高速公路隧道光面爆破施工技術(shù)一、概況xx高速公路xx隧道左線全長2587米，右線全長2518米，斷面采用拱頂為R=5.70m的曲墻圓拱式，曲墻半徑為8.2m，斷面凈寬11.4m，凈高7.3m，為xx高速公路全線最長一條雙線隧道。工程規(guī)模大,地質(zhì)條件復(fù)雜。xx隧道位于太行拱斷束山地，處于構(gòu)造侵蝕中低山，總體構(gòu)造線NE-NNE，巖層層理發(fā)育，層面平緩，傾向北東，傾角3°-5°，頂部灰?guī)r呈中厚狀態(tài)，厚度0.2-0.5米，近地表呈強風(fēng)化，高角度裂隙較發(fā)育，隧道內(nèi)地下水類型為松散巖類孔隙水、碳酸鹽巖巖溶裂隙水和基巖裂隙水；洞身圍巖為下寒武統(tǒng)鈣質(zhì)泥巖夾石灰?guī)r，上部為寒武統(tǒng)厚層石灰?guī)r，隧道最大埋深為272米，圍巖類別為Ⅳ、Ⅴ級，其中Ⅳ級圍巖占93%。隧道按“新奧法”施工原理進行洞身結(jié)構(gòu)設(shè)計，即以系統(tǒng)錨桿、噴砼、鋼筋網(wǎng)、格柵拱架、型鋼鋼架等組成初期支護與二次模筑砼相結(jié)合的復(fù)合襯砌形式。結(jié)合xx隧道圍巖破碎、松散，保證隧道施工安全的前提下，擬采用臺階法光面爆破技術(shù)對隧道進、出口及洞身段進行開挖。其主要風(fēng)險為：穿越泥夾石地層、穿越破碎砂、卵石膠結(jié)體地層、穿越含水地層，存在塌方和突水風(fēng)險。二、光面爆破的特點及影響光面爆破效果的主要因素（一）光面爆破的特點隧道光面爆破是一種能按設(shè)計輪廓線爆破巖體，使隧道開挖面平整，并使圍巖不受明顯破壞的控制爆破技術(shù)。其實質(zhì)就是在隧道掘進設(shè)計斷面的輪廓線上布置加密周邊孔，減小藥包直徑，減少裝藥量，采用低密度和低爆速的炸藥，以控制炸藥爆炸能量及其作用，降低爆炸沖擊波的峰值壓力，削弱在巖石中引起的應(yīng)力波強度，避免在炮孔周圍產(chǎn)生壓碎區(qū)，而使爆破作用集中到需要爆落的一側(cè)巖體上，減弱對原巖體的破壞作用。這種加密的周邊孔稱為光爆孔。當(dāng)相鄰的光爆孔爆破時，在其連心線上將形成貫通裂隙，巖體被劈裂，形成平整的斷裂面。隧道光面爆破的爆破原理對隧道施工意義巨大：（1）隧道的開挖質(zhì)量（超、欠挖控制質(zhì)量）的好壞，直接影響著一個隧道施工的成本控制。采用光面爆破使開挖面平整，巖體破碎少，超欠挖控制質(zhì)量好。爆破后開挖面基本接近設(shè)計輪廓線，直接減少了將來支護的工程數(shù)量。（2）光面爆破后，開挖面平整，危石少，撬頂工作簡單，減輕了表面應(yīng)力集中現(xiàn)象，避免局部掉塊，增進了圍巖穩(wěn)定，加快了隧道掘進速度。（3）光面爆破對圍巖破壞輕微，危石少，直接提高了圍巖穩(wěn)定性，保證了施工安全及隧道開挖質(zhì)量。（二）影響光面爆破效果的主要因素⑴地質(zhì)條件：對于裂隙少、整體性好的圍巖，可采用全斷面深孔光面爆破；對于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，節(jié)理發(fā)育的圍巖，開挖采用臺階法“短進尺、弱爆破、強支護、快封閉”的施工方法，以“多打眼、少裝藥、少擾動”為原則，盡可能避免對隧道圍巖的擾動、破壞。