杨家坪隧道出口软岩大变形光面爆破技术

曾吉言

中铁五局成都工程有限公司四川成都610000

摘要：本文介绍了杨家坪隧道出口软岩大变形爆破设计及优化调整。

关键词：软岩大变形隧道；光面爆破；装药；周边眼；爆破优化调整

1工程简介

杨家坪隧道出口洞位于四川省阿坝州茂县光明镇境内，施工便道从312省道进入，隧道距离省道500米。杨家坪隧道隧区位于龙门山山脉中段，属高山峡谷深切侵蚀地貌。地面高程1275m～2237m，相对高差200m～550m，山脉总体呈NE走向，地势呈西北高，东南低，地表沟谷纵横，地势起伏大，山脉与深切冲沟相见，自然坡度15°～60°，地势普遍陡峻，部分地段为悬崖绝壁，隧道穿越多条横向冲沟。围岩岩性以千枚岩、碳质千枚岩、绢云千枚岩、灰岩为主。

2围岩的自身条件因素

地质条件是客观条件，它是确定爆破参数的基本依据。目前爆破没计主要是根据经验，而地质条件是随掘进而不断变化的，其中主要是围岩节理裂隙的变化。在现场施工中，应根据情况调整钻孔方位和角度，或适当调整周边孔的参数，或适当调整装药量。为此可采取如下措施：在施工中紧跟开挖面对围岩进行观测描述，并对围岩的节理裂隙状态进行预测，据此调整爆破参数和施工方法或采取局部内移炮眼、局部空眼不装药、加密炮眼、局部调整起爆顺序等辅助措施。

3光面爆破

3.1爆破系数范围

4.1.1杨家坪隧道出口的爆破作业采用光面爆破，根据围岩类别不同周边眼的间距不同，Ⅳ、Ⅴ类围岩间距为40～50cm。周边眼抵抗线W30～40（㎝），相对距离E/W0.55～0.75，装药集中度q（㎏/m）0.07～0.12。

考虑到杨家坪隧道出口地下水较多的原因，因此采用乳化炸药进行爆破。周边眼采用直径25mm小药卷，其余均采用直径32mm的药卷。雷管采用非电毫秒雷管，雷管段1~15段之间，装药采用不耦合系数装药。周边采用导爆索串联起爆。

3.2掏槽方式

采用斜眼掏槽。

3.3装药结构及堵塞方式

周边眼采用直径药卷（φ32mm）空气间隔装药结构，使用导爆索均匀装药，均匀间隔装药结构。

其余炮眼采用标准药卷（φ32mm）连续装药结构。

3.4爆破设计参数

开挖采用三台阶开挖法施工，上台阶开挖进尺控制在1.8米，掏槽眼采用斜眼掏槽方式，左右分别为5排，炮眼个数每排4个，排间距30cm，雷管段数从内向外分别为1、3、5、7、9、段，炮眼深度分别为3.5m、3.2m、3.0m、2.8m、2.8m；每排装药量分别为9.6kg、8kg、7.2kg、6kg、6kg。炮眼个数一共40个。辅助眼32个，炮眼间距90cm，雷管段数9段~11段，平均每孔药量1.2kg，炮眼深度控制在2.0m；周边54个，间距40cm，光爆层厚度35cm，装药量每孔0.4kg，雷管段数15段、炮眼深度1.9m。中台阶及下台阶采用抬炮。开挖断面144.23m3/延米，炮眼数量共计200个，循环开挖量259.614m3，单耗0.93kg/m3。

4测量放样

4.1仪器设备

隧道画弧采用全站仪加水平仪配合使用。为能够准确的画出开挖轮廓线，尽量使用全站仪测出周边眼位置，计算时须复核上榀钢架位置，使用水平仪检查拱顶和底板高程，全站仪和水平仪测量高程误差在允许范围内方可开钻。

4.2测量人员跟班作业

测量人员测量完成后要求至少一名技术人员现场跟班作业，对开挖起眼位置进行督导作业，是否按照画弧位置进行开挖，纠正周边眼开挖角度。如上茬炮有欠挖的，要求开挖人员打眼补炮，严禁出现欠挖不处理现象。待打完眼后，装药时需要检查装药结构形式，炮眼装药量需要统计做好记录，为优化调整做参考依据。

