海拔3000米以上隧道爆破技术探讨44

--中交交一一公公局局三三公公司司2013.9隧道道爆破破技技术术探探讨讨汇报报概概述述1、项目目概况况2、导导洞洞扩扩挖挖的的特特点点及及难难点点3、导导洞洞扩扩挖挖光光面面爆爆破破设设计计4、导导洞洞软软岩岩爆爆破破实实例例5、导导洞洞较较硬硬岩岩爆爆破破实实例例6、正正洞洞开开挖挖爆爆破破方方式式第一一部部分分1、项目目概况况2、导导洞洞扩扩挖挖的的特特点点及及难难点点1、项项目目概概况况1.项目目概概况况中交一一公公局局三三公公司司承承建建的的青青海海省省西西久久公公路路拉拉脊脊山山隧隧道道工工程程第第A合同同段段工工程程全全长长4.315km，合合同同造造价价1.18亿元。。拉脊脊山山隧隧道道隧隧址址区区属属于于海海拔拔严严寒寒地地区区，，海海拔拔3200-4041m，右右线线全全长长5565m，我我部部承承建建右右线线进进口口段段，，起起讫讫桩桩号号为为YK17+182－YK19+850，长长2668m，其其中中有有798m的导导洞洞扩扩挖挖段段。隧道道单单洞洞隧隧道道限限宽宽10.25米，，净净高高7.2米，，建建筑筑限限界界高高度度5.0米。。设设计计行行车车速速度度：：60km/h。导洞洞扩扩挖挖示示意意图图2、导导洞洞扩扩挖挖工工程程特特点点及及难难点点2、工程程特特点点及难点点1）扩扩挖对围岩岩形成成二次次扰扰动动，极极易塌塌方方；；2）隧隧道道进进口口边坡坡陡陡峭峭，单单侧偏偏压压，，进进洞难难度度大；；3）洞洞内岩岩石石岩岩性性差差异异大，变化化频繁繁，水水量量较大大；；4）隧道道地处处典典型型的高高原原、、高高寒寒气气候候，，冬冬季季时时间间长长、、气气温温低低，，冬冬季季施施工工困困难难；5）隧隧道道导洞洞有有370m为千千枚枚岩岩，，其其物物理理力力学学性性能能差差，，易易造造成成坍塌塌。。6）气气候候恶恶劣劣，，风风速速大大，，有有效效施施工工时时间间短短。。导洞洞扩扩挖挖示示意意图图第二二部部分分3、导导洞洞扩扩挖挖光光面面爆爆破破设设计计4、导导洞洞软软岩岩爆爆破破实实例例5、导导洞洞较较硬硬岩岩爆爆破破实实例例6、正正洞洞开开挖挖爆爆破破方方式式3、导导洞洞扩扩挖挖总总体体设设计计思思路路导洞洞开开挖挖光光面面爆爆破破设设计计要要充充分分利利用用导导洞洞形形成成的的临临空空面面，，减减少少装装药药量量，，形形成成好好的的爆爆破破效效果果，，根据据不不同同的的围围岩岩调调整整，，爆爆破破参参数数，，根根据据导导洞洞的的实实际际情情况况，，设设计计围围岩岩等等级级涉涉及及ⅤⅤ、、ⅣⅣ、、ⅢⅢ级级，，围围岩岩情情况况变变化化较较多多，，岩岩石石有有软软有有硬硬（（导导洞洞扩扩挖挖段段多多属属软软岩岩或或次次坚坚岩岩，，情情况况复复杂杂，，所所以以要要根根据据不不同同种种类类围围岩岩选选择择合合理理的的光光面面爆爆破破参参数数。。导洞洞的的光光面面爆爆破破设设计计软硬硬岩岩光光面面爆爆破破软岩光面爆破设计硬岩光面爆破设计软岩岩光光面面爆爆破破设设计计光爆爆装装药药量量计计算算方方法法，，因因其其理理论论观观点点不不同同，，计计算算方方法法各各异异，，利利用用岩岩石石的的抗抗压压强强度度比比抗抗拉拉强强度度大大的的力力学学性性质质特特点点建建立立理理论论公公式式。。一一般般情情况况下下，，软软岩岩的的抗抗压压强强度度与与抗抗拉拉强强度度的的比比值值平平均均值值为为：：Rb/RI=14左右右；；硬硬岩岩的的抗抗压压强强度度与与抗抗拉拉强强度度比比值值为为：：Rb/RI=35左右右。。