隧道控制爆破设计与实践

　摘

 要:文章介绍了隧道光面爆破设计,并有针对性地阐述了光面爆破的实践效果,总结了硬

岩隧道控制爆破的钻爆技术

,对类似隧道施工具有参考价值。

　　关键词

:控制爆破 技术实践

　　

1 工程条件

　　道德山隧道为新建向莆铁路中的一条隧道

,全长 6043m,围岩以

Ⅱ级为研究基础。

　　

2 光面爆破设计

　　

2.1 光面爆破的意义

　　隧道施工中

,光爆质量越好,隧道的安全度越高,施工成本越低。因此,研究和实施光面爆破

技术在当今隧道施工中是十分必要的

,具有重要意义。

　　

2.2 光面爆破施工要点

　　

2.2.1 转变“宁超勿欠”的传统观念

　　大部分

“规范”要求严格,不允许欠挖,其实这是不科学的。在控制超欠挖的光爆技术的研

究中

,首先应转变观念,即必须转变“宁超勿欠”的传统观点,树立“少欠少超”的观点。

　　

2.2.2 提高钻孔技术水平

　　钻孔技术对隧道超欠挖的影响主要是周边炮孔的外插角

(q)、开口位置(e)和钻孔的深度

(L),它们与超欠挖高度(h)有如下的关系:
　　

h=e+Ltan(q/2)

　　

(1)式表明:随外插角 q 和钻孔深度 L 的增大,h 增大。

　　

L 是一个设计指标,可在设计中加以控制。一般情况下,都采用 3.5m 左右的钻孔深度。深

孔爆破的一次装药量也大

,对周边围岩的损伤也大。这也不符合施工中尽可能地维护围岩自

身的、固有的强度的原则。
　　

q 和 e 主要取决于司钻工的操作水平和所采用的钻机的某些性能。通常,钻机都有一个外

缘高度

,为保证后续掘进能正常钻孔,就必须有一个超挖高度 hd。

　　此外由于钻孔作业覆盖空间所限

,以及受隧道形状的影响,拱部 180 度范围内,则应控制

上仰角

,而在两侧边墙部位则应控制水平的外插角。

　　周边孔开口位置

e 有三种情况,第一种情况是在放样线处开钻孔,第二种情况是在放样线

外

e 处开钻孔,第三种情况是在放样线内移 e 处开钻孔。其出现机率和差值大小则主要决定于

钻孔水平。第一种情况不影响超欠挖

;在第二种情况时,将使超挖增加一个 e 值,而第三种情况,

将使超挖减小一个

e 值,而出现欠挖。因而,钻孔时先定位,后钻进,并在掌子面上完整醒目地标

出周边孔位线

,把 e 控制在较小范围内(约在 3cm)是可能的。

　　由

(1)式可知:当 q、L 一定时,e 作为一个独立参数,当 e 为正值时,随 e 的增加,h 增加;而当 e

为负值时

,随 e 的减小,h 则减小。

　　从实际施工的经验看

,控制 q 是比较困难的,但控制 e 值是可能的。如一些国家容许一定

的欠挖

,即有意识地使 e 为负值(第三种情况),对减少超挖是有效的。

　　

2.3 爆破参数的确定

　　在控制爆破中

,主要的技术参数包括:单位岩石炸药消耗量 q、周边孔线装药密度 g、周边

孔布置等。合理地解决这些参数之间的配合

,对减少超欠挖是至关重要的。

　　一般说

,单位岩石炸药消耗量 q 与平均线性超挖 h 呈线性正相关关系。周边孔线装药密度

q 与超挖 h 大体上呈幂函数的关系而与炮眼保存率 k 则呈抛物线相关关系。在与相同的条件
下

,最优的 g 值为 0.18～0.28kg/m。

　　周边孔的布置

,在其他因素一定时,超挖高度 h 随周边孔间距 E 的增大而增加;而对最小

抵抗线

W 而言,它与超挖高度 h 则有近似抛物线的关系。

　　由此可见

,较小的 E 将有助于减少超挖,并提高轮廓的光滑性;而对 W 则是处于某一范围