軟弱圍巖隧道爆破技術設計范文

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摘要：文章主要介紹了濟邵高速公路新林隧道程地質和水文地質條件，探討了在軟弱圍巖地段隧道爆破施工技術，分析了光面爆破設計及安全施工對策，并對鉆爆法的設計施工組織為同類工程提供參考。

關鍵詞：軟弱圍巖；隧道爆破；設計；施工技術

1工程概況

新林隧道位于王屋山區,隧道為分離式隧道，全長670m。隧道位于王屋鄉新林小學附近，屬侵蝕剝蝕底山丘陵區（Ⅱ）。隧道軸線通過處最高海拔約578m，最大相對高差約55m。山體走向呈南北向。新林隧道區內巖石節理裂隙普遍發育，隧道區圍巖主要發育產狀為90°∠88°、60°∠85°、200°∠28°、183°∠40°的四組節理，節理以平直為主，多閉合，節理密度2～5條/m，局部密集可達7條/m。隧道區段內巖石為砂巖、粉砂質泥巖，抗風化能力較弱。進洞口段自然坡向東傾，地形坡度200～400，為斜坡地形，表面殘坡積層較薄，部分缺失，巖性為亞粘土，屬V級圍巖，下伏基巖為三疊系二馬營組砂巖、粉砂質泥巖，強風化層厚約1.5m，圍巖穩定性差，BQ＜250，屬于Ⅴ級圍巖。

本隧道穿過砂巖強風化、弱風化層，埋置淺，地下水不發育，主要為基巖裂隙水，水量較貧乏

2軟弱圍巖隧道爆破開挖方案確定

在開挖過程中應根據圍巖類別（或級別）選用合理的爆破參數和掏槽形式、爆破材料、起爆方式、裝藥結構及堵塞材料，盡量減小爆破對圍巖和鄰近洞室的擾動和破壞，嚴格控制超欠挖和爆破震動速度，充分保護圍巖的自承能力。前一洞室爆破對相鄰洞室爆破震動速度的影響應控制在5cm/s之內。

3鉆爆設計

3.1鉆爆設計方案

總的設計思想是拱部采用光面爆破,邊墻采用預裂爆破,核心采用控制爆破，掏槽采用拋擲爆破的綜合控制爆破技術。根據開挖方法分別采用半斷面及全斷面兩種爆破方式，采用非電毫秒雷管爆破網路。對Ⅴ級和Ⅳ級圍巖采用半斷面臺階方式爆破，為減輕爆破對圍巖的擾動，開挖斷面采用多段位非電雷管進行網路設計。

根據本項目圍巖特點，Ⅳ級圍巖為軟弱粉砂巖，采用直眼掏槽、斜眼掏槽混合使用。眼深小于2m時采用斜眼掏槽。

在風化、破碎較嚴重的地質條件下，宜采用光面爆破或輪廓線鉆眼法，或者預留光面層光面爆破開挖修邊。

3.2底板眼鉆爆要求

①將底板眼分成幾段分開起爆，這樣能減少底板眼同段起爆，共同作用的炸藥量，改變了底板眼抵抗線的方向，實際上縮小了底板眼的抵抗線，從而可以減小底板眼爆破產生的地震強度。

②起爆順序：掏槽眼→掘進眼→內圈眼→底板眼→周邊眼。

③選擇雷管段號時注意三點：第一，合理的段間隔時間；第二，同一段炮眼的裝藥量應小于最大單段的允許裝藥量；第三，前一段的爆破要盡量為后段爆破創造良好的臨空面。

3.3爆破參數的選擇

通過對爆破試驗確定爆破參數，光面爆破參數

對爆破參數選擇的注意事項：

①軟巖隧道采用光面爆破的相對距離（E/W）宜采用表中的最小值。

②裝藥集中度（q）按照2號巖石硝銨炸藥考慮，當采用其它炸藥時應進行換填，換算指標主要是猛度和爆力（平均值）。

③采用光面爆破時，爆破振動速度應控制在：中硬巖15cm/s，軟巖5cm/s。要求爆破的振動速度是根據離開挖工作面1～2倍洞跨處實測得的，它可以用速度傳感器將所得的信號通過測震儀放大，在光線示波器記錄得到。光面爆破以后，開挖巖面上不應該有明顯的爆震裂縫。

3.4軟弱圍巖光面爆破器材的選擇

①掏槽眼、掘進眼選用乳化炸藥。

②周邊眼選用低爆速、低密度、高爆力、小直徑、傳爆性好的光爆炸藥。

③起爆雷管選用分段微差非電毫秒雷管。

3.5周邊眼參數選用及鉆眼要求

周邊眼參數的選用

周邊眼參數經驗計算公式：

間距：E=(8～12)d（d為炮眼直徑），cm；

抵抗線：W＝（1.0～1.5）E,cm

裝藥集中度：q＝0.04～0.19Kg/m.

3.6炮孔設計及施工

①炮孔布置。先布置掏槽眼、周邊眼，再布置底板眼、內圈眼、二臺眼，最后布置掘進眼，掘進眼均勻布置，內圈眼間距為周邊眼間距的1.5倍，抵抗線為間距的0.7倍。根據經驗，不至于使底板越爆越高，底板眼設計下插角度；二臺眼、底板眼也要比掘進眼適當加密，確保考慮到先爆破眼的部分石碴堆在上面，減少爆破負荷。

②炮眼深度L。軟弱圍巖隧道通常以循環進尺作為眼深，掏槽眼加10～20％。在軟弱圍巖中，根據經驗，一般宜在1.0～1.5m范圍內考慮，新林隧道根據進度及爆破效果，選擇炮眼深度為1.5m。

③炮眼數目N。在小直徑（35cm～42cm）炮眼，開挖斷面積在5～50m2的條件下，單位面積鉆眼數為1.5～4.5個/m2。在計算時注意：軟巖隧道的炮眼平均裝藥系數n大約在0.2～0.4的范圍內；單位炸藥消耗量在大斷面爆破與小導坑爆破不同，若采用光面爆破，炮眼數目應增加20％左右。

④光面爆破單孔裝藥量的計算。

——單孔裝藥量，g；

——光面爆破炮眼裝填系數；

——炮眼深度；

——炸藥的密度，g/cm3;

——炸藥直徑，cm；

爆破總裝藥量的計算：(Kg)

——開挖斷面積，m2；

——炮眼深度，m。

鉆孔作業及裝藥結構及堵塞方式按有關施工規范執行。

4爆破效果

在新林隧道軟弱圍巖(Ⅳ、Ⅴ級)爆破施工中，對鉆爆設計進行優化，從直眼掏槽到斜眼掏槽方式及組合斜眼掏槽方式進行優化，爆破效果顯著，線性平均超挖13.2cm,炮眼利用率均達到90％～95％，邊墻光面爆破炮眼保存率62％，采用預裂爆破可達80％（Ⅳ級圍巖），幾乎每茬炮進尺均達1.5m（孔深1.7m）。這一效果極具經濟價值。5結語

①軟弱圍巖隧道爆破施工中，宜采用臺階法施工，對爆鉆設計，先現場試驗，再不斷的總結，不斷的完善。

②對于水平平行狀巖采用預裂爆破效果較好，在傾斜狀層狀圍巖中實施光面爆破效果較好。

③對于軟弱圍巖隧道鉆爆法施工是一個長期發展的施工方法，可以采用工程類比法和現場試驗法相結合選擇爆破參數，要不斷的總結。

參考文獻：

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