光面爆破技术在安禄隧道中的应用

孙鹏旭

(闻垣高速公路建设管理处，山西运城 044000)

0 引言

光面爆破技术在隧道开挖钻爆施工中具有重要意义，是控制隧道开挖超欠挖的重要手段。光面爆破技术施工效率高、适用性强、开挖容易控制，同时还能节约成本。

1 工程概况

1.1 工程简介

安禄隧道为广昆线穿越最长隧道，为铁路双线隧道，是控制该段线路方案重点工程，全长13187m，最大埋深535m。隧道位于禄丰县腰站乡至安宁县禄裱镇庄科村附近，在禄丰南车站与双湄村车站区间。

1.2 地质情况

安禄隧道地质条件复杂，岩体受构造影响严重，岩体破碎，以白云岩、灰岩、泥灰岩为主，夹有含炭质灰岩、砂质板岩、炭质板岩。白云岩、泥灰岩、灰岩:肉红、米黄、灰白色，薄～中层状，致密隐晶质，节理、裂隙较发育，层理间常见厚1mm的泥质、泥灰质条纹。岩溶较发育，地表多见刀砍状溶痕，半山偶见干溶洞。含炭泥灰岩:深灰色，灰黑色，污水，隐晶质结构，厚层状，节理裂隙发育，与岩芯轴夹角40°，轻微溶蚀，遇水软化。炭质板岩:深灰色、灰褐色、污水，变余泥质结构，薄层状，节理裂隙很发育，遇水易软化。砂质板岩:灰色，深灰色，变余砂质结构，薄～中厚层状，偶见星点状黄铁矿晶体，弱风化。

2 光面爆破技术设计

2.1 钻爆设计依据

安禄隧道钻爆设计根据改建铁路成昆线广通至昆明段扩能改造工程设计施工图纸提供的资料，本铁路设计采用的施工技术规范和标准等。

2.2 钻眼机具选择

安禄隧道各级围岩开挖采用凿岩机或自制钻孔台架钻眼。

2.3 爆破器材的选择

安禄隧道主要地层Ⅲ级～Ⅳ级围岩，岩性复杂，部分地段围岩频繁变化，根据开挖断面形式及地质情况，爆破器材选用根据表1爆破器材选择表选择。

表1 爆破器材选择表

2.4 周边眼爆破参数的选择

经施工过程中逐步优化确定的周边眼光面爆破参数见表2。

表2 周边眼爆破参数表

2.5 装药结构与堵塞

根据不同炮眼直径和不耦合系数选择不同的药卷。周边眼采用间隔装药。岩石很软时，可采用导爆索起爆。

装药后用黄泥或聚氯乙烯、聚乙烯等薄膜加工的专制水袋装满水后充当炮泥放在炮孔中对炮孔进行堵塞，炮眼堵塞长度不少于30cm。

2.6 炮眼布置原则

掏槽眼:隧道Ⅱ级、Ⅲ级围岩采用中空直眼掏槽，为保证掏槽钻眼精度，掏槽位置选择在隧道中线偏下的位置;隧道Ⅳ级、Ⅴ级围岩采用斜眼掏槽。

周边眼:根据光面爆破选定的周边眼间距，严格控制外插角以减少超欠挖。

内圈眼:内圈眼所在位置在周边眼抵抗线的边缘，内圈眼的孔距稍大于周边眼抵抗线(W)。

辅助眼:掘进炮眼，其炮孔间距，视岩石坚硬程度、装运手段、岩石破碎程度的要求等因素而定。

底板眼:底板眼沿开挖轮廓底线布置，并适当增加药量起翻碴作用，便于装载设备装碴。

2.7 施工要点

1)钻孔作业。激光定向:用极坐标BJSD-2断面检测及炮眼定位，按不同的围岩断面尺寸，炮眼布置图输入仪器，以投射激光及孔位为依据，按孔位钻进并控制好方向，确保钻孔质量。爆破后输入相应的里程、断面，仪器通过光束自动检测断面超欠挖，用喷漆按投影布点。

