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1、光面爆破在軟弱圍巖開挖中應(yīng)用和施工控制重點 [摘要]光面爆破施工技術(shù)的優(yōu)點主要是爆后成形規(guī)整、超欠挖量小，圍巖不產(chǎn)生或產(chǎn)生很少的爆震裂縫，提高圍巖的自穩(wěn)能力，因此被廣泛應(yīng)用于隧道開挖、井巷掘進及邊坡切割工程。針對山西中南部鐵路通道工程秦家凹隧道軟弱圍巖的實際情況，通過優(yōu)化設(shè)計、改進施工技術(shù)，提高了圍巖的開挖質(zhì)量，加快了隧道的施工進度，達到了節(jié)約成本的目的。本文介紹了**隧道軟弱圍巖開挖過程中光面爆破施工技術(shù)的設(shè)計、施工經(jīng)驗，總結(jié)了光面爆破的施工控制重點，希望能為其它隧道的施工提供一定的參考價值。[關(guān)鍵詞]光爆設(shè)計施工提高參考中圖分類號：TE42文獻標(biāo)識碼：A
2、文章編號：11山西中南部鐵路通道工程**隧道全長3785m，地處太岳山前坳起的低山區(qū)，地勢起伏較大，溝谷深切，多呈U型溝。隧道洞身位于三疊系中統(tǒng)銅川組砂巖夾泥巖中，洞頂主要為第四系全新統(tǒng)的黏質(zhì)黃土和銅川組砂巖的分化層。隧道以Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級圍巖為主，其中Ⅲ、Ⅳ級圍巖占隧道總長度的70％。根據(jù)設(shè)計要求，隧道Ⅲ級、Ⅳ級圍巖開挖工法采用兩臺階法施工，上臺階采用光面爆破開挖方法進行施工。本隧道工程地質(zhì)條件較差，淺埋段比較多，地質(zhì)條件復(fù)雜多變，開挖施工難度比較大。針對本隧道的圍巖特點及超欠挖情況，項目部從光面爆破的設(shè)計抓起，采取各種措施優(yōu)化施工方案，達到了提高光爆孔壁殘留率
3、，減少超欠挖的目的。1、隧道超欠挖情況分析與處理隧道大部分圍巖為泥巖﹑砂巖結(jié)構(gòu)，有時以泥巖和砂巖互層出現(xiàn)。受地質(zhì)構(gòu)造影響，砂巖節(jié)理發(fā)育，比較破碎，層狀巖層為薄層或中層，層間結(jié)合差，多有分離現(xiàn)象。泥巖強度低，遇水易軟化。圖1幾種典型的巖層情況圖掌子面圍巖為泥巖和砂巖互層出現(xiàn)，當(dāng)拱頂為石質(zhì)差的泥巖時，該部位開挖后容易掉塊，形成超挖；當(dāng)拱頂為砂巖薄層時，該部位開挖后容易形成小面積的塌方。當(dāng)拱頂為較破碎的砂巖時，拱頂開挖后易形成大面積的塌方。圍巖較好時，如光爆參數(shù)掌握不好，易形成局部較大的超挖情況。由于施工初期對這種圍巖缺少認識，對光面爆破參數(shù)和施工方法控制不到位，導(dǎo)
4、致泥巖部位超挖、砂巖部位欠挖、拱頂?shù)魤K和小面積的塌方事件發(fā)生。11當(dāng)層理面處于拱腰及下臺階，該部位炮孔最小抵抗線與層理面平行時，將減少爆破方量，可能順層發(fā)生沖炮，容易留根底，造成該部位的欠挖，而隧道開挖嚴(yán)禁欠挖，因此還需要補炮處理，影響了工程的進度，又浪費了人力和物力；當(dāng)層理面位于拱頂時最小抵抗線與層理面垂直時，將擴大爆破漏斗，造成拱頂兩側(cè)超挖，需進行補噴處理，既浪費時間又浪費材料。因此針對不均質(zhì)巖體對爆破作用影響明顯的情況，爆破參數(shù)要根據(jù)兩種巖體的特性加以考慮，砂巖的周邊眼間距比泥巖要稍小，裝藥量比泥巖要稍多，當(dāng)層理位于起拱線至拱頂時，要減少該部位的裝藥量。
5、2、光爆設(shè)計情況2.1光爆的參數(shù)選擇光面爆破施工若要“爆下來”主要與裝藥集度（q）和最小抵抗線（W）有關(guān)；“完整的輪廓面”主要與周邊炮眼間距（E）、炮眼密集系數(shù)（m=E/W）、最小抵抗線（W）有關(guān)；“炮眼殘痕和減少對周邊眼的擾動”主要與不耦合系數(shù)(D=d炮眼/d炸藥)有關(guān)。**隧道圍巖屬于軟弱圍巖，需加密周邊眼間距，選擇較小的炮眼密集系數(shù)。（1）周邊眼間距（E）光面爆破周邊眼間距一般為E=（8-18）d(E為孔距，d為炮眼直徑)，當(dāng)炮孔直徑為42mm時，間距可取336～756mm。對于節(jié)理發(fā)育、層理明顯地段，周邊眼間距應(yīng)該適當(dāng)減小，反之可適當(dāng)增大。為了有效控制
6、爆破輪廓和避免超欠挖，選取周邊眼間距E為45cm。（2）炮眼集系數(shù)m11光面爆破周邊眼間距E與最小抵抗線W的比值稱為炮眼密集系數(shù)，用m表示，m=E/W。對于軟巖來說，炮眼密集系數(shù)一般取m=0.75～0.8效果比較好。巖石破碎節(jié)理發(fā)育時，爆破裂隙產(chǎn)生和發(fā)展方向不易控制，要獲得平整的輪廓面，m應(yīng)取小值，選定炮眼集系數(shù)m為0.75。（3）最小抵抗線Ww即為光面層厚度，根據(jù)m=E/W，可求出W=60cm。（4）不耦合系數(shù)(D=d炮眼/d炸藥)要使炸藥在孔內(nèi)爆炸而孔壁不產(chǎn)生“壓碎”破壞，必須選擇合理的不耦合系數(shù)，一般不耦合系數(shù)選取1.1～3.0，而其中取1.25～2.5
7、的較多。藥卷直徑不應(yīng)小于該炸藥臨界直徑，以保證穩(wěn)定傳爆，采用間隔裝藥時，相臨炮眼所用藥串的藥卷位置應(yīng)錯開，以便充分利用炸藥效能。光爆藥卷選用2號巖石乳化炸藥，規(guī)格為Ф32*200mm，不耦合系數(shù)為42/32=1.3。（5）裝藥集中度q裝藥集中度是指單位長度炮孔內(nèi)的裝藥量。為了控制裂隙的發(fā)育，保持孔壁面的完整穩(wěn)固，在保證沿炮眼連心線破裂的前提下，周邊眼應(yīng)盡可能減少裝藥。對于軟巖來說，周邊眼炮眼密中集系數(shù)一般選取70～120g/m效果比較好。本隧道屬于軟巖，選取q＝100g/m。2.2掏槽形式的選擇11掏槽成功與否直接影響爆破效果，掏槽的深度直接影響隧道掘進的開挖
8、循環(huán)進尺。其中楔形掏槽爆力集中，爆破效
