隧道深孔光面爆破技术研究

张 俊，匡秀建

(贵州路桥集团有限公司)



隧道深孔光面爆破技术研究

张 俊，匡秀建

(贵州路桥集团有限公司)

隧道施工难度比较大，危险系数很高，需要采用不同的方法对其进行施工。但是，一般的施工方法会在一定程度上破坏围岩，降低其稳定性，形成一种比较严重的超欠挖现象。对于这种情况，采用深孔光面爆破技术能够对爆破范围进行有效控制，保持围岩的稳定性。即结合具体工程案例对隧道深孔光面爆破技术做了详细总结。

隧道；深孔光面爆破；装药；掏槽眼；钻眼

1 工程概况及其技术方案

1.1 工程概况

某隧道是双线隧道，左洞长909 m，右洞长948 m，断面均为78 m2。岩性单一，坚硬完整，构造相对稳定，属变质岩，无大断裂等不良地质构造。隧道围岩为未风化晶、屑凝灰熔岩和微风化石英正长岩，洞身岩体完整性好，围岩以Ⅳ、Ⅴ类为主，局部为Ⅱ、Ⅳ类。

1.2 隧道深孔光面爆破技术方案

(1)依据光面爆破理论和 Ⅳ— Ⅴ类围岩条件，确定周边眼的间距为 550 mm，开挖轮廓共需设置周边眼39 个。

(2)最小抵抗线W

即:

1.3 不偶合系数

D和周边炮眼炸药直径不偶合系数即炮眼直径和炸药直径的比值，选取在1.2～2.0之间。

在本工程中，炮眼直径采用Υ42mm，为取得较好的光面爆破效果，对周边眼选取Υ20mm乳化炸药。内圈眼、辅助眼、底板眼等炮眼，为取得较大的爆破冲击力，充分破碎岩体，选用Υ32mm二号岩石硝铵炸药。

1.4 周边眼装药集中度和装药量

周边眼装药集中度过大易破坏隧道轮廓岩面，过小则爆不下来。为增强光爆效果，采用导爆索实现周边眼的间隔装药。选取装药集中度q=0.24kg/m，乳化炸药每节重150g，每个周边眼需用4节Υ20mm乳化炸药。考虑周边眼底部的爆破强度需加强，以提高炮眼利用率，所以，将一节Υ32mm二号岩石硝铵炸药装在周边眼底部，取代一支乳化炸药，二号岩石硝铵炸药的规格为长200mm，每节重150g。

1.5 掏槽眼设计

掏槽孔最先起爆，为辅助孔爆破提供临空面，因此，掏槽孔的良好爆破对后续孔的爆破将产生决定性影响。掏槽孔分为直孔、斜孔和混合掏槽三种。直孔掏槽炮孔深度受开挖断面尺寸影响小，可利用较深的掏槽提高循环进尺，渣堆相对集中，有利于控制尺寸。但需较多的炮孔数目、毫秒雷管段数和较多的炸药，同时要求操作工人必须具备熟练的钻孔操作技术，以达到较高的钻孔精度，避免串孔现象。本工程为便于施工和获得较好的掏槽效果，掏槽眼采用菱形掏槽方式，掏槽眼的钻进方向与隧道中轴线成18°角，掏槽眼深度取 3.2m。

2 隧道深孔光面爆破施工技术要点

2.1 技术要点

深孔光面爆破技术的使用效果受到多种因素的影响，比如爆破的器材、装药的结构、周围岩体的条件以及爆破参数的确定等，在不同的环境中，深孔光面爆破技术的效果有着很大的不同，因此针对深孔光面爆破技术的应用要在反复的试验与改进之下，才有可能获得理想中的效果。

(1)放样布眼

在进行钻孔前必须用水准仪和经纬仪准确的确定所要开挖大断面的隧道中线位置以及轨道顶部以及拱桥拱脚的高度等，确定下来之后再画出整个断面的大致轮廓线。然后根据已经描绘的炮眼的布置图测出具体的尺寸，之后根据确定的尺寸用红油漆准确的标示出各个炮眼的位置，应注意的是，在标示的过程中，误差要控制的在5cm之内，在确定好位置之后就可以进行下一步的工作了，即开钻。

