光面爆破技术在盘县排洪洞工程中的应用

李太军

（贵州黔水工程监理有限责任公司，贵州 贵阳 550002）

1 工程简介。贵州省盘县水洞排洪洞工程为五级防洪工程，按20年一遇洪水设计，设计流量为230m3/s，工程由疏通水洞暗河和新建排洪洞两部份组成，疏通水洞由暗河进口（碧云公园）至暗河内绿阴塘，河道长1380m。新建排洪洞由暗河内绿阴塘至风洞河，隧洞长2396m，为出口单头掘进的长隧洞，隧洞断面为6.4m×5.53m城门型，坡降为2.12%。

2 前期施工存在问题

（1）施工进度慢、工程成本高。前期施工平均每轮炮造孔72个，装药量54.5Kg，孔深2m，来炮1.4m，来炮率为70%，单位耗药量为1.22Kg/m3，平均进尺31m。单循环进尺小，施工进度慢，工程成本高。

（2）洞室围岩稳定性差、超欠挖严重。因为爆破所耗药量大，爆破对围岩的振动较强烈，致使围岩破碎严重，稳定性差，采用喷混凝土方法进行临时支护，但不同程度的塌方仍很频繁。施工中超欠挖严重，局部欠挖在30cm左右，局部超挖达60cm，顶拱塌方段超挖达150cm左右。

3 光面爆破技术应用。为加快工程施工进度，经研究决定成立三结合的光面爆破科技攻关小组。为了控制超欠挖，提高爆破单循环进尺，科技攻关小组对前期施工中的各种原始资料进行收集整理、分析研究，在实践、认识、再实践的过程中，掌握了光面爆破各种技术参数，针对不同岩性情况所产生的爆破效果，初步摸索了一套适应不同围岩的光面爆破技术措施。

3.1 围岩地质情况及开挖断面分类

根据不同的围岩地质情况将整个隧洞分为以下两种开挖断面。

（1）A型开挖断面。从桩号0+000至1+500，长1500m，地层为二迭系下统茅口组（P1m）。岩性为浅灰色中至厚层块状灰岩，含白云质燧石团块，岩质坚硬致密。从桩号1+620至2+396，长776m，地层为三迭系下统永宁镇组第一段（T1yn）岩性为浅灰色中厚层灰岩，蠕虫状泥灰岩及白云质灰岩，局部为厚层状灰岩，岩层较坚硬。此两段岩石较坚硬划为A型开挖断面。

（2）B型开挖断面。从桩号1+500至1+620，长120m，其中 1+500至1+580段地层为二迭系下统梁山组（P1L），岩性为深灰、灰黑色薄至中厚层钙质泥岩，灰质页岩，夹中厚层灰岩、泥灰岩及劣质煤线，岩层软弱。桩号1+580至1+620段为盘县大断层带，断层破碎带物质组成：底部由灰质泥页岩组成，夹灰岩透镜体，厚1.5～2m；中部为方解石胶结良好的灰岩角砾，厚6m；上部由灰黑色炭质页岩夹扁豆状灰岩，方解石脉发育，厚约1.5m。此两段岩石较软弱破碎划为B型开挖断面。

3.2 光面爆破参数选择

（1）岩石参数。根据岩层坚硬程度不同分为以下几种级别。A型开挖断面桩号0+000至1+500段茅口组灰岩为IX级，岩石坚固系数f=8～10，围岩级别为Ⅱ类。桩号1+620至2+396段永宁镇组灰岩为VIII级，岩石坚固系数f=6～8，围岩级别为Ⅲ类。B型开挖断面桩号1+500至1+620段岩石级别为VI级，岩石坚固系数f=2～4，围岩级别为Ⅴ类。

（2）爆破材料选择。根据光面爆破技术要求，本工程采用的爆破材料是云南燃料一厂生产的非电毫秒雷管（1至20段），火雷管、导火绳、2#硝铵炸药、乳化炸药。

3.3 光面爆破设计

（1）A型开挖断面光面爆破设计A型开挖断面光面爆破炮孔布置详见下图1，A型光面爆破技术指标详见下表1：

表1 A型开挖断面光面爆破技术指标表

表2 B型开挖断面光面爆破技术指标

（2）B型开挖断面光面爆破设计

B型开挖断面光面爆破炮孔布置与A型开挖断面光面爆破炮孔布置基本相似，只是对周边孔进行了加密，孔深度降低，B型开挖断面光面爆破技术指标详见表2。

4 光面爆破技术取得成果

科技攻关小组在光面爆破技术应用中起了特别重要的作用，每轮炮都组织科技攻关人员在洞内爆破作业现场进行监督，包括对造孔数、孔位、孔深、装药量、毫秒雷管段数等进行检查监督，并对洞室围岩的稳定性进行分析预报。

采用A型断面光面爆破技术开挖，超欠挖在10cm左右，来炮率为92%，单循环进尺由原来的1.4m/轮，提高到2.3m/轮，提高工效约60%。因B型断面岩层软弱，稳定性极差，开挖6.4m宽的隧洞后，原来处于稳定的围岩，可相对稳定1至2天，在围岩应力释放和爆破振动力作用下，相继坍塌，前期采取临时喷锚支护和木支撑根本解决不了问题。后期采用B型光面爆破开挖，开挖后立即进行喷锚支护及混凝土衬砌（衬砌侧墙和顶拱）。开挖掌子面与混凝土衬砌工作面的距离保持在15m左右，基本上能防止塌方现象，顺利突过了断层带。取得了显著成绩。采用光面爆破技术后平均月洞挖进尺达到105m，最高月洞挖进尺达到132m，与前期月均进尺31m相比，极大提高了爆破工效，加大了掘进力度，使隧洞贯通工期比合同工期提前4个月，保证了1998年汛期防洪安全，发挥了防洪效益。

通过本工程隧洞开挖光面爆破技术的应用，可见，要使光面爆破收到良好效果，不但要根据不同的地质条件选择光面爆破参数进行光面爆破设计，而且还要在施工过程中不断总结经验，不断探索。

[1]SDJ212-83；水工建筑物地下工程开挖施工技术规范[S].

[2]DL/T5135-2001；水电水利工程爆破施工技术规范[S].