太公山隧道光面爆破应用与分析

太公山隧道光面爆破应用与分析第一页，共22页。内容提要一、研究背景与意义二、工程概况三、光面爆破四、结论与展望第二页，共22页。一、研究背景与意义自五十年代奥地利的腊布塞维奇提出“新奥法”以来，光面爆破与锚喷支护发展至今，已经成为了隧道开挖支护过程中不可或缺的手段，不仅直接影响着隧道的掘进速度，还与隧道工程的质量和造价有着紧密而不可分的关系。本文结合自身实践，通过对太公山隧道出口工区的施工实例，对光面爆破与锚喷施工做一个应用分析，也是对自己实习的总结与提升。第三页，共22页。二、工程概况

太公山隧道为双线高瓦斯隧道，出口位于綦江县新盛镇。隧道出口工区段起讫里程DK49+909～DK47+100，全长2809m，最大埋深450m。，围岩主要为Ⅲ级，IV级，占全隧93%。由于隧道洞身地质结构为缓倾岩石走向，围岩普遍较差与破碎、断面大，开挖洞顶轮廓线难以控制，成型后初期支护难度高、工作量大、安全隐患大。第四页，共22页。三、光面爆破（1）地质条件、开挖断面、开挖进尺，爆破器材、施工机具和施工安全等因素。（2）合理选择周边眼间距、周边眼的最小抵抗线、装药量；周边眼采用不偶合间隔装药，导爆索起爆，以减小起爆时差。其它炮眼采用连续装药。（3）辅助炮眼均匀布置，掏槽炮眼加深20cm，采用复式V形布置，周边眼加深10cm，炮眼眼底均落在同一垂直面上。

第五页，共22页。（1）炮眼数目的确定：按照台阶法掘进施工，根据单位炸药消耗量，分别对各台阶炮眼数目进行估算：N=qS/αγ（不包括空眼数目）。（2）炮眼直径：炮眼直径为D=42mm，药卷直径d=32mm、d=25mm。不耦合系数，K=D/d=1.31与1.68。（3）炮眼深度：表3-1围岩各层进尺表（单位：m）3.1钻爆参数围岩/台阶上台阶（m)下台阶(m)仰拱(m)Ⅲ333IV223第六页，共22页。（4）周边眼间距E及最小抵抗线W根据本工程隧道的围岩条件,以及隧道光面爆破施工经验，周边眼炮孔间距一般情况下E＝（10～18）d，同时根据最小抵抗线W，取值在13～22d范围内。施工中可根据实际情况调整。

表3-2光面爆破参数表围岩等级周边眼间距E/mm周边眼最小抵抗线W/mm密集系数K=E/W炮眼利用率III5006000.830.95IV4005000.80.953.1钻爆参数第七页，共22页。3.2起爆方式起爆方式采用簇式起爆。上台阶掏槽眼采用MS1、3段雷管分段延时起爆，掘进眼为MS5、7、9、11段雷管，周边眼孔内为导爆索捆绑药卷，孔口附近使用MS13或15段雷管传爆导爆索，底板眼使用MS13或15段雷管与周边眼最后起爆。下台阶、仰拱同理起爆。第八页，共22页。3.3炮眼布置图图3-1III级围岩炮孔眼布置图图3-2V型掏槽眼布置图第九页，共22页。图3-3IV级围岩炮孔眼布置图图3-4V型掏槽眼布置图3.3炮眼布置图第十页，共22页。3.4装药结构及堵塞方式

周边眼采用不偶合间隔装药，导爆索传爆，其他眼采用集中装药。所有的装药炮眼采用炮泥堵塞，堵塞长度不小于25cm。堵塞方式：所有装药炮眼用炮泥堵塞，周边眼堵塞长度不小于25cm。图3-5炮眼网络连接示意图第十一页，共22页。图3-6周边眼装药结构示意图图3-7辅助、掘进眼装药结构示意图3.4装药结构及堵塞方式第十二页，共22页。3.5装药量计算及经济指标表3-3Ⅲ级围岩光面爆破主要经济技术指标表3-4Ⅳ级围岩光面爆破主要经济技术指标第十三页，共22页。

3.6.1爆破调整

煤矿许用炸药2#岩石乳化炸药1-5段的煤矿许用电雷管毫秒延期电雷管

常规爆炸器材在高瓦斯隧道施工中存在安全隐患，为保证爆炸时不产生火花。在堵孔时加入橡胶水袋，水袋不但具有炮泥作用，还可以在炮轰波的作用下形成水幕，起到降尘消烟灭火的作用。另外瓦斯爆炸反应就是一个氧化的过程，反应中过程中存在大量OH-、CH-、以及游离氧离子，加入食盐可以改变反应式与过程起到消焰作用。3.6工程实例分析第十四页，共22页。3.6.2爆破效果检查表3-5光面爆破前期施工效果统计表

太公山隧道出口工区前期施工光面爆破效果较差，周边眼炮孔间距过大，抵抗线间距不一致，爆破出的轮廓开挖线凹凸不平顺，超欠挖大，钻孔起爆时间超过5个多小时，而且经常补炮，严重影响施工进度。序号项目软岩(Ⅲ级)软岩（Ⅳ级）1平均超挖量(cm)20252最大超挖量(cm)50803炮眼痕迹保存率(%)《30《30

4局部欠挖量(cm)30405炮眼利用率(%)95953.6工程实例分析第十五页，共22页。序号项目软岩(Ⅲ级)软岩（Ⅳ级）1平均超挖量(cm)10102最大超挖量(cm)30303炮眼痕迹保存率(%)》70》654局部欠挖量(cm)15205炮眼利用率(%)9595表3-6光面爆破优化施工后效果统计表3.6工程实例分析

由于Ⅲ级围岩平均超挖减少10cm，节约混凝土0.1m×40m×1870m=7480m3,每立方混凝土按380元，加速凝剂40元，节约投资7480×420=3141600元；Ⅳ级围岩平均超挖减少15cm，节约混凝土0.15m×40m×737m=4422m3，节约投资4422×420=1857240元。第十六页，共22页。3.6工程实例分析图3-8光面爆破现场周边局部轮廓图第十七页，共22页。3.6.3爆破参数检算（1）爆破安全震速与距离：V=K•Qa/3•R-a

（2）爆破飞石控制：Rf=100•Kf•D（3）爆破冲击波：R冲=25•Q1/3

结论：洞内光面爆破作业点最大装药量为62.4kg（按单段起爆最大炸药量），则爆破震动安全震速为1.2cm/s,距离为：75m；冲击波影响距离为：99m；飞石距离为：63m，小于警戒线200m。

3.6工程实例分析第十八页，共22页。3.6.4爆破设计优化每次爆破后检查爆破效果，分析原因及时修正爆破参数，提高爆破效果，改善技术经济指标。1).根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况，修正眼距、用药量，特别是周边眼。2).根据爆破后石碴的块度修正参数。石碴块度小，说明辅助眼布置偏密；块度大说明炮眼偏疏，用药量过大。3).根据爆破振速监测，调整单段起爆炸药量及雷管段数。4).根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度。3.6工程实例分析第十九页，共22页。

光面爆破与锚喷技术作为两门隧道施工不可或缺的技术，在工艺上、经济上、安全上都有相当大的优势，也是今后无论是公路隧道，还是铁路隧道发展的主流技术。如今实际的施工与设计或许存在一定的差异，有时难以体现其工艺的优越性与可靠性，但随着发展的潮流，这些问题都将逐渐解决。以下几方面：四、结论与展望第二十页，共22页。①.一门技术的运用很大程度上取决于机械化与自动化水平的高低,光面爆破与锚喷