工程实录 建筑与发展 Ｇｏｎｇ Ｃｈｅｎｇ Ｓｈｉ Ｌｕ ＪｉＯｎ ＺｈＵＹＵ Ｆａ ＺｈＯｎ ・３９・ 弄尾隧道爆破施工技术浅析 杨飞 江苏东南交通工程咨询监理有限公司 【摘要】隧道工程各级围岩支护施工和爆破是决定工程质量的重要因素，本文通过弄尾隧道工程的爆破技术方案进行阐述，通过精密的计算， 合理布置各级围岩的爆破炮眼，以保证对围岩的最小扰动，确保了施工质量和效益。 【关键词】隧道工程支护爆破炮眼 １．工程概况： 式中，Ｑ一～单循环装药量，ｋ ｇ； 弄尾隧道为单侧分离路段左幅的新建单洞四车道隧道，相应右线 ｑ一一炮孔利用率，一股取０．８ Ｏ～Ｏ．９５。 为路基。洞身围岩以弱一微花岗岩为主，局部节理裂隙密集带发育， ④炮孔间距：掏槽眼用来先掏出开挖面上的一部分岩石，增加ｌ临 岩体较破裂，洞口边仰坡及明洞采用明挖法施工，洞身各级围岩开挖 空面，改善其它炮眼爆破条件。设计采用四眼中空直眼掏槽。有２对 采用钻爆法，洞口浅埋、地质条件差的Ｖ级围岩地段采用双侧壁导坑 对称的直炮眼，成对的在炮眼底集中炸出一个桶形体的空间。桶形成 法开挖，Ⅳ级围岩和Ⅱ、ＩＩＩ级围岩采用单侧壁导坑法施工。采用ＹＴ２８ 对炮眼的孔口距为８ｃｍ，孔底距为８ｃｍ，相邻炮眼的：ｆＬ￣ｇ为１ １Ｃｍ。炮 风动凿岩机打眼，实施光面爆破、微震爆破、预裂爆破等控制爆破 眼数量为５个。相比于直眼掏槽而言，楔形掏槽产生的震动要小。因 技术。 此，若震动达不到要求可考虑采用楔形掏槽。每对中心掏槽孔的孔口 ２．隧道开挖钻爆方案 距选取为６０Ｃｍ，孑Ｌ底距取为２０ Ｃｍ；同排相邻的中心掏槽孔孑Ｌ距取为 新建隧道Ｖ级围岩采用双侧壁导坑法开挖，双层初期支护，Ⅳ级 ４０Ｃｍ。 围岩以下采用单侧壁导坑法开挖，单层初期支护；洞口Ｖ级围岩采用 辅助眼：辅助眼用以扩大掏槽的体积，为周边眼爆破创造有利条 ｌ０８ｍｍ注浆大管棚超前支护，Ｖ级围岩浅埋且富含地下水和地质复 件。辅助眼应交错均匀地布置在周边眼与槽眼之间，并垂直于开挖面 杂段采用中５０ｍｍ注浆小导管支护，Ⅳ级围岩以下采用超前锚杆支护。 打眼，力求爆下的石渣块体大小适合装渣要求。辅助眼炮眼间距为０． Ｖ级围岩以机械开挖为主，局部实施低振动的松动爆破，Ⅳ级围岩以 ５－０．７ｍ，抵抗线Ｗ＝０．４～Ｏ．５ｍ。 下采用光面控制爆破。 ⑤单孔装药量：隧道掘进爆破的单孔装药量按下式计算 ２．１钻爆设计 舀＝ｋｔｙ ２．１．１隧道爆破设计原则 式中，Ｑ １一一单孔装药量，ｋ ｇ； 为了保证隧道爆破后轮廓线的平整度，减少爆破振动对既有隧道 Ｌ一～炮孔长度，ｍ； 围岩、支护结构的扰动和损伤，采用微差减震光面控制爆破技术方 Ｙ一～单位长度的药卷质量，ｋｇ／ｍ； 案。设计采取以下设计原则： ｋ——装药系数，取值为：掏槽孔装药系数为０．６～０．８；其 １）、合理选取钻爆参数和单位炸药消耗量，力求达到理想爆破 他炮孔装药系数为０．５～Ｏ．７５。 效果；单位炸药消耗量的确定以满足较高的炮眼利用率和降低大块 ３）周边孔、底板孔爆破参数 率，便于机械装碴为原则。 ①周边孔光面爆破参数：为控制超欠挖，降低洞壁粗糙率，减少 ２）、隧道周边炮眼按光面爆破设计，防止超挖或欠挖及减少围 隧道通风阻力等，对Ⅱ、ＩＩＩ、Ⅳ、Ｖ级围岩采用光面控制爆破技术， 岩损伤，软岩地段光爆炮眼半孔残留率控制５ ５ ，硬岩９ ０％以上。 并利用微差爆破技术减振。 ３）、合理控制起爆顺序及间隔时间。 光面爆破的最小抵抗线（光爆层厚度）７０—８０ｃｍ．炮孔间距按照光 ４）、严格控制单段起爆药量和一次起爆总药量，爆破质点振动 面爆破的炮孔密集系数选取，密集系数按下式计算 速度控制在３Ｃｍ／Ｓ以内。 