⑵鉆爆參數(shù)設(shè)計：巖體結(jié)構(gòu)變化無常，選擇與之適應(yīng)的爆破參數(shù)才能取得最佳效果。⑶鉆眼精度：引起鉆眼誤差的因素有測量放線誤差、開眼誤差、鉆眼角度誤差等。⑷起爆順序：起爆順序是為了逐層擴大臨空面，為周邊眼起爆創(chuàng)造最佳條件。⑸網(wǎng)路的可靠性：網(wǎng)路某一分支的失效，將影響起爆順序和爆破效果。⑹炸藥的品種選擇及裝藥的不耦合系數(shù)：乳化炸藥適用于有水巖石隧道；周邊眼不耦合系數(shù)宜控制在1.25～2.0之間。⑺裝藥結(jié)構(gòu)和堵塞質(zhì)量：選擇合理的裝藥結(jié)構(gòu)，使爆能在炮眼長度內(nèi)均勻作用；炮眼堵塞長度應(yīng)不短于20cm。三、光面爆破的關(guān)鍵技術(shù)要使光面爆破取得良好效果，需掌握以下幾個關(guān)鍵技術(shù)：塞⑴班根據(jù)圍巖胖特點，選鹿定合理的蠻周邊眼參功數(shù)姻①墓周邊眼間王距韻E她：它是直茂接控制開遺挖輪廓面酸平整度的灘主要因素悶。一般情旋況下姐E狐=(1克0垂～扮15)×銜d刺，其中炮建眼直徑霉d飯=42m怨m拍。對于節(jié)吃理發(fā)育、戰(zhàn)層理明顯枕的地段，朗周邊眼間庭距可適當(dāng)嗎減小，也拘可在兩炮征眼之間增阿加一個不腫裝藥的導(dǎo)側(cè)向空眼。田②子最小抵抗利線蝴W研(共光面層厚損度成)直：偶W蘆值直接影詳響光面爆用破效果和班爆碴塊度蝴，其取值壁在（陷13陰～宋2廣2罰）粉×籮d帳范圍內(nèi)，護周邊眼密益集系數(shù)冊K褲=鞏E好/瞇W諒=0.械6?！?.熔8叉。授③睬裝藥集中袍度堵q準：根據(jù)不唐同的圍巖格情況選定坐，圍巖較匹好取大值容，軟弱破誦碎圍巖地歷段應(yīng)取小孟值。艇x裁x雕隧道超前水雷達地質(zhì)錯預(yù)報情況宵：（見獵圖錘1笨）含圖藏1x碰x藏隧道超前垮雷達地質(zhì)刪預(yù)報圖蹈從點測及煤線測結(jié)果流來看，掌吉子面前方篇0諒m定～繭1談m表范圍內(nèi)為冶爆破震動仰松動區(qū)，預(yù)掌子面前必方謎1啊m綱～牛30均m業(yè)范圍內(nèi)雷喝達波形較底為均一，菜中部局部隸反射波較煩強，出現(xiàn)疏明顯的同絞相軸，預(yù)粗計此段范柏圍內(nèi)圍巖鍛較掌子面版處變化不笨大，圍巖畜完整性較濟好，節(jié)理添裂隙一般戴發(fā)育，中以部局部節(jié)耕理裂隙發(fā)璃育，有可躁能發(fā)生掉身塊。科學(xué)燈的預(yù)測圍劈巖情況。乳根損據(jù)熱x絞x搶隧道的超軌前地質(zhì)預(yù)路報情況以洞及施工經(jīng)羅驗，最終隙取值圓如拍表麗1地。芳表枯1針睡周邊眼常葛用參數(shù)取污值表僑圍禁巖僵級別振周邊眼間蝕距區(qū)E臭/歐cm常周邊眼最您小抵抗線崗W猛/cm霜周壓邊上眼密集系竿數(shù)拆K衡裝乎藥泊集中度傳q畏/雹(織k兇g/m)養(yǎng)Ⅳ財級染4卷5蝦60腫0.淘667付0.忘05?、苼y采取合理心裝藥結(jié)構(gòu)終盡可能使罵炸藥沿孔墓深均勻分槳布印本隧道周著邊眼爆破偶均采用空騾氣間隔不津耦合裝藥杠結(jié)構(gòu)，采護用非電毫堅秒導(dǎo)爆雷研管起爆。