(2)开钻

在一般情况下，在开钻时需要借助的是钻孔台车。对台车的要求的是，台车要与开挖隧道的轴线保持有一种相对平行的状态。在台车准备好并在位置确定下来之后，就可以根据炮眼所布置的相对位置进行准确的钻孔工作了。不过应该注意的一点是，关于周边眼与掏槽眼的开钻精度必须要高于其他的眼，并且其误差要控制在3～5cm之间。

(3)钻眼

在进行钻眼时，首先需要的是技术熟练的钻工，而且作为钻工工作者必须要对炮眼的布置图有很清晰的熟悉度，要保证钻眼的位置与设计的炮眼布置图是一致的。对于周边孔的钻眼工作一定要由经验丰富的老钻工来操作，这时对于台车的操控必须是由专门的技工进行技术指导，以此来保证对周边眼的开挖有着标准的外插角。另外需要注意的是，由于外插角的角度小于2 度时，周边眼的深度最好是5m深，而大于3 度时，其深度应是3m，但是炮眼的深度最终应该根据的是实际情况，根据实际情况的不同进行相应的调整，必须使得各个炮眼底部是在同一个平面之上的。

(4)清孔

在对炮眼进行装药之前，需要对炮眼进行一定的清理工作，讲炮眼里的石屑清除干净。在清除的过程中，可以使用由钢筋弯制而形成的一种炮钩或者是高压风管等工具。

(5)装药装药时，其顺序是从上往下，并且要按量分片分组并对照炮眼设计图所设定的标准装药量严格进行。装药后，要用炮泥将炮眼口堵上，堵塞的深度应该多于20 cm。

(6)连网起爆

爆破技术采用连网起爆中的复式网络连接，对雷管进行必要的分段，对装置雷管的胶布进行必要的包扎。对导爆管的要求相对较高，一般情况下使导爆管的自由端处于10 cm 处。

(7)通风系统

还需要对起爆后的环境进行通风排烟，起爆后由于药物燃烧生成的物质会对环境产生了一定的污染，需要开启通风系统，保持作业空间环境的良好。

(8)清理石块

根据专业人员的要求，采用钢钎清理爆破面出现的危险石块，并对其进行喷水除尘。

2.2 应注意的问题

(1)由于深孔光面爆破技术本身是一项特别复杂的一个系统性的工程，因此在实施过程中应该在施工过程中对参数的设计进行不断的优化。首先应该对开挖程序进行合理的安排，在安排的过程中要确保深孔光面爆破有着很好的临空面，同时并根据相应的施钻设备的配置情况以及这个工作面的大小，来选择符合实际标准的掏槽眼形式。其次，在选定最小抵线以及周边眼的间距上，应该根本实际的围岩特点，采用毫秒微差进行有序的起爆，尽最大可能的提高钻眼的质量和水平。

(2)要对施工过程进行严格的管理。要尽最大可能将所装的药量沿着爆破眼均匀的分布，并严格控制对周边眼的装药量。在施工中也要将强对深孔光面爆破作业中各项工序的指导与监督，务必做到责任到人、奖罚分明。

(3)在确保施工的工程质量以及施工安全上，应该首先在根据周围岩体特性的条件下合理的确定施工控制点以及施工参数等，其次，要能有效的对断面的超欠挖程度加以控制，尽量减少对周围岩体的扰动，进而降低施工的成本，保证施工安全等等。

[1] 文永胜，方颜空，吕力行. 复杂环境下露天深孔控制爆破技术研究[J]. 云南冶金,2009,(3).

[2] 张恒博，王邵亮. 浅谈隧道光面爆破施工技术[J]. 黑龙江交通科技，2010，(10).

2015-04-11

张俊(1989-)，男，河南信阳人，助理工程师，研究方向：路桥施工。

U445

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1008-3383(2015)11-0117-01