Ⅲ＝ｉｔ／ ２．１．２隧道开挖钻爆设计 式中，ｍ一一炮孔密集系数； （１）爆破设计参数： ａ一一炮孔间距，ｉｌｌ； １）隧道开挖爆破均使用钻头直径为３８ｍｍ的风动凿岩机钻孔，炮 ｗ一～光爆层厚度，ｍ。 眼直径按Ｄ：４０ｍｍ。 光面爆破的炮孔密集系数一般选取为０．５—１．０。 ２）掏槽孔、掘进孔爆破参数 此外，由于光面爆破孔孔距通常为炮孔直径的１ ０～１ ８倍，考虑 ①为确保施工安全，隧道采用短进尺掘进爆破，炮孔深度根据隧 到 部边界控制要求较高，取炮孔间距为５５ｃｍ，靠近底板的周边孔炮 道开挖进尺确定，掏槽孔超深约２ ＯＣｍ。周边眼及底眼超深约ｌ ０Ｃｍ。 孔间距为７５Ｃｍ。装药不耦合系数Ｋ取为１．５～２．０。线装药密度取为 ②炸药单耗：隧道掘进爆破的炸药单耗主要与岩性和开挖断面积 ０．２ ５～Ｏ．３ｋｇ／ｍ（考虑装药后的全孔平均值）。 有哭，由下式给出或根、据隧道工程施工经验及有关资料确定。 ②底板孔爆破参数：底板孔间距取为９０ ｃｍ，底板孔装药系数取为 ｇ＝１￣４Ｕ＇／ｓ） ０．５—０．７５，计算单孔装药量。 式中，ｑ一一炸药单耗，ｋ ｇ／ＣＩｌｌ ； 实际炮眼深度、装药量可结合不同围岩爆破震动效应试验监测结 ｆ一一岩石普氏系数，一般根据工作面岩石的抗压强度或 果进行调整。 经验判断；这里根据隧道所穿过的岩层地质描述及所对应Ｖ～ＩＩ级岩体 ４）炮眼数量计算（校核） 的［Ｂ Ｑ］值，其岩石普氏系数可折算为６～８； 、『，：—ｑ￣ｓｘｑ￣ｍ—：个 ｓ——隧道一次爆破开挖断面积：大于ｌ８ｍ 时，按１８ｍ 选取。 ｋＸｂ ③单循环装药量：按照一次爆破的岩体体积计算单循环爆破的装药 量，装药量由下式给出 式中： ｑ——炸药单耗ｋｇ／ｍ ｓ； Ｓ——隧道一次爆破掘进断面积ｍ。 ｎ一炮眼利用率ｎ＝Ｏ．８５； 建筑与发展 ・４０・ Ｊｉａｎ ＺｈｕＹｕ Ｆａ Ｚｈａｎ 工程实录 Ｇｏｎｇ Ｃｈｅｎｇ Ｓｈｉ Ｌｕ ｍ一每卷炸药长度米； ｂ一每卷炸药重量ｋ ｇ； ｋ一炮眼平均装药系数ｋ取为０．５。 联方式连接，主传导爆管用电雷管引爆。并保证各段的延迟时间间隔 大于５０ｍ ｓ，以避免地震波叠加而产生过大的震动强度。 ２．４减轻爆破震动措施 弄尾隧道是在原福泉高速公路左侧新建单洞四车道隧道，隧道施 工时均会对邻近结构物产生较大的震动干扰，尤其是爆破作业显得更 具明显，甚至起破坏作用。针对爆破影响，本隧道采用微震光面爆 （２）装药结构与堵塞 周边眼采用小直径药卷连续装药 当岩石很软时，可采用导爆索 装药结构，用竹片和导爆索连接，为克服炮眼底部岩石夹制力，在 炮孔底装半卷中３２ｍｍ药卷做加强药包。其它炮眼孔采用 ３２ｍｍ药卷连 续装药。 破或预裂爆破，可有效减轻震动影响，减小对围岩的扰动，亦是保 证本隧道施工安全的重要措施： １）、加强爆破震动地震波测试 将爆破振动监测作为关键工序 纳入施工组织，根据不同围岩等级调整优化爆破参数，确保邻近结构 物的安全。 装药后用炮泥对炮眼孔进行堵塞，炮眼堵塞长度不少于３ ０ Ｃｍ。 （３）各级围岩爆破参炮眼布置图 。 。。 Ｉ ｌＩ ‘００ ｖ ２）、实施微差爆破，把一次爆破的许多炮孔分为若干组，按先 ｔ ０ 。 。ｌｌｌ。 ｌ： 后顺序起爆，以达到改善破碎质量和降低爆破震动的目的。 ＃ ｚｓ ３）、合理安排段间隔时差：为避免爆破震动波形叠加，降低爆 爆破炮眼布置图 破震动强度，毫秒雷管跳段使用，段间隔时差控制在５ ０ｍ ｓ左右。 ２．２爆破震动安全计算 ４）、根据以往施工经验，爆破产生大振速部位通常为：掏槽爆 为了判断震动强度，确保建筑物安全，采用质点震动速度表示震 破、底板或底角爆破、周边光面（预裂）爆破。