隧道工程軟弱圍巖爆破設(shè)計(jì)思考

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摘要:隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國的隧道工程建設(shè)越來越多，而在隧道工程的建設(shè)過程中，爆破設(shè)計(jì)是一項(xiàng)比較關(guān)鍵的技術(shù)，因此我們應(yīng)當(dāng)不斷加強(qiáng)隧道工程爆破設(shè)計(jì)的研究，促進(jìn)隧道工程的蓬勃發(fā)展。本文基于此以筆架山隧道工程為例，對軟弱圍巖爆破設(shè)計(jì)進(jìn)入了深入的分析和研究。

關(guān)鍵詞:隧道軟弱圍巖；爆破設(shè)計(jì)；研究

光面爆破是隧道工程爆破施工中比較常用的一種方法，它是基于新奧法的基本原理而形成的，使用光面爆破的方法可以在最大程度上減少對隧道工程軟弱圍巖的擾動，同時(shí)減少了超挖和欠挖現(xiàn)象的發(fā)生，避免了不必要的隧道病害的發(fā)生［1］。為了保證隧道工程爆破的質(zhì)量和效果，我們應(yīng)當(dāng)對隧道工程圍巖的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行充分的調(diào)查和研究，然后在此基礎(chǔ)上結(jié)合科學(xué)的爆破理論，采用光面爆破的技術(shù)對隧道工程的爆破設(shè)計(jì)和施工進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)，同時(shí)還要注意對隧道工程爆破施工的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，以促進(jìn)隧道工程爆破設(shè)計(jì)的研究不斷進(jìn)步。為此，我們通過對筆架山隧道的IV級爆破設(shè)計(jì)及施工情況進(jìn)行了研究。

1隧道工程概況

筆架山隧道工程是張?zhí)畦F路的長大隧道之一，它位于河北省承德市興隆縣境內(nèi)的燕山山脈中段，屬于侵蝕性低～中山區(qū)，地形切割中等～較深，溝谷狹窄，海拔一般為500～900m區(qū)內(nèi)植被發(fā)育，以灌木為主，隧道所經(jīng)山脈海拔高程在470m～779m．隧道全長5534m，最大埋深300m，隧道范圍穿越地層較為復(fù)雜，洞身范圍穿越侏羅系侵入二長斑巖脈及正長巖脈;侏羅系中統(tǒng)髫山組安山巖、九龍山組凝灰?guī)r、砂巖。受燕山造山運(yùn)動影響，該隧道所傳越地段出現(xiàn)多處褶皺和斷層破碎帶，地下水較為發(fā)育，主要有孔隙水和裂隙水兩種形態(tài)。隧道總長度為5534m，其中Ⅴ級圍巖89m、總長度比例1．6%;Ⅳ級圍巖422m，總長度比例7．6%;Ⅲ級圍巖2249m，總長度比例40．6%;Ⅱ級圍巖2774m，總長度比例50．2%。隧道為單洞雙線設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)線間距為4m，綜合考慮建筑限界，維修等要求，內(nèi)軌頂面以上凈空橫斷面積為63．6m2;隧道進(jìn)口位于半徑為3000m的右偏曲線上，曲線長度612．67m;隧道從進(jìn)口至出口位于5．5‰的下坡上。該隧道從2011年開始施工，采用雙口掘進(jìn)施工，至2013年11月底貫通，扣除冬休時(shí)間，共用時(shí)21個(gè)月，平均月進(jìn)尺110m，其中IV級圍巖月最大進(jìn)尺110m。爆破完畢后輪廓圓順，超欠挖量很小，不僅為后續(xù)工序施工提供了便利條件，而且節(jié)約了大量成本。

2隧道工程的爆破設(shè)計(jì)