5.1人员位置控制

采取定人定岗方法控制开挖质量，开挖人员分配在开挖的各个位置，要求开挖人员不得随意更换位置，每人负责的区域开挖完后由技术人员检查炮孔深度和炮眼个数，开挖后对于超欠挖较大区域的人员进行培训及处罚措施，反之奖励超欠挖较好区域的施钻人员。在开挖人员中形成对比和竞争意识，采取奖罚措施可使超欠挖取得更好效果。

5.2钻孔质量控制

钻孔采用YT-28气腿式风动凿岩机钻孔，为保证开挖轮廓圆顺，充分利用围岩自承能力，减小围岩振动，确保良好的爆破效果，施钻前由专门人员根据设计布孔图现场布孔，标出掏槽眼和周边眼的位置，严格按照炮眼的设计位置、深度和眼径进行钻眼，如出现偏差，由现场施工技术人员确定其取舍，必要时废弃重钻，周边眼应有0.05的外插斜率，使前后两排炮前后衔接高度最小，此高度一般要求为10cm，最大不应大于15cm。钻孔完成后进行清孔验收检查，清孔采用风管通入炮孔底部，利用风压将炮孔底部的岩渣和水份吹出孔外。确认炮孔合格后进行炮孔验收检查。

5.3装药质量控制

炮孔验收合格后进行装药，装药时根据不同炮孔选择不同的装药结构，周边孔采用间隔装药，辅助孔采用连续装药结构，掏槽孔采用连续装药结构。装药时注意药包的安放位置，采用反向起爆装药能保证炮孔利用率和节省炸药。连续装药：在装好第一节起爆药卷后利用炮棍徐徐送入其他药卷轻轻捣实，在捣实药卷的过程中不能用力过重。间隔装药：把药卷通过绷带与导爆索紧密绑扎，有条件时利用竹片精确固定每个药卷的间距。在装完药后进行堵孔，堵孔采用炮泥进行堵孔，炮泥主要通过粘土与砂子或粘土与石粉和水按照一定比例拌制而成。

6爆破效果

6.1爆破考核标准

允许线性超挖：Ⅴ类围岩平均线性超挖15cm，Ⅳ类围岩平均线性超挖15cm（拱墙综合平均），隧底平均线性超挖10cm。在掌子面画轮廓线时，组织现场技术人员、领工员、班组长对上茬炮进行考核。考核主要内容包括：周边眼间距和外插角。周边眼间距超过钻爆设计值5cm，对该处钻眼人员处以5元/处的罚款；超过钻爆设计值10cm，对该处钻眼人员处以10元/处的罚款；依次递加。周边眼外插角考核主要是将上茬炮周边眼底位置与本次所画轮廓线进行比较，周边眼底位置超过钻爆设计值15cm，对该处钻眼人员处以15元/眼的罚款；超过钻爆设计值20cm，对该处钻眼人员处以20元/眼的罚款；依次递加。因地质原因造成的超挖，如拱部掉块、边墙剥离、岩溶现象等，现场技术人员应如实进行记录，记录内容包括：超挖地质原因的描述、超挖范围尺寸，并在图上描述。严禁将因外插角过大造成的超挖计入地质原因。测量中发现上茬炮欠挖在本次爆破中及时处理。

较破碎围岩时，增加周边眼个数减少周边眼药量，提高爆破质量。隧道平均线性超挖为8cm，控制周边的准确度，周边眼角度控制在80以内较少超挖量。

7总结

1）隧道超欠挖控制需要各部门配合，主抓光面爆破质量工作，根据围岩情况及时调整爆破参数。

2）施工前对作业班组进行培训，定期进行考核，在围岩爆破参数调整后及时对班组培训学习。

3）周边眼打钻角度和药量也是光面爆破的控制重点。

4）控制超欠挖是一项很全面的工作，不要一味循规蹈矩，在原有的基础上适合的变通会取得良好的效果。

5）本隧道在开挖中无欠挖，超挖量在允许范围类，喷射混凝土用量也未超过红线范围。在围岩地质条件较差段开挖时减少围岩扰动，确保围岩整体性，为安全生产提供了保障。

参考文献：

[1]关宝树，赵勇·软弱围岩隧道施工技术[M]·北京：人民交通出版社，2011

[2]中华人民共和国铁道部·铁建设[2010]241号高速铁路隧道工程施工技术指南[S].北京：中国铁道出版社，2011

[3]中华人民共和国铁道部·TB10753-2010高速铁路隧道工程施工质量验收标准[S].北京：中国铁道出版社，2011