強致密花崗巖隧道爆破開挖施工技術研究

翁雪松，成 杰，秦 智

(四川交投建設工程股份有限公司，四川 成都 610041)

0 前 言

近年來，隨著國家山區高速公路發展的大力支持，為減少道路里程、適應各種不同的山區地形、節約工程造價，減少占用耕地面積，隧道逐漸成為了一種具有重大意義的公路結構形式。隧道爆破[1-4]是隧道建設的一個重大難題，它的成功與否會對隧道結構的穩定及下一道工序的開展產生重大影響，所以需要最大限度地降低爆破振動[5-7]，從而減小隧道爆破對周圍施工產生的影響。

對于隧道爆破開挖的問題，前人已有研究。朱有榮等[8]針對隧道開挖技術進行分析,并探索爆破施工的相關技術；周世一[9]以珠峰隧道下穿松散堆積體為研究對象,開展了隧道開挖及爆破施工技術適應性的研究，為類似的隧道施工提供技術支持與經驗借鑒；符永星[10]以重慶江津至貴州習水高速公路(重慶境內)工程四面山隧道洞身開挖為研究對象,對隧道洞身開挖爆破施工過程中洞身爆破開挖參數、起爆網路、現場安全警戒進行研究，有助于提高周圍環境安全及經濟社會效益。

由于尚未見對強致密花崗巖地區隧道爆破開挖技術進行研究，故本文結合康定至新都橋高速公路康定過境試驗段K1標段跑馬山1#隧道工程，詳細論述了強致密花崗巖隧道爆破開挖技術施工工藝流程及操作要點，證明了此技術應用于實際工程具有很好的經濟和社會效益。

1 工程概況

康定至新都橋高速公路康定過境試驗段K1標段跑馬山1#隧道位于四川省康定縣，左線長度8 865 m，右線長度為8 780 m。主線采用雙向四車道高速公路技術標準，設計速度為80 km/h，整體式路基寬度24.5 m，分離式路基寬度12.25 m；汽車荷載等級為公路-I級。隧道進口段處于高山峽谷地區，斜坡陡峻，由花崗巖組成的基巖裂隙發育，巖體較破碎，崩塌發育，由崩塌堆積形成的巖堆發育。洞口斜坡坡腳堆積崩坡積塊碎石厚度約10～30 m，隧道進口淺埋段，隧道圍巖由崩坡堆積塊石、澄江-晉寧期斜長花崗巖組成，塊石稍密，厚度較大，易產生滑塌和冒頂，巖體強風化，地下水呈浸潤～點滴～線流狀，洞頂和側壁穩定性差。

隧道區位于折多山以東康定縣，隧道區一般海拔標高2 500～5 000 m，山高坡陡，屬高山、極高 山構造剝蝕、溶蝕高山峽谷地貌區，康定縣河谷一般海拔標高2 450～2 650 m，河谷多呈“V”字形，河谷內分布有河流堆積地貌。

2 工藝流程及操作要點

2.1 工藝流程

施工工藝流程圖如圖1所示。

圖1 施工工藝流程圖

2.2 操作要點

2.2.1 施工準備

1)確定爆破開挖施工方案。采用掏槽和光面爆破技術相結合的施工方法，采取工程類比法和施工經驗相結合的方法選取光面爆破參數，并通過現場試驗進行動態調整。

2)人、材、機配備。所有人員均必須參加培訓并持證上崗，材料采用管理部門批準使用的品種，保證施工過程安全。結合隧道爆破方案、開挖方法、工期要求合理配置設備機具。

3)確定開挖方法。隧道開挖遵循新奧法原理和基本原則進行施工。

2.2.2 掏槽爆破技術

掏槽型式主要由巖層性狀和掏槽眼的深度決定，在隧道爆破開挖中常使用直眼掏槽和楔形掏槽兩種型式。

2.2.3 放樣布眼

鉆炮眼前繪出開挖斷面的中線、水平和斷面輪廓，用全站儀測出開挖輪廓線并用亮色油漆分別標出周邊眼、輔助眼和掏槽眼的位置。

2.2.4 鉆 孔

按設計要求對掏槽眼、輔助眼、周邊眼的深度、角度進行施工，其中掏槽眼在巖層層理明顯時應盡量垂直于層理并深度略深15%左右。

2.2.5 驗 孔

每次鉆孔結束后由專業人員對鉆鑿的炮孔的位置、深度、角度等參數進行檢查驗收，并做好詳細記錄。

2.2.6 裝 藥

采用反向耦合裝藥結構，炮眼的其余部分采用黏土炮泥封堵，其中周邊眼的封堵長度不得小于30 cm。

2.2.7 防 護

1) 在明挖段附近100 m范圍內有高壓電線或其他民用和公用建筑(以下簡稱保護對象)，爆破時須采取適當的防護措施：首先在炮孔口壓上沙袋，然后蓋上竹笆或膠皮等加以防護；并視情況必要時采取其他的防護措施。

2) 隧道段施工時，視施工作業點周邊的實際情況采取相應的防護措施。

2.2.8 警 戒

1) 明挖段的爆破應在白天進行，為此應成立現場爆破指揮小組，由該施工區負責人擔當組長，負責爆破事項的協調指揮。

2) 隧道內因為三班作業，各施工點應由施工班組的班組長為現場爆破負責人。爆破負責人爆破前應對各警戒點親自布設。

2.2.9 起 爆

線路的連接接頭應連接牢固并采用串聯連接方式，母線單獨掛于洞身一側，電纜、電線、信號線應分別掛在洞身的另一側，若在同一側時，母線必須掛在電纜下方，并使用絕緣性好的銅芯電纜。

2.2.10 通風排塵

隧道內的粉塵及有毒有害氣體濃度較大，需要進行排塵至其濃度降至規定的安全范圍內。如果在驗炮時發現工作面的風筒脫節或損壞而不能使工作面的煙塵很快吹散時，驗炮人員應首先對通風設施進行處理。

2.2.11 爆后檢查及危巖處理

等煙塵和有毒有害氣體的濃度在安全范圍內后，進行驗炮工作，對于危巖相關人員應使用長柄工具進行處理，等消除安全隱患后進行施工。

2.2.12 盲炮的處理

對于爆破后的盲炮、瞎炮應采取有效方法進行處理，保證施工安全。

3 關鍵技術

1)采用錨網噴支護連同鋼拱架加固圍巖，并在洞身圍巖底部均布錨桿加固鋼拱架，有效保證施工安全。

2)在掏槽眼及周邊眼間在水平面上采用扇形方式布置爆破輔助眼，使輔助眼在爆破過程中也參與掏槽，有效節省施工成本。

3)采用契形復合掏槽結構，使用重型鑿巖機鑿設中心眼，并在水平面中間豎向加設一排大直徑掏槽孔，減少炮眼布設間距，有效改善爆破效果。

4 結 論

隧道爆破技術在國內已有研究，并已在眾多隧道工程中得以應用，可以很好地解決隧道開挖問題，節省人力物力，本研究在前人的基礎上進行強致密花崗巖地區隧道爆破開挖技術，詳細介紹了此技術施工工藝流程及施工過程中的重要操作要點，施工過程安全可靠，現場施工速度快，有效保護現場施工環境，為以后類似工程提供借鑒作用。

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