光面爆破在隧道施工中的应用.doc

光面爆破在隧道施工中的应用 第五工程有限公司四公司 张 杰 王秋红 殷凤荣 摘 要 文章介绍了光面爆破的设计及在施工中的应用。并总结出影响光面爆破效果的主要原因及施工中采取的措施。 关键词 光面爆破 隧道 设计 施工 前言 温家冲隧道是渝怀铁路线上的工程项目，该隧道全长540m ，地质围岩为砂质泥岩夹砂岩，其中有Ⅲ级240m，Ⅳ级240m，Ⅴ级60m，在隧道掘进施工中，采用了光面爆破，取得了良好的效果。 施工方案的选择 本隧道采用上下两部分开挖，上部打通后，再进行下部开挖，上部包括拱部和边墙2m，在施工中，上部采用光面爆破，全断面一次爆破法施工。 上部断面爆破开挖的设计 掏槽形式的选择 本隧道围岩f值在2~6之间，石质较软可采用楔形掏槽，另外，在光面爆破中，特别软质围岩，要减少振动，因此，在施工中我们采用三级复式楔形掏槽（见图一三级复式楔形掏槽图单位：cm） 每级均尽量同时起爆，级间间隔时差不应太短，以25~50ms较合适，以保证前段已爆破岩石的破碎与抛掷。 循环进尺L 循环进尺L与超欠挖高度h的关系如下： h=Ltan（θ/2）+e θ为周边眼的外插角，e为开口误差。由此可见，随着L的增大，h值将增大。因此较小的L对于控制超欠挖和保证良好的光爆效果是有利的，根据实际情况和工期要求，在施工中，循环进尺L=2.0m。 爆破器材 合理的爆破器材可以减少振动，取得良好的光爆效果。炸药的选择：主炮孔采用φ32mm 2﹟岩石乳化炸药，周边孔应选用低爆速，低猛度的炸药，采用φ25mm2﹟岩石乳化炸药，同时自制了光爆药卷。毫秒雷管的选择：毫秒导爆管应有足够的段数，为了避免振动，并且满足光爆孔比临近主炮孔迟发50~100ms，毫秒雷管应跳段使用。为了达到间隔装药效果，工地上还购买了导爆索。 周边眼的设计 周边眼的主要参数包括孔径D、药径d、线装药密度q、最小抵抗线W、孔间距E。 4．1 孔径D的确定 本隧道采用YT-28型风动凿岩机，钻头直径40mm，孔径按42mm计。 4．2 药径d的确定 光爆药卷直径必须满足能获得一定的不耦合系数的要求，不耦合系数一般应大于2，也就是D/d≥2，最小不能小于1.5，施工中，采用φ25mm药卷和自制的φ20mm光爆药卷。 4．3 炮孔间距E 在光面爆破中，经验公式方法，周边孔间距E=（8~18）D，在施工中经过反复试验，确定周边孔间距E在50cm~60cm之间。 4．4 最小抵抗线W 在光面爆破施工中，炮眼密集系数m值小于1.0，当m值等于0.8，即E/W=0.8时，爆破效果最好，最后确定最小抵抗线在65cm~75cm之间。 线装药密度q 线装药密度是影响爆破效果的最主要参数，随着围岩的变化，将不断的调整。在相同的条件下，最优的q值为0.18kg/m~0.28kg/m。 4．6 周边孔的装药结构 第一种是间隔装药，按设计药量将药卷绑扎在导爆索上，用竹片使之形成一个断续的炸药串，并在孔底放加强药包； 第二种是连续装药，采用φ20mmPVC管，管内贯穿一根导爆索，然后在管内装填炸药，形成自制的连续光爆药卷。（见图二光面爆破装药结构） 经过实验，第二种方法比第一种效果好。 临近主炮孔的设计 均匀的光爆层是有效实现光面爆破的重要环节，因此，临近光爆孔的主炮孔的设计也显得至关重要。炮孔间距我们选择1.5E，装药量以其炮孔产生的裂隙破坏区不超过周边孔的裂隙破坏区。 爆破振动速度计算的经验公式V=70Q0.7/R1.5，V----振速，在70~100cm/s之间；Q----单孔装药量，R----爆破破坏距离。当V=70cm/s时，根据周边孔的药量求得R1。再根据主炮孔的药量计算出R2。当R2R1+W时需调整临近主炮孔的q值，最终使之满足R2R1+W，此时q值为临近主炮孔的最佳药量。 6 上部断面爆破设计图 影响光面爆破的主要因素及施工中采取的措施 实践表明，影响光面爆破的主要因素有：地质条件、钻孔精度和爆破技术。 1 地质条件的影响 在相同的爆破条件下，超挖值与f值的关系：f值越高，超挖量越少，反之，则较大。另外，断层大而密的节理易导致超挖。 在施工中，根据地质条件的变化逐渐调整爆破参数。地质较差的部位可适当减小间距和线装药密度，有时还可在两孔间加一个不装药的导向孔；在地质好的部位则反之。 6．2 钻眼精度的影响 光面爆破中，周边孔的主要参数E和W都与钻眼精度有很大的关系，影响钻眼精度的因素主要包括：开眼误差、钻眼角度误差、测量放样误差等 我们采用在掌子面上标出炮眼位置来减小开眼误差。采用打标准孔的方法减小钻眼角度的误差。 在施工过程中，我们坚持每个掌子面都用仪器测量放线，并用五寸台坐标法放出拱部开挖轮廓，