路新景1 李振宇2 杨风威1 钟智清3
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摘要：本文结合某工程实际施工情况，对输水隧洞的爆破施工技术进行了分析，分工程概况、施工原理、施工具体步骤等方面内容进行了分别研究，目的在于通过对输水隧洞常用爆破施工技术进行分析来为施工的质量优化提供一定的建议，以供参考。
关键词：输水隧洞；爆破技术；施工方案
1工程地质情况分析
本文基于某水库工程的输水隧洞爆破工程展开分析，输水隧洞隧洞桩号为S4+172～S5+672,隧洞长1.5km,为较典型的半岛海岸地貌带的低山丘陵地貌,隧洞沿线地面高程为16.9～170m,隧洞埋深多为19～154m。该地段岩性以残坡积及风化岩为主,主要地质构造以F4香车断层的断裂构造为主,但该断层未与隧洞主线相交,对隧洞不会造成影响。水文地质情况:本段地下水以基岩裂隙水为主,地下水位高程为30～146m,隧洞围岩的渗透系数较小,属弱-微透水岩体。主要技术标准:(1)工程等级:Ⅱ等。建筑物级别:隧洞、竖井等主要建筑物为2级;引渠等次要建筑物为3级;施工道路及施工围堰等临时建筑物为4级。(2)输水方式:压力流,最大内水压力为0.47MPa。(3)供水总规模:6万m3/d。(4)抗震等级:按Ⅶ度设防。
2爆破施工原理
隧洞总体施工方案隧洞采用新奥法施工。具体施工方案为:钻爆法开挖,机械通风,有轨运输,喷锚、衬砌支护,监控量测,台车衬砌等。对于相对稳定的Ⅱ、Ⅲ类围岩采用全断面施工;Ⅳ类围岩在施工过程中视具体情况采用全断面施工或短台阶法施工;Ⅴ类围岩采用台阶法施工,先进行超前小导管支护后再进行上部开挖,及时支护后进行下部开挖。全长5.672km,隧洞断面采用2.5m×2.5m马蹄型。
Ⅱ、Ⅲ类围岩采用全断面光面爆破技术,开挖循环进尺为2m。钻孔采用人工手持7655式气腿凿岩机(风枪)钻孔。机械辅助人工装碴。每一循环完成后,首先由测量人员布点划线,按钻爆设计打孔、装药,连接起爆网络,炸药采用乳胶炸药,起爆采用非电导爆管连接起爆。四周光面爆破孔间隔装药,且不连续装药。各炮孔起爆顺序均为:掏槽眼-扩槽眼-辅助眼-周边眼-底板眼。辅助眼由里向外逐层起爆。为加大起爆间隔时间,有效降低爆轰波的叠加效应,各排间均采用跳段微差形式。
3具体施工步骤
3.1测量定位。
隧洞清碴、喷锚支护完成后,进行下一循环的施工。首先测量定位,用全站仪、水准仪对隧洞下一循环进行放线,利用导线点进行精确定位,根据水准点对隧洞的水平标高进行控制,找出隧洞的中线及隧洞的中心标高并做出标记。
3.2划线布孔
根据隧洞下一循环的中线和中心标高,结合隧洞的围岩分级、设计开挖的轮廓用油漆勾画出开挖外轮廓线。然后,根据各种围岩的钻爆设计,用油漆标出掏槽孔、辅助孔、周边光爆孔及底孔。
3.3钻孔及验孔
采用自制轨行式钻孔台车(可钻孔、装药、锚杆等)和7655式手持式气腿凿岩机(风枪)钻孔。
开孔时使用自制开孔定位器,使孔位与设计一致;开孔后,严格控制钻孔的方向、进尺速度、深度并做好钻孔记录,供现场工程师参考,调整装药量和起爆顺序,优化开挖参数。在钻孔施工完成后,对孔位、孔深、钻孔方向及完好情况进行验收,对于不符合设计要求的应采取补孔、重新设计装药结构等措施予以弥补。
3.4装药与堵塞
所有的炮孔装药严格按照钻爆设计进行。起爆雷管采用非电起爆雷管。掏槽眼、辅助眼、内圈眼、底板眼采用大直径药卷孔底连续装药结构,周边眼采用小直径连续装药结构。装药前,炮孔必须用高压风吹净,药串和起爆药卷按要求加工好,盘好脚线,分段号存放在箱内,确保装药作业有序进行;装药作业应分片、分组进行,并按规定捣实,全部采用自制炮泥堵塞孔口。
3.5起爆网络的联结及爆破
采用起爆器、电雷管引爆导爆管的雷管的起爆方式。起爆网络的联结采用:电雷管-导爆管雷管的起爆网络。起爆网络为复式网络,以保证起爆的可靠性和准确性。联接时要注意导爆管不能打结和拉细,各炮眼雷管连接次数应相同,引爆雷管应用黑胶布包扎在一簇导爆管自由端10cm以上处。网络连接好后,由专人负责检查。各炮孔采用非电毫秒雷管微差起爆技术,不但可以控制单段雷管的起爆药量,又能有效地控制每段雷管间的起爆时间,从而使爆破震动波不叠加。这样既能保证岩石达到理想的爆破效果,又能消除爆破震动的有害效应。为了保证后起爆的网络不被先起爆的炸断,最终采用孔内微差起爆网络。装药后,按照起爆的顺序(即:首先起爆掏槽孔,再起爆周边孔,最后起爆辅助孔;采用微差爆破,微差间隔时间为25～27ms)、1、3、5、7……间隔跳段别联接起爆网络并进行检查。起爆前,给洞内、洞外安全员发出信号,将洞内的机械、设备撤到安全区内,清理现场人员,在做到“彻底安全”后,发出起爆命令,用电雷管通电起爆。
3.6效果检查及盲炮处理
起爆后,经通风排烟、确认安全后,到掌子面由专人清理危石,发现“哑炮”由现场工程师确定处理方案,然后进行初期支护、清碴等工序的施工。起爆后,当出现盲炮时,应先查明原因:对于因孔外导爆损坏引起的盲炮,可以切去损坏部分,重新连接导爆管后再行起爆,此时,接头应尽量靠近孔眼位置。若准备下一次爆破,起爆时,应注意保护好导爆管,以免再次损坏。因孔内导爆管损坏或因导爆管本身问题引起的盲炮处理按《爆破安全规程》中的有关规定执行。
4总结
输水隧洞具有特殊的地质条件和施工特点，因此其爆破施工难度较大，施工过程较为复杂，因此在施工时要格外重视施工步骤的规范性和安全性。本文以某工程为例，对输水隧洞爆破施工技术进行了分析，在进行实际施工操作时要注意分不同情况进行处理，根据地质情况的复杂程度采用不同的爆破技术，从而控制好施工质量。
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