不良地质条件下隧道爆破施工技术--中国期刊网

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不良地质条件下隧道爆破施工技术

发表时间：2020/8/19 来源：《基层建设》2020年第10期作者：周子荣

[导读] 摘要：随着国家对铁路、公路的大力推进，大断面、长纵深隧道越来越多，隧道穿越的地质越来越复杂。

        核工业井巷建设集团有限公司浙江湖州 313000
        摘要：随着国家对铁路、公路的大力推进，大断面、长纵深隧道越来越多，隧道穿越的地质越来越复杂。本文以实际工程为例，对不良地质条件下爆破施工技术措施进行了全面的介绍。在实际施工的过程中通过合理设置爆破参数可有效控制爆破对周边环境的影响，保证隧道掘进可以安全地进行。
        关键词：不良地质；隧道爆破；爆破施工
        1工程概况
        张家界经吉首至怀化高铁某标段线路全长202 km，位于怀化市麻阳县。该标段的岩屋冲一号隧道为设计时速350km/h的客运线，双线电力牵引，双线隧道轨面以上净空面积按不小于100 m2，为大断面隧道。该隧道洞身位于沅麻红层盆地，围岩主要为粉质黏土、泥质粉砂岩、粉砂岩、泥质砂岩及泥质等软弱岩层。这些软弱节理裂隙发育、岩体破碎，并且沅麻红层盆地多有狭长沟谷，沟谷内多发育溪流，导致了岩体稳定性的进一步劣化。
        该项目所在区域的气候为典型的亚热带湿润气候，全年可分为5个季节，具体为冬季、春季、夏季、雨季季风和秋季。6月份是全年最热的月份，地表平均温度可达38℃。7月份是全年最潮湿的月份，夜间出现暴雨或者雷雨天气的概率最大。1月份气温最低，平均温度为3.9℃。
        1.1隧道结构形式
        针对隧道洞口，在实际施工的过程中需要综合考虑工程地质条件以及隧道进出口位置的地形特点，还需考虑洞口实际的排水需要以及开挖边仰坡的稳定性等内容，严格遵守“早进晚出”的原则开展隧道洞口施工，在对隧道洞口进行施工时尽量不要大开大挖，本标段的隧道洞口结构形式为端墙式。为了保证洞口山体的稳定性以及洞内行车的安全性，必须综合考虑隧道洞口的地质和地形情况，做好支护措施。
        1.2爆破施工方法概述
        在隧道开挖施工的过程中，通常会涉及到台阶光面弱爆破施工技术以及松动爆破技术的应用，施工过程中分多个断面，主要的施工形式为立体交叉施工，在实际施工时一般需要边支护边开挖，以提高施工过程中的安全性。在开挖过程中应综合考虑不同的开挖部分以及具体的围岩类别，确定最为合理的爆破参数，通常来说需合理控制炸药单耗处于0.35～1.8kg/m3之间，然后根据实际的爆破效果对爆破施工进行调整。
        2爆破设计与施工
        2.1爆破技术参数设计
        在爆破施工的过程中，爆破参数一般会直接决定爆破的效果，除了需要控制掏槽参数之外，还需要合理控制钻研爆破的参数，诸如炮眼深度、装药直径、炮眼数目等。另外需要重点考虑爆破参数的设置和爆破质量之间的关系。
        （１）单位炸药量。单位炸药量的设计不仅会对爆堆形状、岩石破碎的速度以及岩块分散的距离产生影响，还会影响围岩的稳定性、炮眼的利用效率以及断面的轮廓质量等。
        （２）炮眼直径。炮眼直径大小会对爆破后岩壁的平整度、钻眼效率、炸药的单耗造成直接的影响，本文涉及项目应用直径为φ４２ｍｍ的炮眼。
        （３）炮眼深度。炮眼深度会对每一个掘进循环的掘进速度、工作量以及具体的完成时间产生直接的影响，本文涉及项目在调整炮眼深度时综合考虑围岩类型、爆破环境以及具体的开挖方法，炮眼深度处于１.２～３.５ｍ之间。
        （４）炮眼利用率。在设置炮眼时炮眼利用率是十分重要的参数和指标，一般来说在隧道掘进施工的过程中炮眼利用率在０.８５～０.９５为最优。因为本工程的隧道断面范围较大，所以决定将炮眼利用率设置为０.８５。
        （５）装药结构。严格按设计的参数进行装药，应用间隔装药法对光爆孔进行装药，其他炮孔一般应用连续装药法。
        （６）爆破器材选用。将岩石乳化炸药装入炮孔内，周边的炮眼应用 φ２５的光爆药卷。光瀑孔一般会涉及到安全导爆索的应用。
        （７）爆破参数。

