隧道邊坡爆破控制的研究

程曉紅

(四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川德陽 618000)

1 工程概況

廣深港客運(yùn)專線百足地隧道進(jìn)口右側(cè)陡山坡原為采石場開采所形成，平均垂直高度為74.9 m，坡度80°～90°。為了保證百足地隧道進(jìn)口明洞段的施工及以后的行車安全，特對(duì)隧道明洞段(DK52+180～DK52+304)124 m范圍內(nèi)的山坡進(jìn)行刷坡爆破治理。設(shè)計(jì)刷坡治理方案為，將原山坡分臺(tái)階治理，每20 m一個(gè)臺(tái)階，臺(tái)階坡面為 1∶0.5，臺(tái)階平臺(tái)寬為 1.5 m，坡面采用 φ22 L=4 m錨桿進(jìn)行加固，錨桿間距1.5 m×1.5 m，梅花形布置，后掛25 cm×25 cmφ8鋼筋網(wǎng)，最后噴C20混凝土，厚10 cm。

2 刷坡爆破總體方案

根據(jù)本工程地形、環(huán)境條件以及“安全第一”的原則，為確保隧道洞口和附近碎石加工廠的安全，邊坡開挖采用光面爆破。石方爆破開挖順序?yàn)?自上而下的松動(dòng)控制爆破，豎向分層、縱向分段，靠近邊坡采用光面爆破。臺(tái)階布孔直徑d=76 mm和d=140 mm，光面爆破鉆孔直徑選擇d=76 mm和d=42 mm。

3 爆破施工流程

爆破施工工藝流程圖見圖1。

圖1 爆破施工工藝流程圖

4 爆破控制

4.1 爆破參數(shù)

1)深孔臺(tái)階控制爆破。一般情況下，深孔垂直布置，深孔平面布置成矩形或梅花形，爆破參數(shù)按下式計(jì)算(H為臺(tái)階高度，d=76 mm和d=140 mm):

最小抵抗線 W=(25 ～40)d，m;鉆孔超深 h=(0.25 ～0.35)W，m;炮孔深度 L=H+h，m;填塞長度 L1=(1.0 ～1.2)W，m;孔間距a=(1.0～1.5)W，m;排間距 b=(0.8 ～1.0)W，m;單孔藥量 Q=gabH 或 Q=gWaH，m;炸藥單耗 g=0.4 kg/m3～0.55 kg/m3。

根據(jù)臺(tái)階高度，具體數(shù)據(jù)如表1，表2所示。

表1 d=76 mm深孔臺(tái)階控制爆破參數(shù)

表2 d=140 mm深孔臺(tái)階控制爆破參數(shù)

2)大塊二次破碎控制爆破。鉆孔直徑d=42 mm，單位炸藥單耗控制在0.05 kg/m3，鉆孔深度不超過石塊厚度的2/3，最小抵抗線為0.5 m ～0.8 m。

3)淺孔控制爆破。孔徑 d=42 mm;孔深 L=H+h，超深0.4 m ～0.5 m;孔距1.2m ～1.4 m;排距1.0m ～1.2 m;炸藥單耗g=0.35 kg/m3～0.4 kg/m3;填塞長度 L1=1.2 m ～1.4 m。

根據(jù)臺(tái)階高度，具體數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 d=42 mm淺孔爆破參數(shù)

4)光面爆破控制。合理的炮眼間距應(yīng)保證炮眼間貫通裂隙完全形成。綜合考慮爆炸應(yīng)力波和爆生氣體在貫通裂隙形成過程中的作用，D=76 mm光面爆破孔設(shè)計(jì)參數(shù)如下:

最小抵抗線(光爆層厚度)W=1.2m～1.5 m;孔距 a=1.0 m ～1.2m;線裝藥密度 g1=0.3 kg/m ～0.4 kg/m;堵塞長度L1≥1.0m;底部加強(qiáng)藥包 Q1=1.0 kg;炮孔超深 h=1.0 m;爆破參數(shù) W，a，g1對(duì)于完整巖體取大值，反之取小值。

4.2 裝藥與填塞

裝藥前必須對(duì)炮孔進(jìn)行驗(yàn)收，計(jì)算每孔裝藥量，對(duì)不符合要求的炮孔要廢棄或補(bǔ)鉆孔。

深孔臺(tái)階控制爆破使用φ60乳化炸藥作起爆藥，主爆藥為散裝銨油炸藥，填塞材料使用鉆屑或砂粘土。起爆藥包位于炮孔下部，當(dāng)孔內(nèi)有水時(shí)，孔內(nèi)有水高度范圍內(nèi)全部用管狀乳化炸藥充填，高出水面1 m以上的采用散裝銨油炸藥，為了確保爆破效果，每孔裝2發(fā)雷管。

淺孔臺(tái)階控制爆破，大塊巖石二次爆碎爆破均采用管狀乳化炸藥作為主爆炸藥，起爆雷管置于炮孔底部。使用鉆屑或砂粘土填塞。

光面爆孔采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，將管狀乳化炸藥按照設(shè)計(jì)線裝藥另捆綁在導(dǎo)爆索上，制成光爆藥半，并在光爆孔底部加大裝藥量，填塞材料使用鉆屑或砂粘土。

5 起爆方法及爆破網(wǎng)絡(luò)

1)采用毫秒電雷管微差起爆。同時(shí)視工作面情況，環(huán)境條件等分別采用V形、梯形、波形等多種起爆模式。

2)深孔臺(tái)階控制爆破前后微差時(shí)間為25 ms～100 ms，淺孔微差時(shí)間為25 ms～75 ms，光爆孔與主爆孔之間的微差時(shí)間為100 ms～150 ms。

3)如遇到雷雨季節(jié)，采用非電毫秒導(dǎo)爆管起爆，爆破網(wǎng)絡(luò)采用并聯(lián)。孔內(nèi)微差，孔外傳爆雷管采用網(wǎng)段雷管，每把雷管不得大于15發(fā)。

4)采用電與非電混合式起爆網(wǎng)絡(luò)時(shí)，在裝藥堵塞作業(yè)結(jié)束后，電雷管才能與非電雷管的導(dǎo)爆管綁扎連接，如遇到雷雨天氣，電雷管不能接入起爆網(wǎng)絡(luò)。

6 結(jié)語

合理的爆破參數(shù)選擇、規(guī)范的裝藥、填塞方法以及科學(xué)的起爆方法和爆破網(wǎng)絡(luò)是保證隧道邊坡爆破效果成敗的關(guān)鍵。

［1］ 于亞倫.工程爆破理論與技術(shù)［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，2004.

［2］ 姚愛軍，薛廷河.復(fù)雜邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法與工程實(shí)踐［M］.北京:科學(xué)出版社，2008.

［3］ 李的林，高振儒.爆破震動(dòng)危害中幾個(gè)重要因素分析［J］.工程爆破，1999(5):29-30.