浅谈弱围岩隧道爆破技术

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　　摘要：基于软弱围岩的隧道爆破探讨了其施工方案的选择到爆破效果的评价一整套技术，其中重点的论述了爆破参数的确定。弱围岩爆破技术的研究分析对于隧道爆破的施工有着重大的指导意义，并且对于爆破技术的提升也有着促进与借鉴作用。
　　关键词：弱围岩；隧道爆破；技术；方案
　　
　　隧道工程作为国民经济建设的重要部分，在现实中对于交通运输业的发展起着至关重要的作用。但是随着国家交通运输业的发展以及对于工程质量更为严格的要求，隧道工程的质量问题越来越引起人们的关注，尤其是对于软弱围岩隧道的施工技术要求更为的严格。同时爆破作为隧道建设的基础，其质量的好坏直接的影响到后续施工的质量，因此探讨弱围岩的爆破技术具有重大的现实意义。
　　1. 爆破工程概况
　　本文的论述以属于侵蚀剥蚀山丘陵区的分离式隧道为主，隧道里程为7.2km，施工地段的最高海拔为568m，最大高差为50m。隧道所处的山体的走向为南北向，岩石的节理以平直为主并且普遍的发育，节理的密度一般在2-5条，最高可达每米7条。隧道施工段的岩石抗风化能力较弱，因为岩石以粉砂质泥岩以及砂岩为主，并且由于地下水不发育造成水量的贫乏。在隧道的进口段的地形坡度为200-400，向东倾斜成倾斜地形。表面的岩性为亚粘土，残坡的积层很薄甚至缺失，按等级分属于V级围岩。同时下伏基岩属于粉砂质泥岩或者三叠系二马营组砂岩，而且有稳定性较差的1.5米厚的强风化层，属于V级围岩。
　　2. 软弱围岩隧道爆破开挖方案确定
　　隧道开挖的过程中要尽量的结合围岩的级别来选取与之配套的爆破技术，例如爆破材料、装药结构、堵塞材料、掏槽的形式以及爆破的参数等。其目的是尽量的哦减小爆破过程对于围岩及邻近的隧道的震动，以免因超过围岩的承受力而导致的事故。
　　 本工程采用综合控制爆破技术，针对于隧道的不同的部位，采取相应的爆破方式：掏槽采用抛掷爆破的综合控制爆破技术，边墙采用预裂爆破，拱部采用光面爆破，核心使用控制爆破。并且针对于不同的开挖方式使用全断面或者半断面的两种爆破方法。
　　 根据本工程的特点及施工要求应该采取斜眼与直眼掏槽混合使用的掏槽方式，并且在眼深小于2米的时候建议使用斜眼掏槽。为了减轻爆破对于围岩的震动，使用多段位非电雷管进行网路的设计，尤其是针对岩层的破碎或者风化较为严重时更要配套的使用光面爆破或者预留光面层的光面爆破开挖修边。
　　3.钻爆的设计
　　3.1底板眼钻爆要求
　　板眼的起爆要使用对底板眼破坏性最小的方式进行，一般的施工中使用分段起爆的方式，这样可以最大限度的降低爆炸对于底板眼的损害。实际中的引爆次序一般有着比较明确的次序：掏槽眼、掘进眼、内圈眼、底板眼、周边眼。雷管的布设应该注意：（1）前一次的爆炸所炸开的通道要可以为后续的爆破提供良好的空间（2）同一处的爆破点的炸药装填量要比规定的最大单段的允许装填量（3）相邻的爆炸之间要有一定的间隔时间。
　　3.2爆破参数的选择
　　 爆破参数的设定要按照进行的爆破实验进行确定，选用光面爆破法的参数的确定要注意以下几点：
　　 （1）首先是爆破震动速度的控制。一般要求软弱岩的爆破速度为5cm/s，中硬岩为15cm/s。其速度的测量可以通过速度传感器获得的信号经放大器放大，并且在光线示波器的配合下得到。另外要求速度的测量要保持离开挖面的距离为1-2倍的洞跨处进行。
　　 （2）装药的集中度要按照在2号岩石使用的硝铵炸药为标准，如果使用的是其他类型的炸药，那么可以根据爆力与猛度来做相应的换算，从而得到炸药使用量，其计算公式如下：
