平行導坑直眼掏槽水壓爆破

曹海兵

摘要：中鐵十七局集團承建的成昆鐵路峨眉至米易段站前2標段的三峨山隧道進口單車道平導，斷面（5m×6m）（寬×高），長度7200m，采用阿塔拉斯282雙臂鑿巖臺車進行鉆眼爆破，在小斷面、75.35%的III級硬質巖采用直眼掏槽水壓爆破開挖，成功解決了爆破進尺無法達到目標的難題，保證了隧道平導進度，有效的保障平行導坑輔助坑道緩解隧道工期壓力功能，可作為今后類似工程施工參考。

關鍵詞：平行導坑；鑿巖臺車；直眼掏槽；水壓爆破

1、工程概況

三峨山隧道全長10352m，是成昆鐵路峨眉至米易段首架方向通過的第一座長大隧道，受鋪架工期制約，隧道工期極緊張，僅48個月。為解決隧道工期壓力，隧道進口右側設1座單車道平導，斷面為5m×6m（寬×高），平導中線距正洞中線35m，長度7200m，其目的是平導快速掘進超前正洞掌子面約800m距離后拐入正洞增加正洞作業面，實現正洞有多個掌子面同時施工，從而縮短隧道工期，平導為三峨山隧道的關鍵線路，平導施工進度的快慢直接影響整座隧道工期。平導與進口正洞承擔主洞施工任務7755m；主要穿越頁巖與泥巖、砂巖互層，玄武巖，灰巖，白云巖、白云質灰巖四套地層。平導開挖采用普通鉆爆開挖，炮眼采用阿特拉斯282雙臂鑿巖臺車鉆眼。

2、炮眼布置

三峨山隧道進口平導III級圍巖采用全斷面開挖，開挖面積約為35.2㎡，在未采用直眼掏槽水壓爆破開挖前，采用了多種炮眼布置及掏槽方式，爆破均采用常規爆破，即炮眼中未裝水帶，炮眼無回填堵塞。其中相對效果較好的為楔形掏槽炮眼布置，平均每循環進尺2.4m，每天3循環，日進尺7.2m，考慮機械故障等綜合因素，每月按28天正常施工計算，月進度201.6m，與工期進度要求月進度250m相差甚遠，無法滿足隧道工期要求。為實現平導快速掘進，平導內炮眼采用阿特拉斯282雙臂鑿巖臺車鉆眼，通過縮短鉆眼時間，同時提高循環進尺來保障平導施工進度。通過引進水壓爆破技術，先后進行了楔形掏槽和直眼掏槽兩種鉆眼方式的水壓爆破循環試驗，每循環爆破效果，用藥量，循環時間均進行詳細記錄，并形成對比，總結了兩種不同的掏槽眼水壓爆破開挖對平導進尺取得了實質性提高新技術。

2.1楔形掏槽炮眼布置

采用阿特拉斯282雙臂鑿巖臺車鉆眼，掏槽眼采用φ42鉆頭，布兩排，第一排角度水平向內傾18°，深度L=3.0m，第二排角度水平向內傾10°，深度L=3.2m，第一圈輔助眼用φ42鉆頭，深度L=3.5m，無偏角，第二圈輔助眼用φ42鉆頭，深度L=3.5m，無偏角，周邊眼用φ42鉆頭，深度L=3.0m。

2.2直眼掏槽炮眼布置

采用阿特拉斯282雙臂鑿巖臺車鉆眼，掏槽眼采用φ42鉆頭，深度L=3.5m；排氣眼用φ102鉆頭，深度L=3.5m，共8個，第一圈輔助眼用φ42鉆頭，深度L=3.3m，向內傾角1°，第二圈輔助眼用φ42鉆頭，深度L=3.3m，第三圈輔助眼用φ42鉆頭，深度L=3.2m，第四圈輔助眼用φ42鉆頭，深度L=3.2m，周邊眼用φ42鉆頭鉆進，深度L=3.2m。

3、炮眼裝藥參數

3.1楔形掏槽常規爆破參數

楔形掏槽常規爆破參數詳見表3-1

3.2楔形掏槽水壓爆破參數

楔形掏槽水壓爆破參數詳見表3-2

表3-2楔形掏槽水壓爆破參數表

3.2直眼掏槽水壓爆破參數

直眼掏槽常規爆破參數詳見表3-3

表3-3 直眼掏槽水壓爆破參數表

3.3水壓爆破裝藥示意圖

水壓爆破裝藥示意圖詳見表3-3

圖3-1 水壓爆破裝藥示意圖

4、爆破效果對比

三峨山隧道進口平導掘進水壓爆破與常規爆破效果對比表間表4-1

表4-1水壓爆破與常規爆破效果對比表

5、認識體會

第一，三峨山隧道進口平導全長7200m，為關鍵線路，III級圍巖地段設計掘進深度7.28m，月進尺必須滿足250m，才能確保隧道工期，通過直眼掏槽水壓爆破技術，實現了掘進深度2.9m～3.1m，每月可完成261m～279m，完全滿足工期要求，與設計掘進速到相比可縮短工期49天。

第二，直眼掏槽更適用于阿特拉斯282雙臂鑿巖臺車，應平導斷面小寬度僅5m，楔形掏槽鉆臂角度無法滿足斜眼鉆孔角度，無法達到預期掏槽效果，并且鑿巖臺車鉆臂造價昂貴，單臂費用約100萬元，一旦操作不當鉆臂碰撞平導邊墻會造成鉆臂損壞，造成嚴重的經濟損失，同時還耽誤施工進度。采用直眼掏槽操作簡單，定位準確，不需要調整鉆臂角度，對鑿巖臺車安全影響很小，且掏槽眼搭設與設計方案基本一致。

第三，水壓爆破施工提高了炸藥利用率，采用常規爆破掘進平均深度2.4m，炸藥單耗1.86kg/m3；采用直眼掏槽水壓爆破之后掘進平均深度2.9m，炸藥單耗1.52kg/m3；炸藥利用率提高18.27%，掘進深度加深0.5m，從炸藥單耗及進尺上得到了明顯的改善。

第四，保護了施工環境，降低了粉塵弄濃度降低了通風時間，盡快了循環進度，采用常規爆破之間，起爆之后洞內通風時間一般在35min左右，采用水壓爆破技術，起爆之后洞內通風時間在15min左右，充分說明洞內粉塵濃度較常規爆破低，才能在短時間內完成通風。

需要改善和進一步解決的問題是，直眼掏槽中的空眼直徑φ102較大，鉆孔時間較普通φ42鉆孔時間較長，鉆眼時間增加1h左右，今后施工過程中進一步進一步研究將φ102變為φ76，縮短鉆眼時間。另外在施工中要加強施工組織和工序銜接，實現小斷面急硬巖平導月進度300m。

本文得到全國著名爆破專家何廣沂教授親自指點，再次深表感謝。

參考文獻：

[1]中國鐵道出版社出版的《節能環保爆破工程報爆破》，作者：何廣沂、徐鳳奎、荊山、劉友平.

[2]中國鐵道出版社出版的《鐵路隧道工程施工技術指南》 .

[3]中國鐵道出版社出版的《鐵路隧道鉆爆法施工工序及作業指南》 .

（作者單位：中鐵十七局集團第一工程有限公司）