淺談硬質花崗巖山嶺隧道礦山法施工關鍵技術要點

許展飛

摘 要：硬質花崗巖山區礦山法隧道建設過程中，經常會存在因巖性不同造成的一次爆破進尺過多或不足的情況，也可能因支護不足產生的巖體冒落的情況，嚴重影響了施工進度。本文依托前期詳細的地質勘察資料，隨施工過程多次調整施工方案，針對不同的圍巖修正了爆破參數和相應的支護參數，為相類似工程提供相應借鑒。

關鍵詞：公路隧道;礦山法;支護參數;技術要點

根據前期勘察資料，擬建隧道位置區域出露地層為第四系殘坡積（Q3el+dl）成因的粉質黏土、碎石土，下伏燕山晚期（ηγ）二長巖與花崗斑巖、白堊紀次火山巖安山玢巖。隧道左幅長707m，右幅長約670m。區內地表水系不發育，主要為汛期降雨轉化地面徑流，流量小，歷時短，地表水對隧道的施工影響較小。

隧道施工依據“左、右線同時施工、各工序平行作業、自進口方向單向掘進”的組織原則，配備多功能作業的鉆孔臺，風動鑿巖鉆機鉆孔爆破，挖掘機、裝載機、自卸汽車聯合出碴、液壓襯砌模板臺車、泵送砼澆筑二次襯砌為主的大型機械合理配套施工隧道體系，形成開挖、運輸、支護、仰拱回填及襯砌間機械化流水作業線。

一、洞身開挖施工工藝

總體原則：在進行隧道施工過程中應貫徹“管超前、嚴注漿、短進尺、弱爆破、強支護、緊封閉、勤量測”的原則。

針對各級圍巖擬定相應的開挖及施工方式：隧道洞身施工應盡量采用光面爆破、預裂爆破等控制爆破工藝，以最大限度的保護周邊巖體的穩定性，同時減少超挖量，提高初期支護的承載能力;主要工序采用機械化作業;二次襯砌澆注采用10m左右長度鋼模臺車，混凝土洞外集中拌和，泵送入模。

二、不同級別圍巖開挖及支護方法

隧道主洞Ⅴ級圍巖段采用上下臺階留核心土法環形開挖，各開挖面間距離控制在5～10m，二次襯砌原則上緊跟掌子面，二次襯砌與核心土開挖面之間的距離控制在35～40m，如圖3-1（a）所示。

隧道主洞Ⅳ級圍巖區段采用上下臺階法開挖，臺階之間的距離控制在10～15m，下臺階開挖面與襯砌之間的距離控制在50～60m，如圖3-1（b）所示。

隧道主洞Ⅲ級圍巖區段，采用全斷面法開挖，二次襯砌與全斷面開挖面之間的距離不宜大于100m。洞身開挖根據圍巖變形情況設置預留變形量。如圖3-2所示。

三、鉆爆參數設計

隧道開挖以爆破開挖為主，機械開挖為輔。Ⅴ級圍巖每循環進尺不超過1榀鋼架間距，Ⅳ圍巖上臺階每循環進尺不超過2榀鋼架間距，Ⅲ級圍巖上臺階開挖進尺不超過250cm;邊墻每循環進尺不得大于2榀鋼架間距。

隧道采用光面爆破，非電毫秒雷管起爆。根據圍巖特點合理選擇周邊眼間距及周邊眼的最小抵抗線，爆破參數參照下表。輔助炮眼交錯均勻布置，周邊炮眼與輔助炮眼眼底在同一垂直面上，掏槽炮眼加深20cm，采用楔形掏槽。嚴格控制周邊眼的裝藥量，采用間隔裝藥，使藥量沿炮眼全長均勻分布，導爆索起爆周邊眼。

炸藥選用2號巖石硝銨炸藥和乳化炸藥，使用藥卷型式，藥卷直徑選用φ22mm、φ25mm兩種。采用塑料導爆管與非電毫秒雷管起爆系統，導爆管用專用激發器發爆;采用孔內微差爆破，導爆管連接和分枝集束捆扎雷管繼爆。

周邊眼采用小直徑藥卷間隔裝藥，用導爆索將各被動藥卷與主動藥卷相連接，以使被動藥卷均能連續爆炸，減少雷管數量和簡化裝藥結構，實現減少裝藥量。在裝藥計算時，將導爆索的爆力計入炸藥用量中。

四、不同圍巖段爆破施工要點

施工前首先根據現場地質情況進行爆破試驗，并且在施工中要不斷修正光爆設計參數，以達到最佳爆破效果。

兩臺階法爆破開挖時，為降低爆破對周圍巖體及對周圍環境的影響，應采用控制爆破技術。隧道上半斷面開挖中主要考慮爆破振動對周圍環境的影響;在隧道下半斷面的開挖中主要考慮確保中巖柱的穩定和完整，以及控制對先行洞初期支護的影響。

控制爆破開挖技術要點如下：

（一）采用預裂爆破技術降低爆破振動對圍巖的影響;

（二）采用微振動爆破進行施工，通過改變掏槽方式，控制掏槽眼一次起爆藥量來降低振動強度;

（三）采用光爆技術提高爆破開挖質量，使上半斷面的周邊輪廓基本規整，減少爆破對上半斷面的靠近、中巖柱底腳部位圍巖的擾動;

（四）采用微差爆破技術，考慮到爆破震動波形疊加作用的影響;

（五）后行洞對先行洞各部位爆破震動速度根據試爆及檢測數據確定;

（六）施工中應加強爆破振動監測，及時將監測結果反饋到施工中，對爆破參數及時進行調整。

五、結語

本文淺述了花崗巖巖性變異地區的礦山法隧道施工過程中針對不同的圍巖對爆破參數和相應的支護參數進行了修正，為相類似工程提供相應借鑒。

參考文獻：

[1] 《公路工程技術標準》（JTG B01-2014）;

[2] 《公路工程施工安全技術規程》（JTJ F9-2015）;

[3] 《公路隧道施工技術規范》（JTG F60-2009）;

[4] 《公路交通安全設施施工技術規范》（JTG F71-2006）;

[5] 《錨桿噴射混凝土支護技術規范》（GB 50086-2001）