其其中中Rb为岩岩石石抗抗压压强强度度(MPa)，RI为岩岩石石抗抗拉拉强强度度(MPa)。周边边眼眼装装药药量量公公式式：：公式式（（3）推推演演公式式（（3）参参数数说说明明g1———单单孔孔装装药药量量(kg)；∑S———光光爆爆主主要要受受拉拉面面积积(mm2)；Z———每每千千克克炸炸药药产产生生的的压压力力(N/kg)硝铵铵二二号号炸炸药药z=1.0×107N/kg；D———不不耦耦合合系系数数。。公式式（（4）参参数数说说明明E—一一周周边边眼眼间间距距(mm)；W———周周边边眼眼抵抵抗抗线线厚厚度度(mm)；Lmax———炮炮眼眼深深度度(mm)。公式式（（5）参参数数说说明明yd一药药卷卷直直径径(mm)；kd———炮炮眼眼直直径径(mm)。公式式（（3）、、（（6）使使用用范范围围公式式（（6）中中A为换换算算系系数数1，常常采采用用的的2号岩岩石石硝硝铵铵炸炸药药为为1。公式式(3)、(6)适用用于于软软岩岩(饱和和单单轴轴抗抗压压强强度度Rh≤30MPa)。其他他炮炮孔孔装装药药量量计计算算g2———单单孔孔装装药药量量(kg)；Kg—一一单单孔孔装装药药量量(kg/m3)，扩大大眼眼0.6，挖挖底底眼眼0.52；a—一一炮炮眼眼间间距距(m)；W———炮炮眼眼爆爆破破方方向向抵抵抗抗线线(m)；L———炮炮眼眼深深度度(m)；λλ————炮炮眼眼所所在在部部位位系系数数装药药量量计计算算E=400mm，W=600mm，药药卷卷直直径径32mm，炮炮眼眼直直径径42mm，岩岩石石抗抗拉拉强强度度=2Mpa（相相当当于于抗抗压压强强度度28Mpa）；；得得到到g1=0.49kg。开挖挖面面积积70m2炮眼眼密密度度2.11个/m2单位位用用药药量量0.69kg/m3预进进尺尺2.0m周边边眼眼装装药药量量g1=0.45kg/2m。光面面爆爆破破装药药参数数表表序号炮眼名称眼深（m）眼数（个）装1药结构装药量段位药卷（个）单孔药量（kg）小计上台阶8561.051一排掘进眼2.27连续装药32х200-71.057.3512二排掘进眼2.26连续装药32х200-71.056.333三排掘进眼2.25连续装药32х200-71.055.2556辅助眼2.012连续装药32х200-50.75977二环眼2.016连续装药32х200-50.751298周边眼2.031间隔装药32х200-30.4513.95119底板眼眼2.28连续装药32х200-60.97.213V级围围岩岩（（软软岩岩））的的施施工工优优化化三台台阶阶开开挖挖应应用用在在泥泥质质千千枚枚岩岩段段落落，，此此地地段段采采用用挖挖掘掘机机开开挖挖开开挖挖，，没没有有爆爆破破，，所所以以采采用用了了三三台台阶阶开开挖挖方方式式，，后后经经优优化化方方法法，，V级围围岩岩也也采采用用了了上上下下台台阶阶方方法法开开挖挖取取得得了了不不错错的的效效果果（（详详见见后后光光爆爆实实施施效效果果））。。