武汉车都建设开发有限公司湖北武汉430073
摘要:本文重点介绍跃龙门隧道3#横洞试爆参数取值,爆破效果评价,优化爆破参数,总结经验,为同类地质情况的隧道施工提供参考。
关键词:隧道;光面爆破;爆破参数优化
1、工程概况
跃龙门隧道3#横洞长2405m,位于四川阿坝州茂县。断面净空7.5m(宽)*6.2m(高)。围岩以IV、V级为主,绿泥石千枚岩,岩质软弱,遇水易软化,光面爆破难度大。
2、试爆参数确定
2.1施工方法
为减少对围岩扰动,周边眼采用光面爆破。掏槽眼及底板眼按抛掷爆破设计,其它炮眼采用微振动控制爆破。采用台阶法开挖,移动台架人工风钻打眼。
2.2施工机具与爆破器材
施工机具:国产YT28型手持风枪,钻头直径42mm。
爆破器材:ø32乳化炸药非电毫秒导爆管雷管
ø32乳化炸药主要性能如下:
药卷密度:0.95-1.25g/cm3殉爆距离:≥3cm猛度:≥12mm
爆速:≥3200m/s爆力:≥320mL
雷管跳段使用分17段。
2.3试爆参数确定
本文以V级围岩为例,循环进尺3m,周边眼长3.3m,掏槽眼比辅助眼深0.15~0.20m,根据光面爆破经验参数,试爆参数周边眼间距取E=45cm,相对距取E/W=0.75,最小抵抗线W=45/0.75=60cm。
2.3.1上台阶爆破参数确定
(1)每循环炸药用量Q=q×s×L×η=75.5kg
(2)炮眼数目=77个
(3)单孔用药量Q0=a×L×G/m
Q周边眼=0.694kgQ辅助眼=0.99kgQ掏槽眼=1.386kg
式中:q——爆破单位岩石炸药消耗量,经验值0.8~1.2,取0.9kg/m3。
S——开挖断面积28.27m2L——炮眼深度取3.3m
η——炮眼利用率,经验取值0.9
a——炸药装填系数=装药长度/炮眼长度上台阶单孔平均装药6.5节,即1.3/3.3=0.39d——药卷直径0.032m
m—药卷长度0.2mG—药卷质量0.2kg
(4)试爆采用楔形掏槽
2.4装药结构形式
周边眼采用间隔装药,导爆索引爆。其他眼位采用连续装药结构,非电毫秒雷管引爆,击发针起爆。
2.5连线形式
起爆网络连线方式采用并簇联。
3、爆破效果评价
试爆残眼残留率不足50%,平均线性超挖18.9cm,与预期效果差距较大。分析:光面层过厚,岩石对爆破的抵抗力就大,若不增大药量,光面层就爆不下来,但增加药量就会破坏围岩,造成超挖,如上图C所示。
4、爆破设计优化
4.1最小抵抗线调整
鉴于试爆光面层过厚,W由60cm调为50cm;E/W由0.75提至0.9;周边眼间距E=45cm。
4.2爆破参数优化
4.2.1上台阶
(1)在初喷完成之后(立型钢之前)预留1.5m,完成下茬炮的钻眼(不装药),立架喷浆完成后装药进行爆破。
4.3装药结构优化
底角眼部位抵抗性较大,试爆有欠挖,优化在底角眼上方的两个周边眼增加半节装药量。
优化后的爆破效果
经优化后爆破,周边眼炮眼残留率提高至87%,开挖轮廓平顺,开挖面平整。平均线性超挖7.8cm,最大超挖10cm,无欠挖现象,达到预期效果。
5、结语
爆破设计是一个动态设计过程,不能一劳永逸。爆破设计的优化是在现场实地调查水文地质、岩体性质、地质情况基础上,结合试爆效果组织评价,针对爆破方法,起爆顺序,连线,炮眼布置,周边眼装药结构等逐项调整的过程。
(1)光面层厚度的确定,须考虑隧道断面。当断面不大,光面层厚度可取值小一些,通过试爆找出合理值。
(2)周边眼外插度在不好控制时,在围岩稳定性较好的前提下,可初喷后完成钻眼有助于减少外插角。
爆破设计优化只是光面爆破的一部分,控制隧道开挖质量还需从控制钻孔精度和现场施工组织管理等多方面着手。
参考文献:
[1]孙立功、庞旭卿工程爆破西南交通大学出版社(2011-01)
[2]谢先启精细爆破华中科技大学出版,社(2010-05)
作者简介:吴亚斋(1983-11),男,汉族,籍贯:湖北襄阳,当前职务:项目经理,当前职称:工程师,学历:大学本科,研究方向:路桥隧