隧道光面爆破技術(shù)淺析

方逸民

【摘 要】光面爆破的破巖機(jī)理是一個(gè)十分復(fù)雜的問題，目前仍在探索之中。盡管在理論上還不甚成熟，但在定性分析方面已有共識(shí)。本文根據(jù)溫福鐵路圓巖寨隧道光面爆破技術(shù)情況，結(jié)合施工實(shí)際遇，介紹了光面爆破技術(shù)在隧道工程施工中的運(yùn)用及所起到的積極作用。

【關(guān)鍵詞】光面爆破；技術(shù)；淺析；

一、前言

隨著隧道施工水平的不斷提高，在施工過程中對(duì)隧道光面爆破施工技術(shù)的要求也日益漸高。因此，積極采用科學(xué)的施工技術(shù)，不斷完善隧道光面爆破施工技術(shù)就成為當(dāng)前一項(xiàng)十分緊迫的問題。

二、溫福鐵路圓巖寨隧道概述

圓巖寨隧道位于浙江省溫州市境內(nèi)，為鐵路雙線隧道，進(jìn)口里程為DK11+800，出口里程為DK15+481，全長(zhǎng)3681m。本隧道位于丘陵地區(qū)，植被較發(fā)育，自然坡度為30～35°。隧道洞身大部分為el+dlQ粉質(zhì)粘土，洞身小部分為霏細(xì)巖，全風(fēng)化—弱風(fēng)化，隧道圍巖分級(jí)：Ⅱ級(jí)3127m，Ⅲ級(jí)415m，Ⅳ級(jí)18m，Ⅴ級(jí)121m。全隧道除進(jìn)口44m明洞外，其余地段均采用復(fù)合式襯砌。

隧道為人字坡，縱坡分別為3.0‰，-3.0‰；隧道進(jìn)口至DK13+998.85位于半徑為4500m的曲線上，其余地段位于直線上。

三、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查

施工方案：我合同段內(nèi)Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖設(shè)計(jì)為全斷面開挖，Ⅳ級(jí)圍巖設(shè)計(jì)為三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法和CD法開挖，Ⅴ級(jí)圍巖設(shè)計(jì)為CRD交叉中隔壁法開挖。開挖采用自制輪胎式簡(jiǎn)易臺(tái)架作為施工工作平臺(tái)，人工手持風(fēng)鉆鉆眼，光面爆破技術(shù)開挖。

圓巖寨隧道DK14+431.95～DK15+121.95設(shè)計(jì)為Ⅱ級(jí)圍巖，晶屑凝灰?guī)r，弱風(fēng)化，節(jié)理較發(fā)育，巖質(zhì)硬，巖體完整。

圖1：Ⅱ級(jí)圍巖炮眼布置圖

圖2

說明：1、圖中尺寸以cm計(jì)；

2、采用YT-28風(fēng)鉆鉆眼，炮眼直徑φ40mm；

3、本圖為Ⅱ級(jí)圍巖光面爆破開挖；

4、周邊眼外插角角度不大于3cm/m；

5、炮眼用炮泥堵塞至孔口，炮泥事先用適當(dāng)比例的黏土、砂水配制好；

6、采用φ32mm的2#巖石炸藥，有水時(shí)用乳化炸藥；塑料導(dǎo)爆管孔內(nèi)微差簇連起爆網(wǎng)絡(luò)；

7、周邊眼采用導(dǎo)爆索串聯(lián)φ25mm藥卷間隔裝藥。

2006 年8月16 日到19 日，小組對(duì)DK15+000～+012段Ⅱ級(jí)圍巖的5 個(gè)斷面開挖的情況采用激光斷面儀進(jìn)行了測(cè)量，測(cè)量情況統(tǒng)計(jì)如下：

超、欠挖情況統(tǒng)計(jì)表

備注：炮眼痕跡保存率47%

根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，5個(gè)斷面超欠挖現(xiàn)象都比較嚴(yán)重。爆破效果如圖3。為提高工程質(zhì)量和進(jìn)度，減少因超挖而導(dǎo)致襯砌混凝土量增加的成本投入，特對(duì)影響光面爆破質(zhì)量的因素進(jìn)行分析和研究。

圖3：爆破效果圖

四、問題檢查和分析

1、超欠挖：爆破后的圍巖面應(yīng)圓順平整，無欠挖，超挖量（平均線性超挖）應(yīng)控制在10cm（眼深3.5m 時(shí)）和13cm（眼深4m 時(shí)）以內(nèi)。

2、炮眼痕跡保存率：硬巖半眼痕應(yīng)大于90%，中硬巖石應(yīng)大于80%，軟巖應(yīng)大于60%。

3、對(duì)圍巖的破壞程度：爆破后，圍巖面上無粉碎巖石和明顯的裂縫，也不應(yīng)該有浮石。

針對(duì)以上問題，小組召開會(huì)議，對(duì)主要原因進(jìn)行分析。

圖5 魚刺型分析

通過要因確認(rèn)，我們確定了測(cè)量放樣不準(zhǔn)確、司鉆工沒有定人定位、外插角不準(zhǔn)確、清孔不干凈，炮泥質(zhì)量不好、雷管段數(shù)未按設(shè)計(jì)安裝、未按放樣位置打眼等六項(xiàng)主要影響因素。對(duì)于以上六項(xiàng)主要因素，我們對(duì)其進(jìn)行歸納整理，制定出相應(yīng)的對(duì)策。