Ⅴ级级围围岩岩一一次次爆爆破破进进尺尺深深度度控控制制在在1m~1.5（2~3榀拱拱架架间间距距））2.4导洞洞软软岩岩开开挖挖实实例例拉脊脊山山导导洞洞扩扩挖挖自自YK17+350~YK17+550段200m长度度范范围围遇遇到到岩岩层层特特别别差差的的情情况况，，岩岩体体极极破破碎碎，，后后变变成成泥泥质质软软岩岩，，岩岩层层描描述述：：弱弱-中风风化化千千枚枚岩岩，，灰灰黑黑色色，，泥泥质质结结构构，，千千枚枚状状构构造造，，主主要要矿矿物物成成分分为为泥泥质质物物、、碳碳质质物物，，次次为为长长石石等等，，岩岩体体较较破破碎碎，，软软质质岩岩，，物物理理力力学学性性质质差差，，无无支支护护时时易易发发生生较较大大坍坍塌塌，，有有小小股股渗渗流流现现象象，，采采用用挖挖掘掘机机可可以以挖挖动动。。遇遇到到此此情情况况开始始采用用了了机机械械开开挖挖，，三三台台阶阶施施工工的的方方案案，，但但是是进进度度较较慢慢，后调调整整施施工工方方案案，，采采用用两两台台阶阶光光面面爆爆破破开开挖挖，，取取得得了了良良好好的的效效果果，，每每月月进进度度达达到到90m经多多次次试试验验，，取取得得了了光光面面爆爆破破的的参参数数，，具具体体如如下下。。掌子子面面围围岩岩照片片：：极极软软岩岩导洞洞顶顶布布设设的的钻钻爆爆网网络络局部部周周边边眼眼采用用双双眼眼装装药药减小超挖挖有效措措施导洞右侧侧围岩的的钻爆网网络爆破后的的掌子面面围岩残眼率95%以上极软岩爆爆破后效效果周边眼间距40cm,根据岩石情况此部分装药0.075~0.15kg，（0.5~1卷标准2号岩石铵锑炸药），或者采取炮眼间隔装药的方式，图中装0.5卷标准2号岩石铵锑炸药。双层周边眼间距35cm,根据岩石情况此部分装药0.075-0.15kg（0.5-1卷标准2号岩石炸药），双层周边眼控制拱顶超挖的有效措施。周边眼间距40cm,根据岩石情况此部分装药0.15-0.45kg，（1~3卷标准2号岩石铵锑炸药），或者根据岩石情况采取炮眼深浅结合的方式，深眼正常装药，浅眼深度约为深眼的1/2-2/3，药量为深眼的一半，图中装2卷标准2号岩石铵锑炸药。根据岩石情况此部分装药0.3~0.45kg，（2~3卷标准2号岩石铵锑炸药），此处为上台阶底板眼，药量适当增加，图中装5卷标准3号岩石铵锑炸药。软岩光面爆破设计硬岩光面爆破设计硬岩光面面爆破设设计光面爆破破装药量量的计算算，主要要是确定定周边眼眼光爆层层炮眼装装药集中中度，即即以kg/m表示，一一般采用用实验方方法求得得或从同同类工程程中选取取。q=QEW式中q—装药集集中度，，kg/m；Q—单位体体积耗药药量，g/m3；E—周边眼眼间距，，m；W—光爆层层厚度，，m；岩石类别周边眼间距E（cm）周边眼抵抗线W（cm）相对距离E/W装药集中度q（kg/m）极硬岩50～6055～750.8～0.850.25～0.30硬岩40～5050～600.8～0.850.15～0.25硬岩光面面爆破设设计光面爆破破参数（（选用2号岩石硝硝铵炸药药）上表的适适用范围围为炮眼眼深度2~4m钻爆机具具材料钻孔采用用10台YT—28型凿岩机机和4台22m³空压机机，人工工钻孔，，钻孔直直径为42mm，一字形形合金钢钢钻头。。采用ΦΦ32mm的2#岩石铵梯梯炸药。。引爆雷雷管为电电雷管，，周边眼眼设计采采用空气间隔装药药，导爆爆索联接接，辅助助眼、周周边眼采采用跳段段雷管以以光爆效果。弱风化中中基性火火山长岩岩：灰绿绿、灰色色，细晶晶结构，，块状构构造，节节理裂隙隙发育，，原岩结结构部分分破坏，，呈碎石石压碎结结构。岩岩体较完完整。局局部夹千千枚岩。。拱部无无支护时时易出现现小坍塌塌。导洞的光光面爆破破设计炮眼布置置实例爆破效果果图较软岩，，拱顶超超挖严重重爆破改进进改进起因因：爆破破后超挖挖严重