后岗隧道ⅲ级围岩光面爆破技术

后岗隧道Ⅲ级围岩光面爆破技术探讨光面爆破技术是采用钻爆法施工隧道的主要技术，采用光面爆破在围岩中产生的裂隙较少，爆破后的岩石表面能按设计轮廓线成型，表面较平顺，超欠挖很小。它的成败决定了隧道的安全、技术、质量、经济等各项指标的完成。本文结合后岗隧道Ⅲ级围岩光面爆破的工程实例，介绍了这种方法的应用。1工程概述后岗隧道位于xx省xx市xx县xx镇内，为双幅分离式隧道。左洞起讫里程桩号K18+956～K21+360，长2404m,纵坡采用单向坡，下坡-1.80%，仰义端洞口设计高为63.67m，北白象端洞设计高21.07m；右洞起讫里程桩号为K18+915～K21+280，长2365m。隧道按照双向六车道高速公路标准建设，设计速度100km/h。纵坡采用单向坡，下坡-1.80%，仰义端洞口设计高为64.03m，北白象端洞设计高22.51m。隧道进口均位于竖曲线内。后岗隧道左右洞仰义端均采用端墙式洞门，左右洞北白象端均采用半明洞式门。该隧道测区岩性较复杂，隧道所在低山区岩性主要为上侏罗统西山头组晶屑熔结凝灰岩、晶屑凝灰岩夹少量沉积岩和部分侵入岩组成，大部分为坚硬及坚硬~半坚硬，隧道进出口段洞顶及部分侧壁围岩为第四系松散土层、覆盖层厚度大，稳定性差；洞身岩体内夹有较多沉积岩和岩浆岩岩脉侵入，以Ⅲ级围岩为主。隧道所在山区地下水主要受大气降水补给，雨季时地表水大都沿附近冲沟排向山区下游，部分地表水渗入地下形成地下水，地下水渗流途经主要是沿岩土交界面和基岩节理裂隙，形成基岩裂隙水，水量较贫乏。后岗隧道采用三车道高速公路设计，隧道具有开挖断面大且扁平的特点，结合现场地质情况，后岗隧道在Ⅲ级洞身开挖中，采取全断面光面爆破。光面爆破的目的是为了使隧道开挖断面尽可能地符合设计轮廓线，减轻对围岩的扰动，减少超、欠挖。同时通过较好的光面爆破为锚喷支护、柔性防水卷材施工质量打下良好的基础。2光面爆破参数设计本隧道开挖断面大、岩质硬，若采用直眼掏槽，中空眼直径太小，且打眼多，效率低，效果不佳。经现场多次对比试验，采用二排楔形掏槽，实施后掘进很快，大大提高了炮眼利用率和开挖进尺。根据本隧道的围岩性质、地质条件、炸药种类、开挖断面的大小及形状、计划循环进尺、钻眼直径等，选出光爆参数(周边眼间距、最小抵抗线、炮眼密集系数埘、不耦合系数、装药集中度q、装药结构及起爆方式)，同时经过多次试爆调整，确定下表钻爆设计资料。实际操作中根据地质条件的变化及时调整爆破参数。Ⅲ级围岩光面爆破参数序号炮眼名称数量眼深（m）单孔装药量（kkg）总装药量（kgg）雷管段数装药结构1掏槽眼123.743.238.41连续2扩槽眼104.32.7273连续5辅助眼7831.4109.25、7、9、11、15连续8底板眼1931.630.413连续9周边眼4730.728.217间隔合计166233.2说明：E=600cm，W=E/00.8=775cm，K=E//W=0..8，D＝d炮眼/d炸药=422/32==1.311，q=0.85kg/mmⅢ级围岩光面爆破炮孔布置图Ⅲ级围岩光面爆破掏槽剖面图2.1炮眼布置隧道爆破为只有一个爆破面的单自由面爆破，爆破时受岩石的夹制作用影响较大，形成第二个临空面的掏槽技术是隧道爆破的关键技术。“掏槽”的成败决定了爆破的进尺长度，同时也决定光面爆破的因素之一。后岗隧道结合隧道开挖断面尺寸，掏槽技术采用斜眼掏槽中的二级级楔形掏槽，掏槽位置位于断面中部偏下，据底板距离1.8m，采用1～7段非电毫秒延期雷管爆破。