提高水平巖層爆破質量技術
2015-04-29 00:00:00翟家爽
基層建設 2015年4期
摘要：做好水平巖層爆破施工，減少對圍巖的擾動，增強圍巖的自穩能力，使開挖面平整、圓順，減少超挖，節約材料，從而保證施工安全，降低成本，加快施工進度。
關鍵詞：爆破參數;鉆孔;裝藥;實施
一、施工概況
西山高速公路雙線隧道，全長14公里，在開挖過程中，圍巖呈水平層狀，節理裂隙發育，層間結合差，易脫落，有泥質填充及鐵銹渲染。開挖后，形成結構掉塊，尤其拱腰部位超挖較嚴重。
二、爆破參數的選擇
爆破參數選擇主要與地質條件有關，其次是炸藥的品種與性能，裝藥結構與起爆方法和斷面尺寸。西山隧道設計主要為III、IV級圍巖，全斷面的開挖面積較大。根據現場情況，采用ф32乳化炸藥，電雷管和非電毫秒導爆雷管起爆。
提高水平巖層爆破質量，先從周邊眼的間距、裝藥量和周邊眼抵抗層厚度進行選擇。
1、周邊眼間距（a）
周邊眼是影響爆破效果的重要因素
a=（12～16）d
式中：
a為周邊炮眼間距，cm;
d為炮眼直徑，mm。現場d=40mm，
因水平巖層輪廓線不易控制，a最小取值48cm。
2、周邊眼抵抗層厚度（B）
周邊眼抵抗層厚度與巖石的性質和地質構造有關，堅硬巖石抵抗層可小些。西山隧道巖石硬度較好，確定周邊眼抵抗層厚度要小一些。
K=a/B""K=0.6～O.8
K取值0.8時，則B=60cm符合B=0.5～0.8
3、藥量計算：主要進行掏槽眼和周邊眼藥量計算。掏槽眼裝藥為連續柱狀裝藥，裝藥率要達到炮眼深度的80%。周邊眼藥量根據周邊眼裝藥集中度確定。
裝藥集中度，以kg/m表示。q=QaB
式中：
q—裝藥集中度，kg/m"Q—單位體積耗藥量，kg/m3;
a—周邊眼間距，m;B—周邊眼最小抵抗線，m;
施工中，Q取值0.6～0.8比較經濟。取Q=0.65時，計算得出q=0.234，符合q=0.15～0.25kg/m。
現場施工時效果不理想，對水平巖層破壞較大，決定取最小值q=0.15。當預計進尺3.4米，則周邊眼裝藥量為0.51kg。
4、裝藥結構
周邊眼采用間隔裝藥，炮眼裝藥按計算出的藥量均勻裝入炮眼內，其他炮眼采用連續柱狀裝藥。施工中采用如下圖裝藥結構：①一個藥卷（ф32）起爆;②1/2藥卷（ф32）空氣間隔裝藥。
5、爆破的起爆順序為：掏槽眼—擴槽眼—輔助眼—二圈眼—周邊眼—底板眼。采用多段非電雷管微差起爆（由內向外），主爆區使用非電毫秒雷管。周邊眼用導爆索連接同時起爆。
炮眼布置及連接圖
三、爆破施工實施
1、布眼
鉆眼前，測量人員用全站儀，準確定出隧道中心線和拱頂面高程;用紅油漆畫出開挖輪廓線，并標出炮眼位置，其誤差不得超過5cm;每次測量放線的同時，要對上次爆破斷面進行檢查，及時調整炮眼為主及角度，以達到最佳爆破效果。
2、鉆孔
掏槽眼應比預進尺加深20cm，其他眼比預進尺加深10cm。周邊眼的眼口在斷面設計輪廓線上，眼底超出輪廓線小于15cm，外插角為2度。力求所有炮眼（除掏槽眼外）眼底在同一平面上。
周邊眼要布在水平巖層中間，避免將周邊眼布置在水平巖層節理處。
鉆孔角度圖
3、清孔裝藥和起爆
裝藥前用小直徑高壓風管將炮眼內石屑吹凈，裝藥需分片，分組按炮眼設計圖確定的裝藥量進行，雷管要“對號入座”不得混裝。所有炮孔均用炮泥堵塞，堵塞長度L0=（0.2～0.5）W一般堵塞長度淺眼不超過20cm，深眼不超過30cm。周邊眼配導爆索，以增加不耦合系數和爆破時的緩沖作用。
爆破裝藥參數
序號
炮眼名稱
炮眼個數
炮眼深度
段別
單眼裝藥量
段藥量
個
m
毫秒
卷
kg
kg
1
掏槽眼
12
4.4
1
15
2.4
28.8
2
擴槽眼
15
3.8
3
13
2.08
31.2
3
輔助眼
8
3.6
5
11
1.76
14.08
11
3.5
5
9
1.44
15.84
14
3.5
7
9
1.44
20.16
4
二圈眼
12
3.5
9
7
1.12
13.44
9
3.5
11
8
1.28
11.52
5
周邊眼
22
3.5
11
3
0.48
10.56
21
3.5
13
3
0.48
10.08
6
3.5
15
18
2.88
17.28
6
底板眼
8
3.5
13
13
2.08
16.64
7
總計
138
189.6
結束語：
爆破后周邊眼炮眼痕跡率能達90%以上，兩茬炮銜接臺階在15cm以內，超欠挖量可以控制在5%左右，減少初期支護及二襯砼投入，降低工程造價。巖碴塊度較小亦均勻，利于裝碴，節省裝運時間。爆破后的巖面平整，方便防水板掛設，應力集中小，減少安全隱患。