駛（見煌圖竄2難），其中注軟弱圍巖晴地段采用趁雙導(dǎo)爆索逆和隔眼空辭氣間隔不痰耦合裝藥勢結(jié)構(gòu)。圖2周邊眼(導(dǎo)爆索)間隔裝藥結(jié)構(gòu)圖(單位：cm)圖2周邊眼(導(dǎo)爆索)間隔裝藥結(jié)構(gòu)圖(單位：cm)原⑶誦科學(xué)選擇像炮眼布置禍方式，選役用合適的虜掏槽形式冤，合理安防排起爆順碎序（炮眼仙布置見騰圖勞3扔）。宰一般周邊避眼軋、內(nèi)圈眼遞按環(huán)形布丸孔，掏槽辭眼按線性鳴布孔。硬裹巖深孔爆踏破掏槽眼蠅采用寬孔財距、小抵閑抗線布孔吵方式，本義隧道采用辭斜眼掏槽輸，并將傳矮統(tǒng)的掏槽個部位上移叫，底部增泥加底眼，認以提高爆揚破效果。撈合理安排宵爆破順序賞，使爆破工按掏槽令眼漫→伐輔助眼攏→甜內(nèi)圈眼濃→拍周邊炊眼上→壩底板眼的輩順序進行垮。實現(xiàn)順置序起爆的態(tài)手段是采啄用非電毫自秒雷管分森段起爆，噴為保證起萌爆順序的我精確性，壁毫秒雷管戒跳段使用昌。多四抓縮光面爆破鞋施工工藝衫4.1織桿放樣布眼毛鉆眼前，竹測量人員覆用紅油漆蘋準確繪出裳開挖斷面賀的中線（雹開挖方向作線）和輪訴廓線，標禮出炮眼位涌置，其誤芹差不得超匹過歪3糖cm邊。扶圖壺3蒼：詠雄爆破炮眼判布置圖研4.2桃校定位尖開燥眼殿本隧道采暑用剝YT2酒8先手持鑿巖叢機鉆孔。師人員就位徒后要嚴格示按炮眼布脾置圖正確靈鉆孔，對檢于掏槽眼扭和周邊眼艇的鉆眼精坐度要求比源其它眼要牽高，開眼毒誤差要控消制在滑3cm碗～殘5cm禮以內(nèi)。纖圖雹4念：定位開腐眼圖燥4.3塞富鉆眼杜鉆工要熟極悉炮眼布臘置圖，按匯照不同眼方位及鉆工蔥的施鉆習(xí)侵慣，將鉆狀工定點定顫位。周邊艙眼一定由極有較豐富椅經(jīng)驗的鉆薦工司鉆，辣左側(cè)周邊繞眼應(yīng)由習(xí)驢慣用左手輩司鉆的鉆膏工司鉆。細要有專人氏指揮，確登保周邊眼核有準確的急外插角，爐使兩茬炮雙交界處銜叢接臺階不允大于折1鼠5斥cm感。當(dāng)開挖咳面凹凸較慎大時，應(yīng)岡按實際情備況調(diào)整炮糞眼深度，三保證周邊盡眼、輔助競眼眼底在拴同一垂直擔(dān)面上。誼圖講5寫：鉆孔圖嫌4.4挨惠清孔揀裝藥前，坡必須用高蛙壓風(fēng)將炮銹眼內(nèi)的石完屑、泥巖鄙刮出吹凈基。據(jù)圖炕6唱：么岔炮孔清孔師圖堅圖吹7扛：桃柏鉆孔完成肚圖序4.5犁特裝犯藥齡裝藥需分淺片分組，批按炮眼設(shè)團計圖確定騎的裝藥量鵲自上而下剪進行，雷旺管要應(yīng)“獲對號入座蝴”片?？鋱D預(yù)8詞：駐默光面爆破伐藥量分配予表腦序號冊炮眼問分類嚴炮余眼恰數(shù)緊雷管座段數(shù)天炮眼蛋長度盈裝藥量蹄每孔藥卷堂數(shù)舟單孔裝藥沿量買合計思藥量仇個雞段繞㎝榮卷鋤/聞孔乖㎏牧/棄孔待㎏奶上臺階日1別掏槽眼食6莖1該350極14概2.1纏12.6鞋2彈8落3痰350龜14愉2.1存16.8煙3洲6飯5庫350圣14更2.1苗12.6霸4匙輔助眼歸6銜7蠶320魯10旁1.65溪9.9蒙5煤21中9賤320哭10插1.5吧31.5志6冶17斷11冠320估10釘1.5假25.5你7怕內(nèi)圈眼沈25推13弱320賠7混1.05仗26.2斥5服8跟周邊眼雀42帳15賭320我3副0.45袍18.9長小計近137煎154.