某引水管线工程隧洞土岩交界处洞室开挖钻爆施工设计

栾小冬

【摘要】近些年，随经济发展需要，国家对各省大型水利工程建设的投资力度也不断加大，通过长距离引水隧洞及长距离输水管线等大型水利工程，用来解决干旱缺水地区居民、工业及生态用水问题。本文结合某省当地理特征，在某3.2km引水隧洞工程中遇见的实例，对土岩交界地段进行的爆破设计研究。

【关键词】土岩交界处；钻爆设计；空钻孔

一、工程概况

某省大型有压引水隧洞工程全长约为3.2km，取水口位于某水库上游库区主河道右岸，距水库大坝轴线约550m，距导流兼泄洪、排沙、放水洞进口约450m，，从取水口进口位置开始2257m为岩石洞段，剩余942m为风积黄土软岩段。根据隧洞出口实际开挖面测量显示，土岩交界处位于桩号-0-942.993m，考虑到土岩交界处岩石隧洞开挖爆破时产生的冲击波可能对软岩隧洞已支护成型的隧洞造成破坏，并且岩石出露段洞顶及两侧岩层相对薄弱，施工过程中可能引起软岩段坍塌，造成安全事故。针对以上施工现场具体情况以及以往工程实例经验，编制出隧洞土岩分界处洞室爆破设计。

二、爆破作业方法

2.1、最大单响药量计算式为：

根据现场实际地质情况以及爆破安全规程（GB6722-2014）规定，最后算的R爆破振动安全允许距离为6m，V保护对象所在地安全允许质点振速V=15.0 cm/s。K和a是地形、地质条件有关的系数和衰减指数分别取K=200，a=1.8，计算得本次爆破最大允许单响药量Q为2.88kg

2.2、钻爆参数

光爆孔孔距a=40cm～60cm，光爆层厚度宜取W=70cm，崩落孔孔距、排距取60cm。

根据现场岩石走势实际情况，采用水平钻孔崩落爆破。按实布置崩落孔，孔深2.0m，间、排距80cm，光爆层厚度70cm。若出露洞室岩石覆盖层厚度比较薄弱，可打探孔检测实际岩石厚度情况，当小于60cm，可采用周边密布空孔钻爆法进行施工。计算出单孔的装药量Q为400g，根据允许最大单响药量排间分段进行微差控制爆破。

2.3、爆破网络布置及炮孔平面布置

采用孔内分段，排间微差起爆网络段位分别是MS-1、MS-3、MS-5、MS-7、MS-9、MS-11。根据前述布孔原则，间距80cm、排距60cm、光爆层70cm、周边孔60cm，视岩石厚薄程度布设密集空孔如图（2.3-1和2.3-2）。根据计算公式得出掏槽孔单孔药量Q=1.1（kg），堵塞长度1.2m；崩落孔装药量为Q=0.9（kg），堵塞长度1.1m；周边光爆孔装药量计算及堵塞长度周边孔孔深2m，每孔装药量为Q=0.4（kg），堵塞长度为0.4m。

2.4、起爆网络

本工程起爆网络，采用不耦合装药，毫秒导爆管排间微差起爆网络。

掏槽孔及崩落孔孔内采用MS-1～MS-11段毫秒电雷管引出孔外，与孔外瞬发起爆电雷管连接。光爆孔孔内采用导爆索串联引至孔口，导爆索预留20～30cm，与孔外毫秒延期雷管连接，然后起爆。

三、结语

本工程土岩交界爆破施工设计严格按照“新奥法”理论进行隧洞施工，在地质不良地段采用“短进尺、弱爆破、强支护、快封闭”的施工原则，严格控制装药量，为探明洞挖中尚未開挖岩体的地质情况，通过在掌子面钻设勘探孔或勘探洞的方式，观测和掌握围岩的走势情况，根据钻探获得的地质资料，通过在开挖后的爆破效果，及时调整爆破参数，选择合理的支护时机和支护方式，充分利用岩石自身的承载能力，以保证开挖质量和施工安全。

参考文献：

[1]《爆破安全规程》（GB6722-2014）；

[2]爆破工程施工安全技术标准实用手册

[3]《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487）；

[4]《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》（SL47-1994）

[5]《水工建筑物地下开挖工程施工技术规范》（SL378-2007）