2．1選擇合適的爆破器材以及炸藥

爆破器材以及炸藥的用量與炸藥本身的威力、圍巖的性質(zhì)、以及炮眼的直徑和深度等是息息相關(guān)的，同時(shí)在爆破器材的選擇時(shí)還要注意滿足裝渣作業(yè)和圍巖擾動程度的要求。該隧道工程根據(jù)上述的條件和要求在爆破設(shè)計(jì)和施工過程中選用了防水乳化炸藥，采用塑料導(dǎo)爆管傳爆作為起爆系統(tǒng)來控制隧道工程的爆破，周邊的炮眼使用導(dǎo)爆索起爆，并將炸藥按照相關(guān)的爆破設(shè)計(jì)要求分成數(shù)段均勻綁在了小竹片上，以此來保證合適的裝藥間距。其中炸藥的藥卷直徑為不超過29mm，以實(shí)現(xiàn)不耦合裝藥的理念。此外，所有的炮眼在裝入了炸藥以后，要在20cm范圍內(nèi)用黃粘土堵塞。為了在最大程度上避免爆破對隧道工程圍巖產(chǎn)生不利影響，還采用非電毫秒雷管微差控制爆破技術(shù)，來達(dá)到光面爆破和預(yù)裂爆破的效果。為了使爆破達(dá)到最好的效果，要在現(xiàn)場進(jìn)行爆破試驗(yàn)，然后依據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果對爆破器材以及炸藥的選擇進(jìn)行修正，直到取得最好的爆破效果［2］。

2．2合理選擇開挖方法和進(jìn)尺

經(jīng)過對該隧道工程圍巖狀況的深入調(diào)查和研究，在爆破設(shè)計(jì)階段我們決定采用采用中空孔斜眼楔形掏槽作為主要的掏槽型式，掏槽眼深度超出其他炮眼深度50cm以上;因?yàn)樗淼赖臏\埋和斷層區(qū)域處于淺埋破碎帶，并分布有強(qiáng)風(fēng)化砂巖，可以劃分為Ⅳ級圍巖，所以此處的穩(wěn)定系較差，采用三臺階施工的方法來進(jìn)行爆破施工，分上中下臺階對此處進(jìn)行開挖，其中上臺階及中、下臺階左、右側(cè)錯(cuò)開3～5m同步施工;上臺階高度為2．89m。開挖面積為24．5m2，計(jì)劃每循環(huán)進(jìn)尺1m;中臺階高度為1．89米。開挖面積為17．5m2，計(jì)劃每循環(huán)進(jìn)尺1m;下臺階高度為3．76m，開挖面積為48．8m2，計(jì)劃每循環(huán)進(jìn)尺1m。

2．3設(shè)置科學(xué)的爆破參數(shù)

為了減輕爆破時(shí)產(chǎn)生的震動對Ⅳ級軟弱圍巖形成不利影響，除了在周邊眼之間設(shè)置空眼作為散能和定位外，周邊眼均采用小直徑光爆藥卷。

3結(jié)束語

綜上所述，我們以筆架山隧道工程為例對關(guān)于隧道工程爆破設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析和研究，并著重提出了選擇合適的爆破器材以及炸藥、合理布置炮眼和設(shè)置科學(xué)的爆破參數(shù)等三個(gè)方面是爆破設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，爆破技術(shù)的進(jìn)步是沒有止境的，我們還需在爆破設(shè)計(jì)的過程中勇于創(chuàng)新和突破，不斷總結(jié)，不斷推進(jìn)隧道工程爆破設(shè)計(jì)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

［1］王建秀，鄒寶平，胡力繩．隧道及地下工程光面爆破技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望［J］．地下空間與工程學(xué)報(bào)，2013(04):800－807．

［2］牛澤林．基于傳統(tǒng)爆破公式的山區(qū)城鎮(zhèn)隧道爆破參數(shù)設(shè)計(jì)與優(yōu)化［J］．西部探礦工程，2014(11):183－185．

作者：張江波 單位：中鐵十二局集團(tuán)第四工程有限公司