針對(duì)所確定的要因，制定對(duì)策見下表：

五、對(duì)策實(shí)施和鞏固

2006 年8 月22 日上午，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員通知項(xiàng)目測(cè)量班進(jìn)行開挖斷面的測(cè)量放樣，測(cè)量人員用萊卡402全站儀定出了開挖斷面的中線和輪廓線，并用紅油漆標(biāo)出了炮眼位置。

由工班長(zhǎng)進(jìn)行開鉆前的編號(hào)，根據(jù)各人技能采用有鉆工自選和安排的原則進(jìn)行定人定崗，工班長(zhǎng)負(fù)責(zé)指定到人。

隧道專業(yè)工程師和項(xiàng)目技術(shù)員現(xiàn)場(chǎng)給鉆眼作業(yè)人員講解炮眼布置圖，鉆眼機(jī)械的操縱方法，鉆眼作業(yè)的控制要點(diǎn)。

鉆眼工序結(jié)束后，派三名工人用鋼筋彎制的炮鉤和小直徑的高壓風(fēng)管向炮眼內(nèi)輸入高壓風(fēng)，將每個(gè)炮眼內(nèi)的石屑清理干凈，之后現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員進(jìn)行檢查。

裝藥人員將炸藥裝到指定的炮眼內(nèi)，并且按炮眼布置圖上雷管的編號(hào)“對(duì)號(hào)入座”，之后由現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員進(jìn)行檢查。

裝藥檢查無誤后，采用合格炮泥封堵炮眼并派專人檢查。

加強(qiáng)對(duì)施工作業(yè)人員責(zé)任心教育，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)爆破效果制定獎(jiǎng)懲措施。

2006 年8 月22 日，在DK14+988 斷面開挖時(shí)嚴(yán)格實(shí)施了上述對(duì)策，并對(duì)開挖后斷面的情況進(jìn)行了測(cè)量，超、欠挖統(tǒng)計(jì)情況如下表所示：

超、欠挖情況統(tǒng)計(jì)表

注：炮眼痕跡保存率達(dá)到80%

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，此循環(huán)嚴(yán)格按以上方案執(zhí)行。目前影響超、欠挖的主要因素是爆破參數(shù)影響，所以我們對(duì)爆破參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整，周邊眼采用φ25mm小藥卷，不耦合空氣柱間隔裝藥，藥包用導(dǎo)爆索串接，導(dǎo)爆索與導(dǎo)爆管雷管連接。其它炮眼采用φ32mm藥卷，不耦合連續(xù)裝藥，炸藥單耗量0.7Kg調(diào)整為0.47Kg。周邊眼間距調(diào)整為40cm。

隨后于2006 年8 月24日采用了上述結(jié)果，對(duì)DK14+985～+988開挖的斷面進(jìn)行了檢查，結(jié)果如下：

超、欠挖情況統(tǒng)計(jì)表

注：炮眼痕跡保存率達(dá)到96%

光爆效果圖

2006年8 月24 日對(duì)DK14+986 斷面爆破開挖后檢測(cè)的數(shù)值已經(jīng)符合規(guī)范要求。而且檢驗(yàn)合格率也達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

沒有實(shí)施對(duì)策前，超欠挖現(xiàn)象嚴(yán)重，同時(shí)也給后續(xù)作業(yè)，如噴射混凝土、張掛防水板等作業(yè)造成一定困難。同時(shí)減少了欠挖補(bǔ)炮及超挖回填混凝土而造成人工、機(jī)械和材料等經(jīng)濟(jì)損失。

鞏固的手段：繼續(xù)強(qiáng)化施工組織管理，完善崗位責(zé)任制，將本次活動(dòng)成果作為項(xiàng)目部質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)在以后工程中予以推廣，形成一個(gè)責(zé)、權(quán)、利相結(jié)合的質(zhì)量管理做到工程受控、人員受控、質(zhì)量受控。

制定項(xiàng)目技術(shù)專項(xiàng)方案，針對(duì)不同素質(zhì)的工人及不同施工方案，確定不同的管理，鞏固全過程質(zhì)量跟蹤制度，嚴(yán)格控制工序質(zhì)量，為下一階段施工提供管理依據(jù)。

六、結(jié)束語

通過以上詳細(xì)的分析和探討，我們可以很清楚的得知，隧道光面爆破施工技術(shù)作為工程項(xiàng)目施工管理的核心工作之一。對(duì)隧道施工方面具有十分重要的作用。溫福鐵路圓巖寨隧道光面爆破技術(shù)讓我們了解必須將科學(xué)技術(shù)融合到實(shí)際操作之中，由此使得工程質(zhì)量更高。

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