断面爆破后抛碴距离15～20m，基本满足出碴运输和爆后找顶及初期支护作业，同时也可控制爆破振动。2.2装药结构本隧道装药结构采用连续装药结构和间隔装药结构2种形式。对于掏槽眼、扩槽眼、辅助眼、底板眼采用连续装药形式，将计算好的Φ32mm药卷逐节装入炮孔内，毫秒雷管引爆；对于周边眼采用间隔捆绑药串装药，导爆索引爆。3光面爆破施工3.1钻眼施工3.1.1机具及设备投入的主要机具及设备见下表主要机具及设备表机具及设备名称称规格型号额定功率数量开挖台架自制1风枪YT2818内燃空压机20m320m3/miin9内燃发电机250KW2轴流式通风机SSDT-1225A80000～11200000m3/h13.1.2炮眼布置要求钻眼前测量人员先用全站仪在掌子面上定出隧道中线和高程，然后画出周边眼和底部眼轮廓线，最后定出掏槽眼和辅助眼，并用油漆做出标记。炮眼位置一旦确定，不得随意更改。3.1.3钻孔要求采用YT28型风枪钻孔，钻孔直径为Φ42mm。炮眼的深度、角度、间距要严格按照钻爆设计进行，同时符合下列精度要求：1）掏槽眼：掏槽眼的位置正确与否，关系到整个开挖面的爆破效果，要求眼口与眼底的误差≤5cm，对于硬质岩更需注意。2）辅助眼：眼口排距、行距误差≤5cm，在节理发育处适当调整位置，避免卡钻，影响爆破效果。3）内圈眼：内圈眼距离周边眼的排距误差≤5cm。4）周边眼：周边眼的开眼和眼底位置，关系到光面爆破的最终效果。沿隧道开挖轮廓线上的间距误差≤5cm，周边眼外插角≤3°，底板眼不超出开挖断面轮廓线10cm，最大不得超过15cm。5）当开挖面不平整出现斜面时，要按照实际偏差方向调整钻孔深度，同时调整装药量，尽量使除掏槽眼外所有的炮孔眼底在同一垂直面上。钻孔完成后，按照炮眼布置图进行检查并做好记录，对于不符合要求的炮孔重新补钻，经检查合格后方可装药爆破。装药前需进行吹孔，吹孔是将炮眼内的泥浆、石粉吹洗干净。装药完毕后及时用炮泥填堵密封。3.2装药与填塞3.2.1装药装药时必须按照钻爆设计的药量进行装填，同时核对装药炮眼、雷管段位是否正确。装药时采用竹竿做炮辊，对于连续装药时炸药要装到底，保持装药连续，每装一卷炸药必须用炮辊捅一次，确保节炸药间密贴。周边眼采用将预先加工好的用竹片连接的药卷直接装入炮孔即可。各种炮眼必须在孔口段预留不小于20cm的填塞长度。3.2.2填塞填塞要保证质量，采用黄泥作为炮泥，黄泥不能过稀，可搓成条即可。填塞必须用炮辊将炮泥填塞密实，防止出现空洞或间隔现象。对于周边眼在填塞过程中要注意保护导暴索。3.3爆破网路及连接网路采用簇连法连接，连接时将导暴索分片捆成15根一束，每束中心捆绑两发一段雷管击发，采用电雷管起爆。4光面爆破质量检验1）开挖轮廓线圆顺，基本无补炮现象，爆破效果理想。拱部半孔痕迹保存率达到80%，爆破后每循环炮眼痕迹基本连续，2次爆破的衔接台阶尺寸≤15cm。2）开挖循环时间短，进尺理想。开挖循环时间为10小时左右，开挖进尺2.8～3m/循环，进尺稳定、良好，效果显著。3）改善了围岩受力状态。由于开挖轮廓线圆顺，没有明显的凹凸不平，有效的避免了局部的应力集中，释放了围岩的高应力，为初期支护和二次衬砌创造了有利条件，从而改善了衬砌结构的受力状态。5光面爆破质量检验该隧道采用全断面掘进、斜眼掏槽和光面爆破技术，爆破达到了预期效果，说明所采用的爆破参数是正确的，对同类工程具有借鉴意义。不过钻爆法施工，岩石超挖是不可避免的，施工中主要采取了以下措施改善超挖问题。1）测量放样准确，必须准确的画出开挖轮廓线，放线误差≤2cm。对于掌子面与线路中线不垂直时尤其主要。2）确保