维普资讯 http://www.cqvip.com 第１６卷第７期 ２００７年７月 中 国 矿 业 ＣＨＩＮＡ ＭＩＮＩＮＧ ＭＡＧＡＺＩＮＥ Ｖ０１．１６，Ｎｏ．７ Ｊｕｌｙ ２００７ 隧道光面爆破技术与应用 李 平 （中铁二十三局集团养马河工程有限公司，四川简阳６４１４０２） 摘要：光面爆破就是使周边炮眼起爆后，首先沿各孔的中心连线形成贯通裂隙，然后由爆炸气体 的作用，使裂解的岩体向洞内抛散。采用光面爆破，通过对隧道周边部位的准确凿岩，进而达到控制岩 体开挖轮廓，减少超欠挖，使围岩稳定平整。 关键词：隧道开挖；光面爆破 中图分类号：ＴＤ２３５．３７４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４—４０５１（２００７）０７～０１０８－－０２ Ｒｅｆａｃｉｎｇ ｄｅｍｏｌｉｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｂｏｕｔ ｒａｎｇｅ ｔｕｎｎｅｌ ｒａｉｌｗａｙ ＬＩ Ｐｉｎｇ （Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ Ｔｗｅｎｔｙ Ｔｈｉｒｄ Ｂｕｒｅａｕ Ｇｒｏｕｐ Ｙａｎｇｍａｈｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｊｉａｎｙａｎｇ ６４１４０２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｒｅｆａｃｉｎｇ ｄｅｍｏｌｉｔｉｏｎ ｉｓ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ａｒｔｉｌｌｅｒｙ ｅｙｅ ｄｅｔｏｎａｔｉｏｎ，ｆｉｒｓｔ ｆｏｒｍｓ ｌｉｎｋｓ ｕｐ ｃｒｅｖａｓｓｅ ａｌｏｎｇ ｅａｃｈ ｈｏｌｅ＇ｓ ｃｅｎｔｒａｌ ｓｅｇｍｅｎｔ，ｔｈｅｎ ｂｙ ｔｈｅ ｄｅｍｏｌｉｔｉｏｎ ｇａｓ ｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｃａｕｓｅｓ ｔｈｅ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｃｒａｇ ｂｏｄｙ ｔｏ ｓｑｕａｎｄｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｈｏｌｅ．Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｆａｃｉｎｇ ｄｅｍｏｌｉｔｉｏｎ，ｔｈｒｏｕｇｈ ａｃｃｕｒａｔｅ ｒｏｃｋ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｔｕｎ— ｎｅｌ ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｓｐｏｔ，ｔｈｅｎ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｏ ｔｈｅ ｃｒａｇ ｂｏｄｙ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｏｕｔｌｉｎｅ，ｒｅｄｕｃｅｓ ｕｌｔｒａ ｏｗｅｓ ｄｉｇｓ， ｆｉｎａｌｌｙ ｉｔ ｍａｋｅｓ ｔｈｅ ａｄｊａｃｅｎｔ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｏ ｂｅ ｓｔａｂｌｅ ａｎｄ ｓｍｏｏｔｈ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｕｎｎｅｌ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ；ｒｅｆａｃｉｎｇ ｄｅｍｏｌｉｔｉｏｎ １工程概况 低了成本，加快了工程进度。 ２．２光面爆破方案的确定 桐子岭隧道是渝怀铁路重点工程之一，该隧道 全长３０９０ｍ，属沿河傍山隧道，最大埋深１３０余 ｒｆｌ，地势陡峻，溶蚀严重，隧道地质复杂，以灰岩 为主，夹白云岩、页岩，属Ⅲ、Ⅳ、Ｖ级围岩。隧 目前，大断面隧道光面爆破施工有两种方法： 预留光爆层法；全断面一次性开挖法。这两种方法 都是可以采用的，但是通过大量试验和工程实践证 明，预留光爆层法爆破效果较好。施工决定采用预 留光爆层法。 ２．３爆破参数的选择 影响光面爆破的因素十分复杂，除地质条件、 打眼的准确性和爆破技术操作外，决定光面爆破的 重要因素有：光爆层厚度、周边眼间距、装药量和 道采用全断面开挖，非电毫秒雷管起爆，光面爆破 技术效果明显。 ２光面爆破施工 ２．１光面爆破的选取 根据工程地质条件和施工提出的严格要求，结 合现场实际情况，决定采用光面爆破施工。