隧道V级围岩可以做TSP检测吗 隧道V级围岩开挖施工中的光面爆破技术
时间：2019-04-02 03:11:00 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘要】：介绍了成渝客运专线四方碑隧道修建过程中，利用光面爆破技术对该隧道V级围岩进行开挖的施工技术，确定了隧道V级围岩开挖的光面爆破方案，分析其在施工过程中的优缺点，为高速铁路隧道施工提供参照。
【关键词】：高速铁路、隧道、V级围岩、光面爆破
【 abstract 】 : introduces the passenger dedicated line into chongqing four party tablet tunnel construction process, the smooth blasting technology of the tunnel grade V rocks in the construction technology of the excavation, determined the grade V of the surrounding rock tunnel excavation smooth blasting scheme, analyzes the advantages and disadvantages in the construction process of, for high speed railway tunnel construction to provide the reference.
【 keywords 】 : high speed railway, tunnel, grade V surrounding rock, smooth blasting
中图分类号：U238文献标识码：A 文章编号：
1 工程概况
1.1 工程简介
中交二航局承建的成渝客运专线CYSG-3标段的四方碑隧道位于四川省内江市境内，隧区属丘陵地貌，地形坡度一般为15～25°，地面高程360～418m，起讫里程DK140+585~DK141+310，全长725m，其中V级围岩有496m，IV级围岩有159m。隧道表层为坡残积层粉质黏土；下伏侏罗系中统沙溪庙组泥岩夹砂岩,单斜构造。地下水水质类型为HCO3-Ca2+，地下水对混凝土结构具硫酸盐侵蚀，环境等级为H1。洞身泥岩质软，岩层近于水平，节理发育。隧道进、出口岩层风化带厚度较大。
V级围岩地质条件差，是隧道施工的安全高风险地段，因此，V级围岩开挖支护成为了四方碑隧道的施工难点。为保证在隧道V级围岩开挖施工过程中的安全与进度，提高施工效益，采用钻爆法开挖、光面爆破技术，衬砌类型为双线隧道复合式衬砌。
1.2 开挖方案
四方碑隧道V级围岩开挖施工分为台阶法和中壁（CD）法。每步开挖后均及时支护，隧底初期支护后及时施做仰拱，尽早封闭成环。
本文以实际施工中的台阶法开挖为例进行论述。
2 光面爆破施工技术
2.1光面爆破工艺流程
⑴ 确定光爆方案：地质条件调查→初步爆破方案→光爆参数选择→洞眼分布设计。
⑵ 实施起爆作业：测量放样→定位开眼→钻孔→清孔→装填炸药→起爆→通风排烟→排险→检查光爆效果。
⑶ 参数动态修正：确定爆破设计后，先选取与隧道地质情况近似或一致的围岩进行光爆试验，起爆后根据光爆效果修改设计参数，根据新的设计参数对洞身围岩进行爆破，重复上述工作，不断地根据实际情况对光爆设计参数进行动态修正，保证光爆效果及施工安全、进度。
图1光面爆破施工工艺流程
2.2 确定光爆方案
由于地质情况的多变性和不可完全预见性，在同一断面爆破开挖过程中，可同时出现不同硬度的岩层，为了达到更理想的爆破效果，并不是全隧单一使用同一爆破方案，通常是根据岩层的实际情况调查后来对方案进行调整。
2.2.1地质条件调查
四方碑隧道V级围岩为弱风化泥质砂岩夹泥岩，属于软质岩，洞身整体置于该岩体内。
2.2.2初步爆破方案
