隧道ⅲ级围岩光面爆破施工技术总结_secret 2

吉草高速公路xxx隧道
Ⅲ级围岩光面爆破施工技术
摘要：介绍xxx隧道光面爆破参数的选择、施工方法及工艺，对控制隧道超欠挖起了积极的作用。

关键词：公路隧道光面爆破参数选择施工技术
一、工程概述
xxx隧道位于永吉县西阳镇境内，地处低山区，区内草木茂盛，气候属中温带湿润季风冬夏长而春秋短，年平均气温-1℃～6℃，昼夜温差较大，多年平均降水量为500～700mm，雨季多为6～8月，约占全年降水量的70%。

降雪多集中在每年10月至次年2月，积雪深度可达40～50cm，霜冻期5～6个月，约160天，初冻一般在10月上旬，次年五月下旬才能完全解冻，最大冻深1.90m。

隧址区高程在350～490m，相对高差150m左右，左幅最大埋深101m，右幅最大埋深90m。

入口处地形坡度约为10°～20°，洞身段地形坡度约为20°，地表为一不规则山脊，出口地形坡度10°～15 °。

左幅隧道进口里程为ZK144+650，出口里程ZK145+775，全长1125.00m, 右幅隧道进口里程为YK144+670，出口里程YK145+750，全长1080.00m。

隧址区岩性主要有两种，一种为地表层的坡积～残积成因的第四系松散堆积物（Q4d1~el），另一种为上古生界下二叠统大河深组的安心岩（P1d）。

全隧围岩类别以Ⅴ、Ⅳ、Ⅲ级为主，其中Ⅲ级围岩占51.4%，设计采用复合式衬砌。

二、施工方案选择
根据xxx隧道围岩情况及工期要求，
隧道Ⅲ级围岩采用全断面开挖，钻孔采用YZ28型气腿式凿岩机配合自制门架式开挖台车钻孔爆破。

三、隧道光面爆破的意义及光爆效果的影响因素
根据“新奥法”原理，光面爆破施工，可以减少对围岩的扰动，增强围岩的自承能力，特别是在不良地质条件下效果更为显著，不仅可以减少危石和支护的工程量，而且保证了施工的安全；由于光面爆破使开挖面平整，岩石无破碎，减少了裂隙，使隧道轮廓线符合设计断面要求，这样可以大大减少超欠挖量。

根据现场统计，光面爆破与普通爆破相比，超挖量由原来的15%～20%降低到4%～7%，大大减少了岩石超挖量，出渣工作量，及砼回填量，而且还为后续支护衬砌施工创造了舒适安全的条件，从而降低了成本，加快了施工进度。

1.光面爆破效果影响因素
(1)隧道围岩地质构造影响
通过对施工现场光爆效果分析总结，工程地质状况对光面爆破效果影响极大，在相同爆破条件下岩石坚固系数“f ”值越高，整体性越好，光爆效果越好，反之则光爆效果极差。

(2)装药方法影响
炸药宜采用小直径药卷增大不耦合系数，控制装药集中度对爆破效果影响较大，过大易破环光爆壁面，过小则爆不下来。

(3)爆破起爆顺序、起爆方法及装药结构及堵塞质量影响。

(4)钻机类型及布孔、钻孔精度影响
钻机尺寸大小直接影响到周边眼的外插角在两排炮眼衔接处是否能够连通，不形成台阶，钻孔时尽量减小开眼误差及钻眼角度误差。

四、xxx隧道Ⅲ级围岩光面爆破方案设计
光面爆破参数的选择与隧道所在的地质条件有关，且与爆破物品的品种和性能有关；同时还与采用的装药结构和起爆方法，隧道开挖断面的形状和尺寸有关。

xxx隧道Ⅲ级围岩，开挖断面为92.267㎡，采用2号乳化炸药，电雷管和非电毫秒雷管起爆，周边眼采用空气间隔装药。

为确保爆破对周边围岩的扰动小，且爆破有效，必须严格控制周边眼的装药量，采用合理的装药结构，空气间隔装药。

这是围岩光面爆破形成的重要条件。

光面爆破诸参数表 4.1
1.Ⅲ级围岩光爆设计
(1)光面爆破不偶合系数D
D=d i/d k
据围岩特点：
掏槽眼、扩槽眼、辅助眼、内圈眼、底板眼选不偶合系数D为
1.31（d i=42mm，d k=32mm）；
周边眼选不偶合系数D为1.68（d i=42mm，d k=25mm）；
(2)光面爆破周边眼间距E
根据隧道实际围岩地质情况，安山岩的单轴极限抗压强度，属中等坚硬岩，且节理较发育，岩石层理线不规则，因此，为了控制隧道开挖轮廓线光滑、美观、周边眼间距E选取50cm。