光面爆 破施工，可以保护围岩不被破坏，增强了围岩的自 身承载能力，特别是在围岩地质不好的情况下更为 装药结构以及起爆技术等方面，爆破参数确定如下： （１）光爆层厚度（Ｂ）。光爆层厚度是周边眼 显著，减少了危石和支护的工程量，保证了施工的 安全；由于光面爆破使岩面平整，岩石无破碎，减 少裂隙，这样大大减少超欠挖量。据有关资料统 计，光面爆破与普通爆破相比，超挖量由原来的 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，可以大些；断面小，光爆眼受到的夹制 力大，光爆层厚度可小些。光爆层厚度与岩石的性 质和地质构造有关，坚硬岩石光爆层可小些，松软 破碎的岩石光爆层可大一些。桐子岭隧道确定Ｂ一 ０．５０～０．８０（ｍ） １５％～２０ ９／６降低到４ ～７ ９／６，减少了排渣量，降 收稿日期：２００７—０３—２２ 维普资讯 http://www.cqvip.com 第７期 李平：隧道光面爆破技术与应用 ｌＯ９ （２）周边眼密集系数（Ｋ）。周边眼密集系数 式中：Ｑ 为装药集中度（ｇ／ｍ）；ｑ为单位体积耗 药量（ｇ／ｍ。）；ａ，Ｂ单位均为ｍ。 通过现场试验和施工经验数据，用计算法进行 校核，确定Ｑ１为１５０￣２５０（ｇ／ｍ）。 （５）装药结构和起爆方法。光面爆破光爆眼 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一（１２～１６）ｄ Ｋ一旨 式中：ａ为炮眼周边眼间距（ｃｍ），ｄ为炮眼直径 （ｒａｍ）。 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 Ｋ总是小于１的数字，当ｄ一３８～４６ｍｍ，ａ一 ３０～６０ｃｍ，Ｂ一７５￣８０ｃｍ，Ｋ值等于０．６～０．８。 （３）周边眼深度（Ｌ）。隧道光面爆破，周边 眼的深度，取决于钻眼精度。因受工程施工规范、 验收标准和设计要求的超欠挖控制，在使用ＹＴ一 ２８气腿式凿岩机作业时，因受顶板和岩壁影响不 准药卷，使光爆层易于脱离岩体。施工中采用两种 装药结构：①普通标准药卷（９３２）空气间隔装药， 每半卷一个间隔，串捆绑在导爆索上；②小直径药 卷（９２０）空气间隔装药。 两种装药结构的选用条件是：岩石坚硬整体性 较好的用①，岩石风化破碎时采用②。 导硐（主爆区）从掏槽眼到辅助眼至周边炮 得不从轮廓线向上或向外偏斜一个角度ａ（通常ａ 一３。～５。），必须采取措施，减小夹角，减少超挖 量。 眼，采用多段微差起爆（由里向外），其中导硐的 （４）装药量计算。光面爆破装药量的计算， 周边眼比辅助眼要跳２段起爆，并用同一段雷管。 主爆区使用非电毫秒雷管。光爆层的光爆眼用导爆 索一次起爆。 （６）桐子岭隧道光面爆破参数（见表１）。 Ｑ】一ｑａＢ 表１桐子岭隧道光面爆破参数表 主要是确定周边眼光爆层炮眼装药集中度，即以 ｇ／ｍ表示，一般采用实验的方法求得或从同类型 工程选取。 ３经济效益测算 经现场施工测算，按上述光面爆破开挖与非光 面爆破施工对比，每掘进ｌｍ的隧道：节省时间约 ３５ｍｉｎ。光面爆破施工钻眼及装药需延长２０ｍｉｎ， 通风缩短约５ｍｉｎ，清理危石缩短约５ｍｉｎ，初期支 护缩短约１５ｍｉｎ，装渣及出渣缩短约２０ｍｉｎ，后期 挂防水板及二次衬砌约缩短１０ｍｉｎ；节省材料费用 估计１２９．７万元。光面爆破施工比非光面爆破施工 碎所需钢支撑、锚杆等初期支护工程量，按现场测 算，增加费用为８５．８元（即增加锚杆为３根ｘ ３ｍ／根×２．９８ｋｇ／ｍ×３．２元／ｋｇ＝８５．８元）。 按上述计算结果，桐子岭隧道共计３０９０ｍ，单 因光面爆破开挖一项，预计节省开挖时间３５× ３０９０／６０：１８０２．５ｈ，缩短工期７５ｄ。 ４爆破成果综述 ２００２年３月，桐子岭隧道凿岩爆破全部结束， 除个别地段有天然溶洞群，未实行光面爆破外，其 余地段光面爆破效果良好，取得了光爆的成功。① 减少超挖量１５ ，按现行规范规定平均超挖值为 １５０ｍｍ计算，每ｍ少开挖方量为２１．８×０．１５ｍ× １５ ９／６＝０．４９１ｍ。。为达到防水板设置所需的平整岩 面（防止岩面尖凸不平，后期衬砌受力将防水板刺 破损坏，达不到设计防水要求）相应喷混凝土处 理，增加的喷混凝土数量为０．４９１ｍ。，按合同单价 计算（开挖石方８０元／ｍ。，喷混凝土６００元／ｍ。）， 每ｌｍ节省造价为３３３．９元。非光面爆破并不比光 面爆破节省炸药等火工产品，而相应增加了围岩破 爆破后炮眼痕迹率达到８０ ～９０ ，两茬炮衔接 台阶最大尺寸小于１５ ｃｍ，超欠挖量仅为５％左右， 比非光面爆破超欠挖量（／ｋｉ ２Ｏ 左右）要低得多。 ②岩渣块度均匀较小，利于装渣，节省了装运时 间。③减少支护投入，节约工程造价。④岩面平 整，应力集中小，减小安全隐患，节约了支护费 用。 ■＿