月05襲4.6碼越聯(lián)結(jié)起爆杏網(wǎng)路規(guī)起爆網(wǎng)路指為復(fù)式網(wǎng)估路，以保桶證起爆的蝕可靠性和嘩準確性。映聯(lián)結(jié)時要建注意：導(dǎo)翠爆索的連堡接方向和早連接點的孤牢固性，底導(dǎo)爆索應(yīng)刻正接；導(dǎo)冶爆雷管連字接統(tǒng)時嗚,波引爆雷管育的聚能穴僻應(yīng)指向?qū)ХΡ艿奈残⒉?，也就緩是常說的吩反綁連接破。網(wǎng)路聯(lián)嘴接好后，診要有專人雖負責(zé)檢襖查誕,本非點炮人帝員撤離至攪安全區(qū)后篇才能引爆奪。癢圖晌9棗：硬拋連接起爆荷網(wǎng)絡(luò)圖吹圖走1耳0靜：臨煎連接起爆必網(wǎng)絡(luò)圖搏圖狹1朝1將：艇庸連接起爆銅網(wǎng)絡(luò)圖哨五穩(wěn)句光面爆破的的質(zhì)量控統(tǒng)制鞏光面爆破買的優(yōu)點是窯能有效地礎(chǔ)利用不耦滲合裝藥榜控制周邊籍眼炸藥的寬爆破作用蓋，從而減蛇少對圍巖萄的擾動，哨保持圍巖飛自身的穩(wěn)獎定性，確僚保施工安追全及減少各超挖、杜柄絕欠挖。箱因此，控纏制超欠挖息是光面爆產(chǎn)破質(zhì)量控受制的關(guān)鍵貓。根摟據(jù)夏x險x舊隧道的特秒點，我們番采用以下巴幾項措施哨：染⑴昌根據(jù)地質(zhì)忽情況，采炎取不同的汪措施控制娘因?qū)永?、魔?jié)理對超蓋欠挖的影楚響。企據(jù)以往施續(xù)工經(jīng)驗，心對水平或衣緩傾巖層籃，一般拱妄部超挖較褲大，而邊高墻則易出目現(xiàn)欠挖，湖且成形較田差。對垂非直層理，璃拱腰和拱露腳處易出嫁現(xiàn)欠挖。莫對傾斜層革理，一般以超欠挖和理成形都較方易控制，焦但在沿縱鉗向某些部階位則容易姨產(chǎn)生松動抬掉塊，增疤大超挖量撓。彼針對以上雜情況，通價過調(diào)整周哈邊眼位置伐、裝藥量濟或其它輔冬助方法等傻措施來控棒制超欠挖僵。丘①粘在水平層題理地段根穿據(jù)層厚情密況，圍巖萍拱部減少截裝藥，邊夢墻部位周冬邊適當(dāng)加狐密炮眼，研減少裝藥燈量。順②嗎在垂直層竊理地段，何適當(dāng)減弱菊邊墻部裝停藥量，拱紋部周邊眼捎藥量相對歡邊墻略大垃。惰③弦在傾斜層該理地段，聚應(yīng)盡量使稼周邊眼全輩長均勻裝狂藥，在周擺邊局部采掛取一些輔玻助措施。因④渾盡量避免基沿層理面委鉆孔，重煤視做好噴慰錨網(wǎng)等初旋期支護。饒⑵陜優(yōu)化周邊悶眼裝藥方肝法寒Ⅳ餡級圍巖地吉段實行空居氣間隔裝里藥，導(dǎo)爆醋索串聯(lián)，藝巖石整體探性好時，蘇可適當(dāng)增脆加藥量，濱在軟弱破暫碎圍巖地封段，應(yīng)減扭小裝藥量首，周邊眼掏可隔眼裝柄藥或采用歇小藥卷加始導(dǎo)爆索控鎖制。果⑶叔嚴滾格控制作剃業(yè)質(zhì)執(zhí)量訊①精提高測量戀放樣精度燃和鉆孔精黃度，鉆眼駝前用插桿它法定出隧箏道掘進方辨向，以便億于鉆工掌膠握周邊眼避的外插角銜，也可利但用激光指贏向儀輔助冠鉆孔定向并。加強司躬鉆工的操好作水平和附責(zé)任心。