(3)周边眼最小抵抗线W
周边光爆孔间距E与抵抗线W之比值m称为周边眼密集系数，将它作为衡量光爆效果的重要指标，本工程取值0.8,即E/W=0.8，故W=E/0.8=50/0.9=62.5cm，取60cm。

(4)周边眼装药集中度
公式：q=C×n2/m×d2
式中：q─装药集中度（kg/m）
C─单位耗药量，据工程类比选取C=0.9kg/m3
n─孔距系数
m─炮孔密集系数
d─炮孔直径（m）
即：q=0.9×122/0.8×0.0422=0.286
根据以上公式确定xxx隧道Ⅲ级围岩周边眼采用φ25mm小直径药卷，光爆施工参数为：不偶合系数D=1.68，周边眼间距E=50cm，周边眼最小抵抗线W=60cm，装药集中度q=286g/m。

xxx隧道Ⅲ级围
岩光面爆破参数表及设计图如下：
Ⅲ级围岩光面爆破设计图
周边眼间隔装药结构图
斜形掏槽图
光面爆破设计参数表
序 号
炮眼名称掏槽眼辅助眼内圈眼周边眼底板眼合 计
炮眼长度（）
眼数（个）
雷管段别
（段）
、、
单眼装药量
φ药卷条总装药量（）倾角
堵塞长度（）
装药结构集中装药φ药卷条φ药卷条φ
药卷
条
集中装药间隔装药集中装药
φ
药卷
条
集中装药导向眼扩槽眼φ药卷条集中装药上半断面面积92.267㎡，每循环进尺3m，每循环单位体积耗药量0.9kg/m3。

五、光面爆破施工工艺
1.放样布眼
测量人员使用全站仪，准确定位隧道中线，开挖轮廓线和内轨顶面高程，标出炮眼位置；利用断面仪，每次放线对上次爆破的断面进行检查，对测量数据进行处理，及时调整爆破参数，改进爆破效果。

严格按照爆破设计钻孔图进行钻孔，对周边眼孔的钻孔做重点控制，使误差在3cm 以内；外插角角小于3°，减少两茬炮之间的台阶；在掌子面凹凸不平的地方，调整钻孔深度，确保炮眼底面在一个平面上。

2.清孔装药
装药前用Ф20小钢管套风管将眼孔内的随时屑用高压风吹出后，按照钻爆设计图分组进行装药，所用雷管必须和设计图的眼孔一致。

炮孔堵塞采用专用炮泥进行堵塞，堵塞长度不低于50cm 。

周边眼孔
必须采用竹条将分段的炸药置于孔内，导爆索起爆，保证间隔装药和边眼同时起爆。

3.连接起爆网络
采用孔内微差控制爆破，电雷管起爆导爆索网路。

微差时间用1～15段非电毫秒雷管控制，起爆顺序为：掏槽眼→扩槽眼→辅助眼→内圈眼→周边眼→底板眼。

网络连接好后专人负责检查后再起爆。

4.光面爆破施工技术措施
（1）多爆破人员进行相关培训，并持证上岗，使操作人员充分了解隧道光面爆破的相关知识，掌握重点，提高其操作的熟练程度。

（2）采用合理的不偶合装药结构。

（3）严格掌握内圈眼孔的爆破效果，为周边眼孔的爆破提供爆破临空面。

（4）严格控制装药集中度，特别是周边眼孔，为加强眼底岩石的爆破，眼底适当加强装药。

六、光面爆破施工控制
根据爆破设计参数及设计图在施工中采取措施严格按光爆设计方案实施。

1.每循环钻爆设计施工前，由主管技术人员确定围岩的地质情况适当调整爆破参数，达到最佳爆破效果。

2.为尽量减小开孔误差，每茬炮开钻前由技术室测量组使用全站仪精确测设，开挖线及钻破眼位，特别是对周边眼严格控制，标定好钻孔方向角度，以使凿岩作业时司钻人员掌握好炮钎方向。

3.xxx隧道隧道采用14台YZ28风钻同时进行钻眼作业，钻眼分工负责，位置固定，建立眼位负责制，实行奖罚制度，谁钻眼出现偏差谁负责，提高司钻人员责任心，确保掏槽眼口间距误差及眼底间距误差不大于5cm，辅助眼排距行距误差不大于10cm，内圈炮眼
至周边眼排距误差不大于5cm。