　　
　　 （3）弱岩隧道所使用的光面爆破中相对距离的确定要根据下表1中的参数，取得最小值。
　　
　　
　　表 1光面爆破参数
　　
　　3.3软弱围岩光面爆破器材的选择
　　 在实际的弱围岩隧道爆破中不仅要针对于隧道的不同的部位，采取相应的爆破方式，而且要对于光面爆破器材进行科学的选择，例如对于起爆雷管的选择要尽量的使用分段微差非电毫秒型雷管；掏槽眼及掘进眼药使用乳化炸药；其周边的眼要使用低密度、小直径、高爆力、以及传播性较好的光性炸药。
　　3.4周边眼参数选用及钻眼要求
　　 周边眼的参数的计算要严格的根据相应的公式进行参数的设定：例如装药的集中度要由公式来计算；抵抗线的计算要由来得出，单位为cm；周边眼的间距要根据公式，其中d为炮眼的直径，单位为cm。
　　3.5炮孔的设计及施工
　　 炮孔的设计涉及到三个方面，即炮孔的数目、炮孔的位置、单孔装药量的计算以及炮眼的深度。下面分别的介绍其施工设计：
　　 （1）首先是炮眼的数目：炮眼的个数需要根据炮眼的直径与开挖的段面积两个因素确定，例如此工程设计的炮眼直径在35-42cm，开挖的断面在5-50平米的范围，那么炮眼的密度分布可以控制在每平米1.5-4.5个。并且在计算中要考虑到光面爆破所多需要的20%的炮眼数目、隧道炮眼的平均装药系数在0.2-0.4之间，最后要注意大断面爆破与小导坑爆破的不同来计算。
　　（2）炮眼的深度。循环进尺通常作为软弱围岩隧道的眼深，掏槽眼时适当的加深10%-20%。根据施工的经验，软弱围岩的炮眼深度一般适宜控制于1.0-1.5米，相应的其它的隧道可以在施工中适当的作出微调。
　　（3）炮孔的布置。炮孔的不知要根据先周边眼、掏眼槽，然后再是底板眼、内圈眼以及二台眼，最后才是掘进眼的布置。炮孔的布置要保证以下几点：底板眼与二台眼要适当的加密，确保爆破部分散落的石渣堆积于表面而增加负荷；内圈眼的间距与周边眼的间距保持在3：2，并且在地板的设计时增加下插的角度，从而保证底板的稳定而不至于升高。
　　（4）单孔装药量的计算。单孔的装药量要根据下面公式进行，并且在装药及钻孔的过程中要严格的按照相关的施工规定进行：
　　
　　其中，L表示炮眼的深度；S表示开挖的横段面积； 表示单孔的装药量；d表示炸药的直径，而炸药的总装药量要由公式来计算；表示光面爆破眼的装填系数；L为炮眼的深度；表示炸药的密度。
　　5.结论
　　 本文通过对于软弱围岩隧道爆破开挖方案确定及钻爆设计的研究，得出了比较理想的爆破技术，并且在工程的实施过程中得出了几点经验：
　　 （1）对于平行状较好的岩层可以考虑使用预裂爆破技术，而相对的在倾斜状岩层要针对性的采用光面爆破技术。因此实际中要因地制宜，不能因为客观原因而采取不当的方式，致使只是隧道爆破出现质量问题。
　　 （2）对于处于软弱围岩地段的隧道爆破要事先进行相应的现场试验，根据实验的结果修改相关的参数，并且最好采用台阶施工法，在施工的过程中仍然注意出现的异常情况，作出总结分析，为后续的施工提供保障。
　　
　　参考文献：
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　　[2]关宝树．隧道工程施工要点集[M]。北京：人民交通出版社，2006．
　　[3]黄成光公路隧道施X [M]．北京：人民交通出版社，2005．
　　
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

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