复杂环境下隧道 动强度。质点震动速度与一次爆破的装药量大小、测点至爆源的距 爆破开挖过程中 ，采用合理的掏槽方式，并进行掏槽眼的参数优 离、地质地形条件、爆破方法等有关。国标《爆破安全规程》（Ｇ 化以控制爆破地震危害是很有必要的。 Ｂ ６ ７ ２ ２—２ ０ ０ ３）规定，爆破地震安全距离用下式计算： ５）、加强炮孔堵塞，可以提高炸药的利用率，有效降低单位耗 药量，减少震动速度。 ６）、若爆破震动超过规范允许值，分析原因，查明事实，调 式中：Ｋ一一与爆破场地条件有关系数； 整钻爆方案。如： ——与地质条件有关系数； ①设置干扰减振孔，周边施打减振孔可以减振３０％～５Ｏ％。 口一一最大起爆药量，ｋ ｇ； ②调整爆破工程传爆方向：调整爆破工程传爆方向，以改变与被 一一允许的安全震动速度，ｃ州 。 保护物的方位关系。实践证明，抛掷爆破时，最小抵抗线方向的振 对于临近既有高速公路边坡，设计技术资料给定 ＝３ Ｃｍ／Ｓ； 动最小，反向最大，两侧居中；而采用成排的群药包爆破时，在药 足 取值：《爆破安全规程》（ＧＢ ６ ７ ２ ２—８ ６）中，对中硬岩石 包中心的边线方向比在垂直于连线方向的振速降低２５％￣４５％左右。即 １５Ｏ ２５０，口＝１ ５—１ ８，根据具体条件，取 ＝２００， ；１ ６５。 优化掏槽位置、装药结构和起爆顺序。调整优化微差间隔时间，提 ：若己知被保护建筑物至爆区的距离，可采用下式计算每次爆破ｒｆ】 高爆破地震波的振动频率。 的每段起爆的安全起爆药量： 参考文献 Ｑ弃 Ｒ （ ）咒 “ ［１］微震动爆破技术在软弱松散围岩中的应用；柳军城；王圣 ２．３起爆方法 彬；中铁十八局集团第三工程有限公司；【期刊】西部探矿工程２００９— （１）起爆顺序：在严格单段最大装药量的同时，尽量能 ０８—２ ５， 使掏槽孔、各类同排炮孔同时起爆。因此，炮孔起爆顺序是：掏槽 ［２］隧道软弱围岩控制爆破设计与施工；邹树梅；王胜勇 中 眼一内圈眼一扩大眼一周边眼一底板眼。 铁第十六工程局二处【期刊】铁道建筑技术２００８—０４—３０ （２）起爆网路：所有炮孔采用非电导爆管一次点火、孔内毫 ［３］确定周边控制爆破围岩影响深度的动力损伤计算方法；卢 秒延期起爆，每个炮孔内装入１发非电导爆管毫秒雷管，并采用簇并 文波；董振华；赖世骧；武汉水利电力大学【期刊】工程爆破 Ｌ ９ 一 ｕ （上接第４５页） 植钢筋螺栓，以保证钢板、混凝土共同受力。对原有拱肋拱背的沿 生鼓肚，一般是由于排水不良积水渗入并长期预留，填料和填土膨胀 桥纵向裂缝或开裂和实腹段的竖向裂缝，进行表面凿毛、环氧树脂粘 造成的。 贴钢板加固处置，并植钢筋螺栓，以保证钢板、混凝土共同受力。 （３）拱肋横向联系梁的维修强拱片横向联系和活载作用卜的协调变 参考文献： 形，建议对横系梁进行维修补强使用。双曲拱桥的横阳联系梁是增强 ［１］刘白明．桥梁工程榆测手册．北京：人民交通出版社．２ＯＯ ３ 横向刚度，保证拱肋横向稳定行的重要构件，设置合理的横向联系 ［２］刘白明．桥梁养护与维修手册．北京：人民交通出版社．２００ ３ 梁，也会减少拱波顶部的纵向裂缝。所以，对横向联系粱破损的采 ［３］陈开利．王帮楣．林亚超．桥梁工程鉴定与加固手册．北京：人 取凿毛，清除表面疏松混凝土，并采取环氧树脂进行补强，增加横 民交通出版社．２００４ 向联系，来改善结构的横向刚度。（４）桥面排水系统的改造 桥面 ［４］张树 ．王宗林．桥梁病害诊断与加固设计．北京：人民交通出 排水系统，保证雨水等及时从桥面排除。双曲拱拱上填料、侧墙发 版社．２００４
