笔架山隧道开挖施工光面爆破技术总结

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1、2008年度优秀科技论文（技术总结）笔架山隧道开挖施工光面爆破技术笔架山隧道开挖施工光面爆破技术内容提要：本文详细介绍了光面爆破技术隧道开挖施工中的成功应用，并结合笔架山隧道施工情况，总结出隧道光面爆破施工技术和施工工艺。关键词：隧道 施工 技术光面爆破1.工程概况笔架山隧道位于江西省武宁县礼溪镇太平村所辖，为分离式双线公路隧道，左线全长1717米m,右线全长2082米，总长4169米。隧道主要穿越变质岩系地层，岩性比较单一，变余砂岩夹粉砂质板岩为主。岩质软硬相兼，板理和节理裂隙较发育，多有泥质充填，部分地段地下水丰富，隧道围岩以Ⅱ、Ⅲ级为主。该隧道于2

2、006年6月开工,2007年5月12日贯通。该隧道Ⅱ级围岩地段长2050m,Ⅲ级围岩地段长970m，Ⅱ、Ⅲ级围岩占整个隧道长度的80%左右，均采用全断面光面爆破开挖。2全断面光面爆破开挖2.1理论依据光面爆破是一项能有效控制岩体开挖轮廓减少超欠挖的爆破技术,通过对隧道掌子面及周边进行正确的钻孔和爆破,可以形成规整的周边轮廓壁面并能达到尽量保留炮眼痕迹和减小对围岩的扰动。周边眼间距(E)、周边眼密集系数(m)、最小抵抗线(W)、不耦合系数(D)、和装药集中度(q)。在笔架山隧道Ⅱ级、Ⅲ围岩开挖施工中通过现场开挖光爆试验选定的各光爆参数如下:2.1.1光面爆

3、破不耦合系数(D)和装药直径(di)D=dk/di=[(1-a)(ρ0/[σc])1/r+a]1/2式中　D———不耦合系数;dk———炮眼直径(mm)；di———装药直径(mm)；a———爆生气体分子余容系数,a=0.395；ρ0———爆生气体初始压力,ρ0=6.997Pa；[σc]———岩石三轴抗压强度,对于中硬的砂岩[σc]=800MPa；r———绝热指数,1/r=0.8299。将上述数据代入后,D=(1-0.395)×(6.997÷800)0.8299+0.395=2.01第1页共6页2008年度优秀科技论文（技术总结）笔架山隧道开挖施工光面爆破

4、技术则di=dk/D=5/2.01=25mm（实际中炮眼直径为4.5-5cm左右）。当采用直径为25mm乳化炸药。采用直径25mm的炸药后,实际周边不耦合系数D=45（50）/25=1.8（2）,符合规范D=1.5～2.0的要求。2.1.2最小抵抗线周边眼密集系数周边眼间距(E)、最小抵抗线(W)、周边眼密集系数(m)参照规范,周边眼间距取值范围为(8～18)dk,即336～756mm。根据试验结果,E值取500mm。最小抵抗线W=1.25E=625mm；周边眼密集系数m=E/W=0.8;2.1.3装药集中度(q)周边眼装药集中度按规范取值范围为0.04

5、～0.30kgPm。根据试验结果,q值取0.2kg/m。2.1.4循环进尺L=0.5B=0.5×12.4=6.2m(B为隧道断面宽度,B=12.4m)。根据实验取L=3.5m。（主要综合考虑钻孔难度和保证进尺长度）2.1.5炮眼直径及孔深钻孔采用YT228风钻,炮眼孔径为45-50mm。为克服岩石的夹制作用,除掏槽眼深度取4.5m以外,其余各眼炮孔深度取3.5m。在实际操作中应视掌子面的凹凸情况,调整各炮眼钻孔长度,使所有炮眼(除掏槽眼和底角眼外)眼底处于同一垂直面上。2.1.6炸药品种周边眼采用<25mm×200mm防水乳化炸药,其它眼采用<32mm二

6、号岩石硝铵炸药。2.1.7炮眼数量N=0.0012qS/ad2式中　N———每循环炮眼数目(个);q———单位炸药消耗量,取0.65kg/m3;S———开挖断面面积,S=86.52m2;d———炸药直径,硝铵炸药为32mm;a———炮眼装填系数,取0.62;将上述数据代入后,N=0.0012×0.65×86.52/(0.62×0.0322)=106(个)将此理论计算值作为参考,考虑到周边眼适当加密,我们暂选取炮眼总数为110-120个。2.2施工流程2.2.1机械排险和台车就位2.2.2测量布眼:用全站仪在掌子面上准确定出开挖轮廓线、周边眼及掏槽眼位置。

7、在测量的同时对前一个循环的爆破效果进行检查,分析检查结果,合理调整光爆参数。第1页共6页2008年度优秀科技论文（技术总结）笔架山隧道开挖施工光面爆破技术2.2.3钻孔装药:周边眼采用间隔装药,眼底部分适当增加药量,导爆索连接、竹片串联；其它炮眼采用连续装药,全部采用反向起爆装药结构。装药按炮眼药量分配表确定的装药量自上而下进行,雷管“对号入座”,装药后所有炮眼应堵塞炮泥,堵塞长度≮20cm。2.2.4起爆网络:各眼的导爆索引线连接采用“一把抓”形式,同组连接线采用同段非电毫秒延期雷管。2.3计划安排Ⅱ、Ⅲ级围岩均采用全断面开挖,运用自制钻孔台架,实施1

8、4台风钻同时司钻、大断面锥形掏槽、岩石炸药和乳化炸药共同使用、机械化配套、单机压