预留光面层光面爆破在大湾隧道施工中的应用

芮 江

（西安地下铁道有限责任公司 陕西 西安 710018）

1 、大湾隧道工程概况

大湾隧道为渝湘高速公路武隆至水江段的分离式长隧道，左线桩号为：ZK18+042.66～ZK20+857.8，长2815.14米；右线桩号为：K18+022～K20+842，长2820米。隧道开挖断面宽12.2米，局部地段设置仰拱，围岩成分为白云岩、页岩、灰岩，成分复杂，节理发育，局部破碎。隧道埋深1.5～520米。施工中采取钻爆法进行开挖，洞口浅埋段采用多台阶开挖，其他段采用长台阶开挖方式贯通上断面，上部断面为等截面圆拱线以上。采用预留光面层爆破技术掘进，平均月进尺120米。

2 大湾隧道留光面层光面爆破作业技术参数（见表1）

表1 预留光面爆破参数

2.1 常用技术参数选择

2.1.1 最小抵抗线W（预留光面层厚度）

W直接影响爆破效果和隧道成形，W=（12～18）d内调整，且W≥E，d=35～45mm。

Ⅱ类及Ⅱ类以下围岩W值取大值；及Ⅲ类以上围岩W值取小值。

2.1.2 周边眼间距E

E直接控制隧道开挖轮廓的平整度，E=（10～15）d，炮眼直径d=35mm。

对于围岩松软，有破碎带，节理，裂隙发育地段，E取小值；稳定性好，中硬到坚硬的岩石，E取大值，必要时对在两炮眼间中部增加一空眼以形成导向爆破。

2.1.3 周边眼采用密集系数K

K=E/W=0.7～1

2.1.4 周边眼采用2#围岩小炸药,线装药密度q。

q=0.1～0.2kg/m，采用预留空气柱间隔装药结构和预留空气柱的炮泥堵塞。

Ⅱ类及Ⅱ类以下围岩q取小值；及Ⅲ类以上围岩q取大值。

2.2 周边眼装药

2.2.1 采用间隔装药结构

为了使炸药沿泡眼均长布设，将炸药沿泡眼全长布设，利用炸药殉爆距离进行装药。

2.2.2 采用同段位导爆管、预留空气柱装药结构：当所需要炸药连续长度较小时，利用两个同段位导爆管分别布置于孔底和眼口1/4炮眼范围内，炮眼中部预留空气柱进行同时起爆。

2.2.3 不偶合系数：周边眼采用较大的不偶合系数λ值，以减少对围岩的破坏，不偶合系数λ=1.2～1.5

2.3 采用合适的掏槽形式、合理控制爆破程度

采用小断面中心掏槽超前大断面掘进 10米以上，对进行掘进断面刷大到最后预留光面爆破时，可根据围岩变化或涌水情况进行凿爆参数的及时调整，达到理想的爆破效果。

3 预留光面层爆破质量检测评定

4.1 超欠挖

预留光面层光面爆破后隧道周边围岩表面应圆顺平整，无欠挖，超挖（平均线性超挖）在循环掘进眼深3米时不大于10cm。

4.2 炮眼痕迹保存率

Ⅲ级及Ⅲ级以下围岩，炮眼痕迹保存率应大于80%，破碎段四级及四级以上围岩，炮眼痕迹保存率应大于50%以上。

4.3 对围岩的破坏程度

爆破后，两茬炮边接处无明显痕迹，围岩面上无粉碎岩石和明显裂缝，也不应有浮石，岩性不好时应无大浮和碎状浮石。

4.4 炮眼利用率应大于90%

4 效益分析

面层光面是钻爆法开挖隧道光面爆破施工的先进技术，特别是采用小断面中心掏槽超前掘进，大断面爆破刷大到预留光面层再进行光面爆破。它能较好的控制围岩的超欠挖，对围岩变化凿爆参数能及时进行调整。对涌水段，围岩破碎段、和软弱围岩段有很好的开挖爆破效果，特别是采用φ22岩石小炸药利用预留空气柱堵塞结构爆破，对围岩的扰动减小，同时爆破松弛带比普通爆破的松弛带减小，能较好的保持围岩的稳定，其平均线性超挖值比普通爆破少 15cm左右。按超期超挖 1m3增加直接费用300元（开挖100元，回填砼200元）计算，每延米节约费用4.m3分别为400元和800元,经济效益是十分明显的。同时开挖断面光滑平顺，减少了初期支付喷射砼量，对于防水设施的安装和后期的衬砌能有明显的质量保证。