灰岩白云岩地质隧道光面爆破施工技术总结

1、灰岩白云岩地质隧道光面爆破施工技术总结摘要：光面爆破是通过有效控制爆破的作用力范围和方向，使爆破后的岩面圆顺平整，防止岩面开裂，保持围岩自稳性，确保施工安全，同时又能减少超、欠挖和支护工程量，节省施工成本，提高工程质量和进度，以达到控制岩体开挖轮廓的施工方法。光面爆破技术在硬岩、较硬岩中应用较为广泛。关键词：灰岩白云岩地质、隧道、光面爆破、施工技术1工程概况团寨隧道位于贵州省都匀市西郊，全长2013.93m,最大埋深约300m。设计为客专双线隧道，设计时速250km/h。隧道开挖断面约140，净宽约12.8m,净高约8.7m。全隧穿越的围岩以较完整的灰岩、白云岩为主，其中有III级围岩1039

2、m。下面就灰岩白云岩地质隧道的光面爆破施工技术做如下总结。2超欠挖影响严重的超欠挖会浪费资源、增加成本、加大施工难度，主要表现在以下几点：增加弃渣量，浪费机械和增加耗时；超挖部分回填，增加混凝土用量和加大工程量;（3）欠挖直接影响衬砌结构厚度，处理费工、费时、耗材；（4）超欠挖形成的褶皱面，既影响外观质量，又不利混凝土喷射、防水板铺挂，致使工序难以正常衔接，不利于施工组织。（5）局部严重的超欠挖会产生应力集中，影响围岩的稳定能力，岩体易崩落、掉块，给施工造成安全隐患。要尽量减小由于超欠挖带来的不利影响，必须针对不同的围岩地质，选取适宜的爆破参数。3光面爆破参数选择团寨隧道设计要求III级围岩采

3、用上下台阶法施工，III级围岩段隧道主要以较完整的灰岩白云岩地质为主。在实际施工中，上台阶咼度为7.63m。光面爆破的主要参数有：不耦合系数（k）、最小抵抗线（W）、周边眼间距（E）、周边眼密集系数（卩）、和装药集中度（Y。3.1不耦合系数（k）不耦合系数是指炮孔直径d和药卷直径di之比。一般取值范围为1.02.0,在孔距较小情况下一般取大值。在岩石抗压强度较大时，般取小值。见下式:式中：k不耦合系数;d炮眼直径（cm）;di装药直径（cm）;a爆生气体分子余容系数，a=0.395;P生气体初始压力，p=6997Pa:创一一岩石三轴抗压强度，对于中硬的灰岩白云岩取720MPa;r绝热指数，取1

4、.205。将上述各数据代入方程式中可计算出：k=d/d仁1.60在实际使用过程中，我们采用直径42mm的炮孔，25mm的乳化炸药，即周边眼的不耦合系数k=1.68，与上式计算结果较吻合。3.2最小抵抗线（W）最小抵抗线即光面层厚度，光爆效果的好坏，除受周边眼间距的周边装药结构参数的影响外，更主要受到最小抵抗线的影响，光面层厚度不仅影响周边眼裂纹的形成，而且还影响着光面层的破碎和开挖后隧道围岩的稳定，因此确定合理的光面层厚度对提高光面爆破效果有积极的作用。光面层厚度W可用以下公式来确定:式中：Q光面炮眼的装药量;a炮眼间距；L炮眼深度；Cq爆破系数，相当于单位耗药量，Cq取值在0.20.5kg/

5、m?。3.3周边眼间距（E）周边眼原则上应布置于设计轮廓线上，施工中因受凿岩机机型的限制，同时为方便施工，需向外偏斜35使眼底落在轮廓线外10cm处。确定周边眼间距E值，根据试验，光爆周边孔间距一般为E=（818）d（d为炮眼直径）。团寨隧道炮眼直径d=42mm,根据软岩和层理节理发育的岩层眼间距应小而最小抵抗线应大、坚硬稳定的岩层眼间距应大而最小抵抗线应小的原则，验算确定E的取值范围为10d13d,再经现场爆破试验最终确定周边眼间距E取值为50cm时，能有效控制爆破轮廓，减少超欠挖。3.4周边眼密集系数（卩）周边眼密集系数是指孔距E与最小抵抗线W之比值，即卩=E/W值的大小，对光面爆破效果影

6、响最大，下面从三种不同情况进行说装药集中度是指单位长度炮眼中装药量的多少(g/m)。为了控制裂隙的发育，保持新壁面的完整稳固，在保证沿炮眼连心线破裂的前提下，尽可能少装药。软岩中一般可用70g/m120g/m，中硬岩中为120g/m300g/m，硬岩中为300g/m350g/m。4炮眼数量及装药量参数设计4.1炮眼数量炮眼数量可以根据下式求得：式中：N炮眼数量，不包括未装药的空眼；q单位炸药消耗量，一般取q=1.22.4kg/m?;S开挖段面积，上台阶高7.64m,开挖面积为85.3川；n药系数，即装药长度与炮眼长度比值，取0.75；v米药卷的炸药质量，kg/m，乳化炸药取0.95。即:实际施

7、工时为142个，其中掏槽眼36个，周边眼46个，底板眼11个，辅助眼49个。4.2每循环装药量每循环装药量Q值可通过下式计算：式中：q单位炸药消耗量，取q=1.2kg/m?;V1个开挖循环进尺爆落岩石总体积，m?,有效进尺取95%，III级围岩开挖进尺不超过2.5m。即:。5掏槽眼形式由于开挖面积较大，施工中采用楔形掏槽。炮眼与开挖面间的夹角a上下两对炮眼的间距a、同一平面上一对掏槽眼眼底间距b,是影响掏槽效果的重要因素，施工中夹角a取75a值取50cm,b值取65cm。结合上述方法，亦可计算出下台阶爆破参数。总结III级围岩每一循环爆破参数见下表：6起爆网络设计爆破振动与同段起爆的炸药量密切

8、相关，采用非电毫秒雷管微差起爆技术，不但控制单段雷管的起爆药量，又能有效地控制每段雷管间的起爆时间，使爆破振动波不叠加。这样既能保证岩石破碎达到理想爆破效果，又能消除爆破振动的有害效应。隧道采用孔内同段、孔外微差的起爆网络，在掏槽眼、辅助眼、底板眼及周边眼中，起爆药量较大段别雷管间隔时差不小于20ms,起爆雷管采用国产系列非电毫秒雷管，这样可以使爆破振动速度降低30%。使用非电毫秒延时雷管段别1、3、5、7、9、11、13、15,起爆顺序为：掏槽眼-辅助眼t周边眼t底板眼。7起爆效果开挖轮廓圆顺、平整、规则成型。平均线性超挖v15cm,最大线性超挖v25cm,局部欠挖v5cm;炮眼利用率95%，残痕保存率80%，爆破后围岩稳定，基本无剥落、掉块现象。石碴平均块径v35cm,堆碴集中，抛距v20m。8主要施工机械设备及人员配置YT-28气腿式凿岩机15台，人员16人；电动空压机20m?的4台；开挖台架一个；火工品：乳化炸药、毫秒雷管；ZL50装载机2台;（6）15T自卸汽车4辆；（7）卡特220型挖掘机。9施工注意事项（1）测量人员严格按钻爆设计图进行测量放样，准确定出炮眼（尤其是周边眼）的位置。（2）辅助眼及周边眼孔底要尽可能保持在同一平面上，以获得爆破后较平整的掌子面，方便下一循环施工。（3）为了减少振动、飞石及噪声，保证洞内初期支护及作业安全，炮孔加强堵塞