钻孔标准:达到准、平、直、齐。

2)装药作业。清孔:装药前用高压风清孔，吹干净孔内积水及碴粒。

装药:装药时，药装到孔底，起爆药包用炮棍缓慢送入，防止拉雷管或破损导爆管。

装药检查:装药时，将雷管段数标于孔外导爆管上，由检查人员对雷管段数进行复核，确保准确无误，同时核对药卷规格及装药长度，使每孔装药符合设计要求，检查后做好记录。

堵塞:所有炮眼装药后，用炮泥进行堵塞，其长度为30cm。堵塞做到封孔严密。

3)爆破作业。联结网路:联结时尽可能靠近眼孔，孔外网路尽量短，使联结整齐，便于直观检查网路。

爆破:网路联结检查合格后，撤离受爆破影响范围内所有设备和非爆破作业人员，设好防护哨、发出起爆信号后即点燃导火索，爆破人员快速撤离进行爆破。

4)钻爆效果检验。每次掘进爆破通风排烟后，值班技术员和质检员即进入对钻爆效果进行检查记录。检查记录光爆效果，炮孔利用率，平均掘进长度，围岩的损坏程度等。

5)控制超欠挖措施。根据不同地段情况，选择合理的钻爆参数:采用一炮一分析制度，每次钻爆循环后，根据爆破震动速度、炮痕保存率、装药量、残眼深度及数量、抛碴距离、堆碴高度、岩碴块度等多方面的测量和数据对比分析，选择合理的钻爆参数，不断优化钻爆设计。

3 光面爆破技术控制要点和影响因素

3.1 控制要点

1)每一开挖循环都要进行准确的施工测量。

2)根据围岩特性，选择确定光面爆破参数，确保光面爆破达到预期效果，并最大限度地减少对周边围岩的扰动。

3)装药前炮眼用高压风吹干净，检查炮眼数量。装药时，由爆破员采用不耦合装药结构按爆破设计顺序装药，之后用炮泥堵塞30cm。

4)根据地质资料及爆破试验选择炸药品种，提高爆破效果。

3.2 影响因素

1)围岩结构的好坏程度。当隧道开挖区域内裂隙发育严重或者岩层较软等情况时，光面爆破技术效果就很差。

2)钻眼精度的准确性。钻眼精度的质量，钻眼尺寸大小以及由于各种原因造成的钻眼误差，钻眼角度偏差等问题都将影响光面爆破技术的效果。

3)光爆技术的缺陷。隧道爆破施工中，如果爆破参数、起爆方法、装药数量、装药结构等选择不当也可能导致光面爆破技术效果不好。掏槽失败或起爆顺序凌乱，同样影响光爆效果。

4 安禄隧道光爆技术效果

安禄隧道起初采用普通爆破技术，爆破后超欠挖严重，每循环作业后基本上都要进行补炮，后期支护材料用量随之增大，既浪费了时间，又浪费了人力、材料和资金，更严重的是在较差围岩地段施工时由于围岩不稳定常常出现掉块，甚至塌方，给施工带来了困难，不可预见的安全问题无法保证。采用光面爆破技术之后，不但可以控制超欠挖，节约材料，节省资金，而且爆破后岩面平顺，岩碴大小均匀，利于出碴，减少二次衬砌时间，同时减少了对周边岩石的扰动，保证工程施工安全，加快工程施工进度。

5 结语

隧道开挖是隧道施工的关键工序，搞好隧道开挖是隧道施工的重点，光面爆破技术是目前岩石隧道开挖的先进工艺和首选方法，在今后的隧道施工中应积极推广使用并优化。

[1]刘殿中.工程爆破实用手册[M].北京:冶金工业出版社，1999.

[2]闻 全，杨立云.光面爆破在快速掘进中的应用[J].中国矿业，2008(5):37-38.

[3]韩 均.隧道光面爆破技术总结[J].山西建筑，2011，37(12):162-163.