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1、大斷面隧道分部開挖爆破技術(shù) 摘要：長水機場至楊林經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)道路工程中的八家村隧道是大斷面、圍巖自穩(wěn)能力差，運用三臺階七步開挖法和光面爆破技術(shù)，對爆破參數(shù)、炮孔布置和裝藥結(jié)構(gòu)等進行優(yōu)化設計，取得了良好的爆破效果。該方法操作簡單、安全方便和經(jīng)濟效益好，可為今后類似的隧道掘進提供一定的參考價值。關(guān)鍵詞：大斷面；自穩(wěn)能力；三臺階七步開挖法；光面爆破技術(shù)中圖分類號：U455.4文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2014）05-0125-021工程概況八家村隧道全長231m，起于K2+168止于K2+399
2、，隧道按照客貨共線雙線隧道設計，進口施工區(qū)段為淺埋地段，最大的埋深達到30m，最小的埋深僅有8m，隧道開挖斷面形狀如圖1所示。地表的施工環(huán)境復雜，距隧道口東北方向200m處是320國道，車流量大，距隧道口西南方向180m處是楊林鑫地園藝場，隧道四周有密集的居民房屋。隧道穿過的巖石多為IV、V級圍巖，主要由泥巖和砂巖組成，自穩(wěn)能力較差。2地形地貌6隧道穿過嵩明縣著名的風景區(qū)長蟲山，地表海拔為1905-2100m，高差達到195m，所處的地形起伏比較大，自然橫坡為9°～40°，部分地形比較陡峭。由于隧道埋深小，考慮
3、爆破作業(yè)震動對既有隧道的影響，保證既有隧道投入使用后的安全，決定在隧道進口25m內(nèi)（即K2+168至K2+193）運用破碎錘進行掘進，剩余的采用控制爆破方法進行掘進。3爆破施工技術(shù)隧道的巖層屬IV、V級巖石，圍巖軟弱自穩(wěn)能力較差，受到震動容易坍塌，施工難度較大。結(jié)合隧道的工程地質(zhì)條件、場地條件、結(jié)構(gòu)埋深和工期等因素，根據(jù)鐵路隧道施工的規(guī)定，為保證施工時和投入使用時的安全，掘進方法擬選用三臺七步開挖法，一邊掘進一邊進行支護，隧道的周邊孔則使用光面爆破技術(shù)開挖隧道輪廓[1-3]。3.1設計原則①控制爆破的有害效應。
4、降低爆破震動的幅度，最大限度的減少沖擊波對圍巖的震動作用，保證周圍居民房屋的安全；控制飛石的距離，保護周圍的建筑物和苗圃等。②在爆破效果不受影響的條件下，最大可能的減少炸藥單耗量，提高掘進進度，縮短工期，獲得最大的工程效益[4]。3.2爆破掘進的順序及方法6隧道掘進順序如圖2所示。為了保證上臺階不塌方，運用傳統(tǒng)的預留核心土的方法，整個掘進面運用三臺階七步開挖法。臺階的高度分別為340cm、320cm和340cm。3.3選取爆破參數(shù)①孔徑d。鉆孔設備使用YT-28型鉆機，鉆機的鉆頭直徑38mm，炮孔直徑42mm。
5、②炮孔深度L。若炮孔太深，周圍巖石對炸藥的夾制作用比較明顯，影響爆破效果[5]，因此炮孔深度不能太大，在能使周邊巖石處于穩(wěn)定的條件下，應最大限度的增加循環(huán)進尺。根據(jù)施工要求，循環(huán)進尺為0.8m時，炮孔深度為1m。③掏槽方式及參數(shù)。通過分析類似工程實例，根據(jù)循環(huán)進尺決定楔形掏槽的級數(shù)的原則：當循環(huán)進尺在0.7m與2.0m之間時，一般采用單楔形掏槽方式[6]。本工程掏槽孔布置采用單級楔形陶槽方式，結(jié)合工程經(jīng)驗及相關(guān)計算取：孔口距a=95cm，孔底距a1=40cm，排距b=85cm，掏槽角=70°。④周邊孔參數(shù)。根據(jù)
6、周邊孔的計算公式，間距E=（8-12）d=33.6～50.4cm；抵抗線W=（1-1.5）E=33.6～75.6cm；裝藥系數(shù)：0.04～0.19kg/m。由以上計算公式，周邊空的間距E取40cm，抵抗線W取60cm。⑤掘進孔參數(shù)。通6過查表及相關(guān)工程數(shù)據(jù)，掘進孔的間距一般是周邊孔的2倍左右，抵抗線是間距的0.7倍左右[7]，取間距E=80～100cm，排距b=80～90cm，鉆孔時可以根據(jù)實際情況靈活調(diào)整數(shù)據(jù)。炮孔布置示意如圖3所示。⑥炸藥單耗q。結(jié)合工程經(jīng)驗，隧道掘進的炸藥單耗量一般是0.6～2.5kg/m
7、3，八家村隧道穿過的巖石是IV、V級圍巖，故q應取小值，取q=0.6kg/m3。⑦裝藥總量Q和理論炮孔數(shù)量N。Q=qv=qSLη=0.6×115×1×0.8=55.2kg，N=Q/Q0=55.2/0.25=221個，其中S為隧道開挖斷面面積，η為炮孔利用率。實際炮孔數(shù)量217個，實際炮孔數(shù)與理論炮孔數(shù)比較接近，實際裝藥量53.6kg，比理論裝藥量略少。⑧裝藥結(jié)構(gòu)。掘進孔根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)進行裝藥，周邊孔采用減弱裝藥，具體裝藥形式和裝藥量參見表1。⑨起爆網(wǎng)路。采用一手抓的起爆方式，中間插2發(fā)電雷管起爆。4爆破效果施
8、工單位采納了以上施工方案，得到了良好的爆破效果：運用三臺階七步法保證了作業(yè)人員的安全，加快了施工掘進進度，提前完成了工程項目，達到了較好的工程效益；周邊空運用光面爆破技術(shù)，不僅很好的控制了隧道的輪廓，減少了超挖和欠挖的現(xiàn)象，縮短了預定工期，還降低了爆破震動對圍巖的影響，提高了既有隧道投入使用后的安全性。5結(jié)語6①掏槽方式和參數(shù)。對于軟巖隧道，選擇合理的掏槽方式和參數(shù)至關(guān)重要。結(jié)合隧道的