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应用台阶爆破开挖施工方法对隧道内Ⅳ级围岩进行开挖施工，并应用三台阶爆破开挖方法对隧道内Ｖ级围岩进行开挖施工。
        2.2施工技术要点
        在开挖隧道期间务必准确测定所有循环中的数据参数，并且反复核对，采取有效措施控制断面结构，运用红油漆标记开挖部位的轮廓线，进行炮眼点的定位处理，并且偏差不可超过５ｃｍ。钻眼依照标识进行作业。钻眼过程中应该始终和隧道轴线处于平行状态，除底眼外的炮眼应该小于眼底的５ｃｍ，如此岩粉方可由炮眼中有效流出。
        3隧道爆破工作安全管理控制策略
        3.1加大装药施工安全管理力度
        隧道爆破装药专项人员应该反复汇总并且核对雷管段及数量，炸药数目，防止出现施工人员随意领取的现象。在隧道爆破期间，相关管理人员务必做到以下几点：首先，确定起爆药包制备的注意事项，施工人员要把雷管由药卷底部沿轴心插入，此过程中雷管底部应该始终朝孔外的方向，还要借助炮杆往炮孔内部转移规定数量的起爆药包，实际振捣施工期间切忌用力过度。其次，应该强化对装药管理工作，施工人员能够同时运用炮杆及脚线，在脚线移动的同时进行炮杆的转移，炮杆和脚线的移动应该同步。
        3.2保证钻孔质量
        控制炮眼间隔，进而使得钻爆质量达到标准，此外炮眼偏差与辅助眼间隔的实际数据与设计数据的误差不能超过５ｃｍ，周边眼的实际斜率与设计数据的偏差不能超过５ｃｍ／ｍ，孔底处要处于同一平面。结束钻孔作业后应该马上进行孔底清洁处理，还要借助炮泥完成孔口封堵施工，从而真正地提升装药施工的整体水平。
        3.3遵循规章制度的安全设计
        在实际的爆破作业设计时，设计人员应当根据工程的设计说明书和作业指令进行后续的操作。在设计过程中应当遵循爆破安全规章制度，在一切设计施工流程符合安全规定的情况下，对于爆破区域的周边情况进行科学的调查，了解作业所在地的工程实况，对于影响爆破作业不利的因素，进行安全科学的防范工作。在后期爆破作业中，应当按照相关工序和规定时间完成，在执行一炮三检的基础上，通过提升整体的爆破检查质量，更好地维护作业施工安全。施工现场爆破人员应当着装专业的爆破工作服，要求具备醒目提醒标志、防静电等特性。另外进入现场的工作人员应当佩戴安全帽和胸卡，熟知规章安全制度，防止因人为因素引起的安全事故发生。
        3.4注重爆破检查的安全设计
        在进行起爆过程中，一定要科学检查起爆器开关，避免后期装置出现断电。另外起爆器应当由专人管理负责，在利用专用线路进行作业时，该线路不能接触带电体。在装药作业工作结束后，可从工作面到起爆开关处进行放线操作。在连接母线与脚线时，要通过导通短路操作，避免外部干扰电的影响。后期进行电雷管电阻测量过程中，电桥应设置每次的通电时间均不可超过三秒。爆破时如果遇到雷雨天气，不可使用电力起爆方法，在爆破后应当检查飞石距离，存留的盲炮数量等等，在保证爆破质量的同时做好重点的分项检查工作。爆破作业中进行钻孔装药时，结合设计说明书内容，在明确孔网参数的情况下进行钻孔。为了更好地保证爆破安全设计质量，在装药前应当根据设计方案进行验孔操作，在爆破单耗得到保证的情况下，避免出现装药过量引起的层面爆破事故。另外在装药之前应当对周边环境进行检查，在保证无明火安全隐患的情况下，清退无关人员，撤掉与作业无关的机具，尽量保证作业场地的规范可靠性。
        4结语
        针对不良地质条件，在开展爆破开挖施工的过程中只有合理设置爆破参数才能保证爆破施工的质量。本文涉及工程地质条件复杂，在施工时针对不同的围岩设计了不同的爆破参数，最大限度地保证了隧道施工过程中的安全性。
        参考文献：
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