4.钻眼完毕，按炮眼布置图检查，并做好记录，不符合要求要重新钻眼，经检查合格才能装药。

5.装药前进行风压清孔，装药在现场领工员监检下进行装药作业，周边眼药包由专职人员加工按照爆破设计进行不偶合空气间隔装药，炮孔堵塞长度不小于50cm，最后炮眼网络连接仔细检查，不漏连，错连，确保起爆网络符合设计要求。

七、xxx隧道光爆效果分析评价
隧道爆破后对爆破效果进行检测评价，对于硬质岩隧道光爆质量标准：
（1）爆破后围岩稳定无剥落现象。

（2）爆破后围岩扰动深度小于0.5米。

（3）平均线性超挖量小于10cm。

（4）最大成性超挖量小于20cm。

（5）两炮间台阶最大尺寸15cm。

（6）炮眼痕迹保存率等于或大于80%。

（7）炮眼利用率达到90%以上。

xxx隧道在爆破效果量测上一方面利用免棱镜全站仪对爆破开
挖后断面进行扫描收集超欠挖数据，对照设计轮廓线进行电脑制图分析，另一方面爆破后专人进行隧道围岩稳定情况检查及炮眼眼痕保存率进行统计，确定是否达到光爆效果，如果爆破效果不好及时分析原因，调整爆破参数，提高光爆质量。

经过施工过程的严格控制，xxx隧道光爆质量取得较好的效果，现就xxx隧道具有代表性的YK145+210～YK144+220段，100m合计33个钻爆循环光爆效果主要指标收集，整理进行统计，结果如下表。

xxx隧道YK145+210～YK144+220段光爆效果检查统计表
从以上表可知该段光爆效果较好达到光爆治疗要求。

八、爆破地震波监测
xxx隧道施工爆破工程中产生爆破地震波，须要对洞口边坡，洞口不远处居民房屋和洞内已经施工的衬砌节后等进行检测，确保边坡稳定和建筑物，结构物的安全。

在施工中对xxx隧道的爆破地震波进行监测，通过设置监测点，全程监测爆破施工，收集爆破地震波传播速度，及时调整爆破参数，使爆破地震波控制在国家规定和设计要求的地震波传播速度以内。

（1）根据建筑物的抗震级别，设定最大振动速度，不允许爆破
地震引起的振动速度超过规定的限值。

（2）确定具体的保护目标，在接近洞口的建筑物处和洞内需要监测的构筑物处设置合理监测点进行监测，使监测数据能够准确放应被监测目标的真实振动情况。

（3）在洞口爆破施工过程中，对每次爆破产生的地震波进行监测，及时进行数据分析，及时调整爆破参数，确保建筑物安全；洞内的建筑物按照一定的频率进行监测，亦根据监测数据及时调整爆破参数，确保构筑物安全。

九、光面爆破质量问题的分析和解决方法
1.分析光面爆破质量问题的重要性
（1）光面爆破是控制隧道开挖过程中出现超欠挖的有效方法，因此减少或消除光面爆破过程中的质量问题是提高开挖质量，控制施工成本的根本手段。

（2）光面爆破质量问题中有些问题影响施工安全，有些影响质量或施工进度，需要进行细致的研究和分析，找出问题的种类和原因，以有针对性解决和消除存在的问题。

（3）光面爆破效果的好坏，直接影响后继工作的施工。

喷射支护，防水结构。

二次混凝土衬砌的施工质量受光面爆破的施工质量影响很大。

2.光面爆破质量问题的解决办法
3.石质破碎；
十、几点体会
1.隧道实施光面爆破对减少围岩扰动保持围岩完整性，增强围岩自稳能力方面有重要意义，另一方面对减少超欠挖，提高隧道施工进度及成本控制方面起到至关重要的作用。

2.实施光面爆破过程中，爆破设计参数要随围岩地质情况，及爆破效果随时调整，以取得最优秀的爆破效果，在施工中严格过程控制，加强管理将爆破设计落实于现场，制定一系列的奖罚制度是必要的。

3.熟练的爆破操作人员是取得光面爆破成功的重要保证。

参考文献：
[1] JTJ F60-2009.公路隧道施工技术规范
[2] 黄成光，于敦荣.公路隧道施工.人民交通出版社[J].2002
[3] 侯全欣，付颜生，政艳.彭水隧道光面爆破施工技术[J].铁道标准设计，2003（增刊）
[4] 毕德灵，张德忠，刘明利，刘雅芬. 光面爆破施工技术在渝怀铁路桐子岭隧道施工中
的应用[J].铁道标准设计.2003（增刊）。