公路隧道开挖的爆破设计方案优化

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通过对公路隧道的原凿岩爆破设计的实践检验,对爆破振动监测,发现其匮乏之处,并对其凿岩爆破方案进行优化设计,在随后 的实践中证明,你你你你这种优化设计取得了良好的技术效益和经济效益。

随着县县通高速的深入发展,尤其在云南地区公路隧道的施工也逐年增多,然而隧道的开挖主要采用爆破的方式,其爆破施工过程中遇到的现象也随之而来。爆破荷载产生的爆破振动,对隧道围岩应力分布、施工隧道和临近隧道的支护底部形态性能以及付进 建筑安全等造成不同程度的影响,易造成隧道超挖随后 欠挖,二衬开裂以及付进 建筑物破坏等危害。随后 可不都可不能否在爆破施工后对爆破振动及爆破效果进行分析,对爆破施工工艺和爆破参数不断地改进和优化,减少对付进 围岩扰动及建筑物损坏,并控制隧道的超欠挖,保证了隧道的光面爆破开挖的质量和效果,处置了后续施工中隧道地处一些的现象。

一、工程概述

该公路隧道地处云贵高原西缘及西北缘,属横断山脉及横断山脉与滇西北高原接壤地带,隧道右幅起点里程K119+195,全长3530m;左幅起点里程ZK119+130,全长3568m,内轮廓净空深度114m,净空深度17.6m,最大埋深约698m。

隧道海拔高程介于1518~2674m之间,相对高差1055m,属构造剥蚀及构造岩溶低中山地貌。地形起伏较大,地表植被发育。洞身地处岩溶垂直渗流带至水平径流带,岩溶水平及垂直岩溶底部形态均有发育,围岩岩体破碎,岩溶中等发育,岩层中随后 地处一定规模的溶洞、溶隙、暗河等,可溶岩有无可溶岩接触带随后 蕴藏地下水,隧道施工随后 遇到较大规模的涌水、突泥、局部塌陷。岩体自稳能力差,开挖时不及时支护或支护不当易产生较大规模坍塌,侧壁稳定性差。从爆破施工来看,此类围岩对爆破施工影响较大,主要表现为,随后 岩体松散破碎,不促进爆破凿岩钻孔,在钻孔过程中易地处卡钻,偏孔,钻孔不易成孔,影响工程进度。

二、原设计爆破方案

隧道开挖采用多段微差爆破技术,付进 孔使用光面爆破法。隧道围岩为Ⅲ~Ⅴ,大多数为Ⅵ级围岩。随后 隧道断面跨度较大,为确保爆破的安全和保证爆破的质量,每次循环爆破进尺应在0.8~1.2m。本工程挑选上下两台阶分层爆破开挖方案。先上台阶爆破后再下台阶的施工的循环爆破作业。

1.掏槽孔

掏槽孔的形式有楔形掏槽与直孔掏槽一种生活生活,楔形掏槽比直孔掏槽钻孔数少,循环装药量少,掏槽腔体体积更大,更促进扩大自由面。原方案的掏槽孔为双排楔形掏槽,每排8个掏槽孔。掏槽孔排距为30cm,掏槽孔内侧排距为130cm,底部间距为70cm,掏槽孔倾斜夹角为75°。

2.爆破参数

随后 围岩破碎,炮孔深度1取施工图设计建议的循环进尺长度。炮孔直径均为40mm。掏槽孔的孔深都为1.5m,倾角为75°,辅助眼深1.2m;付进 孔深1.2m,倾角为-3°(垂直于工作面倾向于围岩3°),循环进尺约为0.8~1.2m;付进 孔间距根据断面跨度大小取0.6m;最小抵抗线(光面层深度1)取0.7m。详细的爆破参数见表1。

表1爆破参数表

3.装药底部形态

爆破施工中,掏槽孔、辅助孔均使用连续不耦合装药的方式,药卷直径为Φ32mm,而付进 眼及底边眼采用空气间隔不耦合的装药方式,药卷直径为Φ20mm。

4.起爆方式

各炮孔起爆顺序为:采用多段微差毫秒雷管起爆由里向外起爆,即掏槽眼→辅助眼→光爆眼。具体炮孔布置图如图1所示。原方案中最大单段药量为14kg。

三、爆破方案的优化设计

采用原施工方案,地处以下几条现象:①爆破效果详细详细都是很好,大块率一些;②每次爆破的进尺小,药量大,③爆破产生的地震波不仅对围岩的稳定性有影响,详细都是对先行洞的二衬造成开裂,监测振速接近安全规程要求的临界值。随后 针对现场爆破效果,对原有爆破方案进行优化。

1.爆破台阶和炮眼布置的优化

对原有爆破参数进行分析后,发现掏槽和光面孔的布置深度1方式,炮孔间距和单孔药量地处不合理性。优化后的方案采用,上、中、下,三台阶循环爆破的方案。降低爆破施工中最大单段药量。隧道围岩等级为Ⅵ,故循环进度这样 进行调整,仍为0.8~1.2m。除此之外还对掏槽孔深度1和深度1,炮眼间距和单孔药量进行了优化。

优化掏槽形式:掏槽孔仍采用复式楔形掏槽孔,第一层掏槽孔与掌子面的交角调整为70°,孔深为1.2m;第二层掏槽孔的深度1仍保持不变,深度1为1.5m。与掌子面的夹角为75°。优化后掏槽布置图如图2。

上台阶辅助眼采用梅花和环形相结合的布孔方式。中、下台阶辅助眼排距适当的减小,炮眼数量随着增多,故可不都可不能否适当地减少炮孔的单孔装药量。优化后的炮眼布置图如图3所示,优化后爆破参数表见表2。优化后的炮孔采用反向装药。

2.优化方案爆破效果

采用优化后的爆破方案进行试验施工的爆破结果来看,取得了显着的效果,原设计的循环进尺不仅得到了保证,随后 炮眼利用率达到90%以上,大块率减小。同去,炸药单耗也减少了,爆破产生的地震波的振速得到了有效控制。隧道工作面平整,付进 轮廓成型效果好,减少了后期的处置,使施工进度和经济效益也得到提高。

优化前后方案的对比,可得:优化方案比原施工方案多3另有三个 炮眼;炸药量减少了31.4kg,炸药单耗降低了26.03%;为进一步证明优化方案对减振的有效性,多次对爆破振动监测,先行洞中距离爆破点最近的二衬监测点上的最大振速为4.07cm/s,降低了对先行洞二衬的扰动,降低了施工风险。

四、结语

(1)本文通过对公路隧道开挖的原爆破设计方案的优化,获得了良好的光面爆破效果。保留了详细的付进 轮廓,碎石块度符合运输要求,降低了爆破振动强度,最终实现了降低隧道的返修率和返修成本的目的;

(2)隧道施工过程中,爆破参数优化是另有三个 动态的过程,可不都可不能否基于各种围岩条件施工过程中的爆破测试及爆破振动监测。随后 对爆破效果和振动效应进行分析,及时对原有爆破参数进行优化和调整,保证公路隧道施工过程中的安全作业。使隧道开挖获得最大的经济效益。

来源:赵楚、孙伟 中翰凿岩

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