隧洞全断面光面爆破技术和施工工艺

　　1 工程概况
　　
　　福建平潭天岭隧洞工程为东张水库~平潭三十六脚湖输水线路的重要组成部分。进口位于金井湾大道与 164 县道交汇处，进洞后往东南向经天岭与西楼附近出洞，注入三十六脚湖，全长 1121m,设计流量为 8.7m3/S.隧洞开挖断面为城门洞型，I 型开挖断面底宽 5.2 米，高 4.9 米。II 型开挖断面底宽 4.2 米，高 4.4 米。隧洞围岩为花岗岩，洞口正对 305 省道，周边 60-190m 范围内分布有项目部活动房、变压器及民房等，需采取控制爆破措施确保爆破作业安全。

　　2 方案确定
　　
　　针对爆破区域环境及地质条件，采用小口径炮孔进行掏槽爆破并结合光面爆破。

　　3 爆破参数选择，炮孔装药量计算及钻孔设计
　　
　　3.1 炮眼直径 采用 42mm 钻头钻孔，药卷采用直径32mm 的 2 号岩石硝铵炸药和乳化炸药。

　　3.2 炮眼数量 公式 N=qs/rn.式中：N---炮眼数量，个；q---岩石炸药单耗，取 2.01kg/m3;S---隧洞开挖断面积，约为 20.7m2;r---每米长度炸药重量，取 0.75kg;n---炮眼装药系数，取 0.75;经计算，N=73.6 个，实际布置为 75 个。

　　3.3 炮眼深度及装药量 采用锥形掏槽，掏槽眼深度为 2.1m,布置在隧洞中部，以方便施工。主掏槽眼眼口间距 0.4m,眼底距为 0.1m,斜度 70°。按装药系数 90%,装药量计算为 2.1×90%/0.2=9 卷，实际装药为 9 卷，单孔药量取 1.35kg,以保证掏槽爆破的效果。

　　周边眼采用光面爆破，间距 0.5m,深度 1.8m,孔口堵塞长度不小于 20cm.光面爆破装药 0.3kg/m,单孔装药量1.6×0.3=0.48kg.

　　辅助眼间距 0.5~0.6m,深度 1.8m,分为两层布设，平行于洞轴线。单孔装药 1.8×80%/0.2=7.2 卷，实际装药取7 卷，单孔药量为 1.05kg.

　　底板眼间距 0.6m,深度 1.8m.为保证底板眼爆破后隧洞底板的平整性，并考虑到底板眼爆破的难度应加强装药，装药系数 80%,单孔装药卷 1.8×80%/0.2=7.2 卷，实际装药取 7 卷，单孔装药量为 1.05kg.

　　角眼布置 2 个，深度 1.8m.其装药系数取 90%,单孔装药卷 1.8×90%/0.2=8.1 卷，实际取 8 卷，单孔装药量为1.2kg.【图 1】



　　
　　3.4 全断面开挖总装药量计算 按公式 Q=q×L×S.

　　Q---全断面开挖总装药量计算，单位 kg;q---岩石炸药单耗，III 级岩石取 2.0kg/m3;L---炮眼深度，1.8m;S---全断面开挖隧洞面积，20.7m2.

　　Q=2.0×1.8×20.7=74.5kg
　　
　　4 光面爆破技术措施
　　
　　施工流程：测量放样---标出孔位---钻正顶孔---钻孔---装药连线---起爆。

　　施工布眼：测量人员用红油漆准确绘出开挖断面的中线和轮廓线，标识钻孔开孔位置。

　　钻眼：钻工要熟悉炮眼布置图，特别是钻周边眼，由有丰富经验的老钻工司钻，周边眼的眼底超出轮廓线的距离不能大于 10cm,同时根据眼口位置岩石的凹凸程度调整炮眼深度，保证炮眼底在同一平面上，钻孔完毕用由钢筋弯制的炮钩和小直径高压风管输入高压风将炮眼石屑刮出吹净。

　　装药：按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，炮孔内使用导爆管雷管。起爆网路联好后，专人负责检查。

　　起爆：起爆顺序为掏糟眼→一层辅助眼→二层辅助眼→周边眼→底眼。

　　5 爆破安全校核
　　
　　爆区周边距离民房及其它建筑设施在 80-190m,综合按砖混结构建筑物取震动系数 V=2.0cm/s,按爆破震动公式：Q=R3（v/k）3/a.式中：Q---一次允许使用单段最大药量（Kg）；R---爆区距应保护建筑物最近距离（m），取300 米；V---保护对象抗震安全允许系数，2.0cm/s;K、a---系数，取 K=150,a=1.5.【表】

    实际施工中单段最大药量为 21Kg<90Kg,因此爆破震动不会对爆区周边建筑物造成损害。

　　6 爆破防护措施
　　
　　采用堵塞装药，堵塞的泥土不得挟带石渣、碎石，填料必须人工捣实填满，防止“空段”堵塞，保证堵塞质量，防止飞石及冲炮。隧洞在洞口开挖阶段（0-50m 范围），飞石极易飞出。使用竹笆排架、草帘对炮口进行防护，可将安全警戒距离锁定在 80m 范围，同时将施工人员、机械撤到炮孔主抛方向的侧边，即可确保安全。隧洞爆破后应及时通风排烟。

　　7 结语
　　
　　通过对隧洞进口段实施控制爆破，既保证了隧洞开挖成型效果，同时对周围建筑物、施工设备、人员没有造成不利影响。炮眼利用率达到 90%以上，炸药单耗在 2.0~2.3kg/m3,对同类型工程项目的实施具有借鉴价值。

　　参考文献：

　　[1]王伟。西山隧道洞身开挖爆破设计方案[J].山西建筑，2010（29）：327-328.
　　[2]王孝雷，杨凯。岩巷高效聚能爆破施工工艺探讨[J].价值工程，2013（27）。
　　[3]翟新利。西山隧道水平岩层施工技术[J].价值工程，2011（16）。