招②徑由于現(xiàn)有立風(fēng)槍的結(jié)差構(gòu)特點，前在施工時飲常會出現(xiàn)狐“核左欠右超除”嶼的現(xiàn)象，欲測量人員窮在放線時盜可適當(dāng)通態(tài)過測量布扶孔加以調(diào)著整消除。詞③尸鉆眼時，錢周邊眼和身掏槽眼的凳鉆眼精度京控制晨在勝3c稈m摘～呀5c告m晃以內(nèi)。晚④寒周邊眼的儲外插角應(yīng)腹隨眼深的鼠變化而變攜化，原則用是使兩茬筆炮的銜接盯臺階小熟于煎15c此m帆。腳⑤仗根據(jù)工作讓面眼口位彩置巖面的甜凹凸程度標調(diào)整炮眼咱深度，以果保證眼底原在同一平灰面上。珍⑥我所有炮眼頁均應(yīng)堵塞絲炮泥，堵歷塞長紫度槽2逃0杠～蓋40c天m股。是⑷弟加強現(xiàn)場骨管理，實忘行程序化繪、規(guī)范化爬、標準化吩作業(yè)。石六限幟銀爆破效果乳1鬼、循環(huán)進熊尺理想，胞當(dāng)炮眼深憐度以達講3.沈2解米時，每鋒循環(huán)進尺歪達長到出3.侍0容米以上。鞋2稿、開挖面幟規(guī)則成型貨，平均線漿超挖挎〈芹15c旨m弊，最大線贈超挖雨〈襲25c繭m懸，局部欠盛挖想〈用5c譽m速。渡3貨、炮眼痕末跡保存率強達報80墳%若，爆破后摧圍巖穩(wěn)定享，基本無幕剝落現(xiàn)象占。博4劇、兩炮銜壇接臺階最牧大尺領(lǐng)寸信15c倒m匪，炮眼利桶用率蘭達辜95倚%齡。斑5蹦、石碴塊訪徑最差大承6警0誤～勻70c授m怒，一登般扇40c漿m覺左右，碴末堆集中。朋七幕星剖體會興1管、對同級鑰圍巖，根穴據(jù)其巖石覺構(gòu)造、破呈碎程度不辰同情況，靠選取不同住的光爆參頃數(shù)，可獲臘得較理想勝的爆破效吧果。隧道藍爆破施工塌中，同一撿隧道不同盾地段地質(zhì)恥常有巖石昆軟硬不均徒、風(fēng)化程拘度不同、棉節(jié)理發(fā)育菜不均等實胖際情況，嚼光爆試驗結(jié)選定的光校爆參數(shù)在裂使用中要隙針對不同般的地質(zhì)條忙件作合理礙的調(diào)整。惡對于巖石求變軟或風(fēng)楚化趨于嚴彈重或節(jié)理扒較發(fā)育的淋情況，宜地將周邊眼飾的間距、陸線裝藥密頭度適當(dāng)減逃小，反之勢增大。暮2認、合理選蹄用炸藥品吐種和優(yōu)化撈裝藥結(jié)構(gòu)析是保證光綁爆質(zhì)量的澤重要因素驢。取由于周邊關(guān)眼的炸藥專爆炸直接耀擾動周邊酬圍巖，所攀以應(yīng)采用紀小直徑爆柔力低的炸次藥，如乳宣化炸藥。笨周邊眼應(yīng)慧采用間隔瓶裝藥，且析相鄰炮眼喉所用藥串嗓的藥卷位線置應(yīng)錯開端，使炸藥時在光爆孔遇內(nèi)均勻分技布，爆炸及后可形成柴規(guī)整的壁斑面。采用豐反向裝藥腿結(jié)構(gòu)可獲叉得較好的碼石碴塊度孩，因眼底鼠夾制作用帖大一些，寒應(yīng)在低部幣加強裝藥布，避免周壁邊眼留底下現(xiàn)象。另灘外，在采選用竹片串連聯(lián)安裝藥祝卷時，竹見片應(yīng)放在理靠邊墻一朝側(cè)，這樣假可以降低逢爆破對側(cè)蜂部圍巖的楚擾動。糧3鏟、提高測居量畫線布兵眼精度是紀保證光爆段質(zhì)量的一獎項重要措杰施。膝一般隧道代施工測量泥常用經(jīng)緯宗儀、水平隙儀測出中嘆線、水平娛線，再用挎五寸臺法付畫線布眼柄，這種方危法簡單方豬便，但精