(tǒng)計分析含是確定循贏環(huán)進尺，途加快施工福進度，提通高設(shè)備利伐用率的有婦效方法。=4\*GB3份④熔爆