浅谈永龙隧道光面爆破.docx

浅谈永龙隧道光面爆破摘要：永龙隧道应用光面爆破技术，有效控制隧道的超欠挖，减少了爆破对围岩的扰动，加快了掘进速度，控制施工成本，取得较理想的爆破效果。文章简单介绍永龙隧道光爆参数的选定及施工要求。关键词：隧道光面爆破一、概述光面爆破是先爆除主体开挖部位的岩体，然后再起爆布置在设计轮廓线上的周边孔药包，将光爆层炸除，形成一个平整的开挖面，是通过正确选择爆破参数和合理的施工方法，达到爆后壁面平整规则、轮廓线符合设计要求的一种控制爆破技术。隧道全断开挖光面爆破，是应用光面爆破技术，对隧道实施全断面一次开挖的一种施工方法。它与传统的爆破法相比，最显著的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，确保施工安全，同时，又能减少超、欠挖，提高工程质量和进度。光面爆破的破岩机理是一个十分复杂的问题，目前仍在探索之中。尽管在理论上还不甚成熟，但在定性分析方面已有共识。一般认为，炸药起爆时，对岩体产生两种效应；二是爆炸气体膨胀做功所起的作用。光面爆破是周边眼同时起爆，各炮眼的冲击波向其四周作径向传播，相邻炮眼的冲击相遇，则产生应力波的叠加，并产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线的中点，当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中心连线上形成裂缝，随后，爆炸气的膨胀合裂缝进一步扩展，形成平整的爆裂面。要使光面爆破取得良好效果，一般需掌握以下技术要点：（1）根据围岩特点，合理选定周边眼的间距和最小抵抗线，尽最大努力提高钻眼质量。（2）严格控制周边眼的装药量，尽可能将药量沿眼长均匀分布。（3）周边眼宜使用小直径药卷和低猛度、低爆速的炸药。为满足装结构要求，可借助导爆索（传爆线）来实现空气间隔装药。（4）采用毫秒微差有序起爆。要安排好开挖程序，使光面爆破具有良好的临空面。（5）边孔直径小于等于50mm。二、工程概况永龙隧道位于广州市萝岗区，呈南北走向，设计时速为60Km/h，上下行分离布置，上行1863米，上行1613米，双向六车道。据勘察资料，本场区发育第四系上更新统坡积层（Q3dl）、第四系残积层（Qel）、加里东期花岗岩（O1N）。三、隧道施工方案隧道按新奥法原理进行设计和施工。隧道开挖施工采用光面、微震爆破等控制爆破技术，尽量减少对围岩的扰动。隧道开挖应减小超挖，避免欠挖。（1）I、II级围岩段采用采用全断面施工。（2）Ⅲ级围岩段采用台阶法施工，在施工条件允许时，也可以采用全断面施工。（3）Ⅳ级围岩段采用双侧壁导坑法开挖。（4）Ⅳ级围岩加强段、V级围岩、V级围岩加强段、偏压地段及断层破碎带采用上下双侧壁导坑法施工。四、爆破施工方案1、爆破参数的选择光面爆破参数选择主要与地质条件有关，其次是炸药的品种与性能；隧道开挖断面的形状与尺寸，装药结构与起爆方法。隧道主要为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类围岩，Ⅰ、Ⅱ类围岩开挖面积为88.01m2，Ⅲ类围岩开挖面积为95.48m2，采用2号岩石铵梯炸药，周边眼采用空气间隔装药，其他炮眼采用连续柱状装药，采用火雷管和非电毫秒导爆雷管起爆。严格控制周边眼的装药量，采用合理的装药结构，尽可能的使药沿药眼长均匀的分布，这是实现光面爆破的重要条件。在光面爆破中，炮眼间距E、最小抵抗线W、炮眼密集系数K、装药密度q是相互制约的。（1）光爆层厚度B光爆层厚度就是周边眼最小抵抗线，它与开挖的隧道断面大小有关。在断面跨度大，光爆眼所受到的夹制作用小，岩石比较容易崩落，光爆层厚度可以大些，断面小，光爆眼所受到的夹制作用大，光爆层厚度可以小些，光爆层厚度与岩石的性质和地质构造也有关，坚硬岩石光爆层可小些，松软破碎的岩石光爆层可大些。本隧道确定光爆层厚度B为0.50～0.80。（2）周边眼密集系数周边眼密集系数是周边眼间距a与光爆层厚度B的比值，是影响爆破效果的重要因素。A=（12~16）dK=a/B式中：a为周边炮眼间距，cm；d为炮眼直径，mm；K值总是小于1，当d=38～46mm，a=30～60cm，B=75～80cm时，K=0.6～0.8。（3）装药量计算光面爆破装药量的计算，主要是确定周边眼光爆层炮眼装药集中度，即以kg/m表示，一般采用实验方法求得或从同类工程中选取。q=QaB式中：q―装药集中度，kg/m；Q―单位体积耗药量，g/m3；A―周边眼间距，m；B―光爆层厚度，m。通过现场试验和施工经验数据，用计算法进行校核，确定q=0.15～0.25kg/m。（4）装药结构和起爆方式光面爆破采用不耦合装药，一般不耦合系数为1.5～2.0，炮眼装药按装药集中度计算出的药量均匀装入炮眼内。为克服底部炮眼的阻力，在炮眼底部放半个标准药卷，使光爆层易于脱离岩体。施工中采用如下图装药结构：①1/2普通标准药卷（ф35）起爆；②小直径药卷（ф25）空气间隔装药。（5）光面爆破的分区起爆顺序为[1]