小断面引水隧洞钻爆法施工关键技术

《小断面引水隧洞钻爆法施工关键技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、小断面引水隧洞钻爆法施工关键技术毛永恩（中铁二十局集团第四工程有限公司，山东青岛266000）【摘　要】本文以目前在建的山西省中部引黄工程引水隧洞施工为研究对象，从爆破方案选择，爆破参数确定，钻爆施工控制要点三方面，通过对施工经验的总结来探索小断面隧洞钻爆法施工的关键技术，为今后类似工程施工方案的制定提供参考。.jyqk2），受到断面尺寸的限制，大型施工设备无法在洞内使用。独头掘进距离长（一般＞1km），带来通风、排烟、出碴等一系列困难。单循环工程量小，生产效率低使成本控制难度加大。长期以来，施工

2、单位普遍采用以新奥法为主的钻爆施工方案。在隧洞施工中，开挖工程所占比重达到总投资的30%以上。开挖质量的好坏又对初支和永久衬砌施工产生直接或间接地影响。可以这么说，小断面隧洞的施工成败，很大程度上取决于地下开挖工程的施工水平。因此，如何有效的对隧洞钻爆法施工进行关键点进行控制，通过系统化的管理来提高施工水平是值得探究的。本文以目前在建的山西省中部引黄工程引水隧洞施工为研究对象，从爆破方案选择，爆破参数确定，钻爆施工控制要点三方面，通过对施工经验的分析总结来探索小断面隧洞钻爆法施工的关键技术，为今后

3、类似工程施工方案的制定提供参考。１　工程概况山西中部引黄工程交汾灵支线长51.25km。主要建筑物为2级建筑、次要建筑物为3级建筑。目前施工的交汾灵支线2#隧洞全长17.5km，中间设置4个施工支洞。主洞为城门洞形断面，净宽2.5m，净高3.04m，直墙段高2.2m，顶拱中心角135度，半径1.35m。施工支洞为城门洞型，宽3.65m，高3.2m。洞身穿过奥陶系中统峰峰组上段灰岩、白云岩。灰岩、白云岩为中硬岩，据钻孔揭露，其采取率及RQD值均较低，建议围岩单位弹性抗力系数K0=300～500MPa

4、/m，坚固系数fK=2～3，泊松比μ=0.29～0.32，变形模量2～5GPa。围岩工程地质分类为Ⅳ类或Ⅴ类为主，围岩稳定性差，洞顶高程大部处在地下水位以下，隧洞开挖时存在涌水、突水可能性。２　爆破方案选择２.1　小断面隧洞常用爆破方法根据新奥法施工原理，结合小断面隧洞的施工特点，要形成平整光滑的开挖面，并达到开挖面一次成型的效果，主要依靠预裂爆破和光面爆破来实现。预裂爆破和光面爆破为新奥法施工的“三大支柱“之一，这两种爆破方法原理相似，但施工工艺和效果却存在一定差异。究竟哪种方法更加适合，各自有

5、什么特点，下面来通过工程案例进行分析。隧道光面爆破是支撑新奥法原理的重要技术之一，优点是能有效地控制周边眼炸药的爆破作用，从而减少对围岩的扰动，保持围岩的稳定，充分发挥围岩的自承作用，同时又能减少超欠挖，提高工程质量和效率，节约成本。本隧洞施工中，主要采用全断面控制网光面爆破技术。从爆破效果来看，Ⅳ类及以上围岩光面效果较好，残孔率可达到80%以上，Ⅴ类及不良地质洞段效果较差，残孔率不足30%，超欠挖现象较为严重。预裂爆破在洞室爆破中已不多见。本工程中为解决Ⅴ类围岩洞段光面爆破效果不理想的情况，对预

6、裂爆破效果做了试验，发现软弱围岩下欲裂爆破对周边围岩的破坏率更甚于光面爆破。相关研究表明出预裂爆破对周边围岩的所产生的震动破坏要明显大于光面爆破[1]。所以如果单纯的追求开挖轮廓面的优良率，是不主张采用预裂爆破的。但预裂爆破在减轻震动波传播方面具有一定优势，预裂缝对主爆区的振动波起到了隔减作用[2]。本隧洞正是利用了它隔震的特点，顺利穿过了人居村落的浅埋段。２.2　爆破影响因素分析隧洞爆破施工方法的选择是一个综合评估的过程，需要考虑多方面的影响因素，通过对主要影响因素的分析判断，来进行爆破方案的比

7、选和决策。在施工方案选取时，以下几点因素应重点考虑：1）水文地质：水文地质条件的判定对地下工程施工是十分重要的，它决定爆破方案的制定和实施。对于地质条件的判定主要有围岩的级别、岩石的种类、地下水的情况、有毒有害气体、不良地质情况判别等。以本工程为例：围岩工程地质分类以Ⅳ类或Ⅴ类为主，围岩稳定性差，隧洞开挖时存在涌水、突水可能性。这样的地质条件下，爆破方法选取时就要侧重于减小围岩扰动，在计划范围内尽可能缩短开挖进尺，增加超前地质预报，减少单孔装药量，不宜使用烈性炸药，不能使用导火索及火雷管等。2）技

8、术条件：包括施工队伍的整体素质，管理水平，炮工的技术经验等方面。就目前行业的施工现状来看，虽然多数隧洞在施工前做过爆破参数计算，但实际施工中却是由炮工班组根据自己的经验来施工，技术和施工“两张皮”。炮工技术的好坏往往成为了爆破成功与否的关键。所以作为施工方，不得不慎重考虑施工队伍的技术条件水平，根据技术条件来制定可行性的施工方案。3）爆破器材的选取根据国内民用爆破器材适用情况，地下洞室爆破常用的炸药有岩石硝铵炸药和矿山乳化炸药等。下面以两种常见炸药对比分析：本工程主洞独头通风距离最