根据开挖断面形式及地质情况，爆破器材选用：有水地段周边眼采用防水乳化炸药，无水地段采用2号岩石硝铵炸药，周边眼采用φ25mm规格的光爆专用炸药，人工钻眼，φ32×200规格的炸药，引爆非电毫秒雷管，非电毫秒雷管用1-17段非电毫秒雷管跳段使用，传爆材料采用导爆管、导爆索。
钻眼机具使用YT-28风枪，成孔直径48mm，通风装置为压入式通风机。
围岩每循环进尺3m，炮眼深度根据进尺长度，掏槽眼、底眼按3.1m取值，周边眼、崩落眼、辅助眼按3m取值。
装药结构
2.2.3光爆参数选择
在光爆试验前，通常可根据经验参数或相关技术规范的推荐参数进行光爆参数选择。四方碑隧道在光爆试验参数选择时参考了铁建设[2010]241号《高速铁路隧道工程施工技术指南》中的相关参数，如表1所示。
表1光面爆破参数
岩石类别 周边眼间距
E（cm） 周边眼抵抗线
W（cm） 相对距离
E/W 装药集中度
q（kg/m）
极硬岩 50~60 55~75 0.8~0.85 0.24~0.4
硬岩 40~55 50~60 0.8~0.85 0.15~0.25
软质岩 30~45 45~60 0.75~0.8 0.04~0.15
根据地质条件调查，四方碑隧道V级围岩属于软质岩，初步确定了试验光爆参数，如表2所示。
表2试验光爆参数
围岩等级 岩石类别 周边眼间距
E（cm） 周边眼抵抗线
W（cm） 相对距离
E/W 装药集中度
q（kg/m）
V级 软质岩 40 60 0.67 0.132
对于软质岩，E值应偏小，W值应偏大。
炸药单耗以2#岩石炸药进行经验取值，上台阶断面面积为64.5m2，下台阶断面面积为75.2m2，周边眼经验数据均为0.55kg/m3。通过公式q=QEW计算得到装药集中度分别为0.132kg/m。
2.2.4洞眼分布设计
通过对试验光爆参数的选择，按照光爆参数进行炮眼布置，如图2所示。
图2炮眼布置图
2.3 实施起爆作业
2.3.1 测量放样
使用全站仪确定开挖方向和标高，在掌子面用红油漆标示轮廓线。
2.3.2 定位开眼
按炮眼布置图标示各种炮眼所在位置，控制误差在5cm以内。
2.3.3 钻孔
将风动凿岩机就位，在标示的炮眼位置钻孔。控制各种炮眼位置误差在5cm以内。
2.3.4 清孔
装填炸药前应将炮眼内的岩粉、积水清理干净，并检查炮眼深度、角度、方向，对不符合要求的炮眼进行处理。
2.3.5 装填炸药
分片分组按炮眼布置图自上而下进行装填炸药，周边眼采用小直径药卷连续装药结构，如图3所示。其他炮眼采用连续装药反向起爆装药结构。
所有炮眼都采用泡泥堵塞，周边眼堵塞长度取35cm，其他炮眼堵塞长度不小于1m。
图3小直径药卷连续装药结构示意图
2.3.6 起爆
起爆联接网络采用复式网络，起爆前爆破员对起爆网络进行检查，导爆管不得打结、拉伸，各炮眼雷管连接段数一致，且同一断面起爆顺序应由内向外。
2.3.7 通风排烟
爆破后进行通风，吹散炮烟后，经检查确认空气合格且等待时间在15min以上，准许作业人员进行爆破点进行下道工序作业。
2.3.8 排险
在作业前对瞎炮、残炮进行检查处理，处理瞎炮、残炮在爆破员的直接指导下进行，无擅自处理情况，爆破员做好交接和记录工作。
2.3.9 检查光爆效果
爆破后检查光爆效果，V级围岩无大的剥落、坍塌，轮廓符合设计要求，掌子面平整。
2.4 参数动态修正
在初次试验光爆或每次开挖光爆之后，根据检查记录和实际效果对光爆参数进行修正了改进，以便更好的控制开挖轮廓线、超欠挖以及围岩稳定性，保证施工安全。
根据对现场实际情况的统计，及时正确地修正周边眼参数，更好的控制开挖轮廓线，缩小超欠挖的范围，具体如下：
⑴ 周边眼分布设计完成后，在钻孔过程中注意避免将炮眼布置在围岩薄弱处，个别地点调整周边眼的数量和间距，防止围岩出现坍塌。
⑵ 适当调整周边眼到轮廓线的距离，可以更好的控制软岩地质的光爆轮廓线，一般取值8~15cm较为理想。
⑶ 适当增大周边眼最小抵抗线到70cm，控制相对路基E/W在0.6左右，软岩光爆效果较为理想。
3 总结
V级围岩地质条件较差，在台阶法和中壁（CD）法进行开挖的过程中，光面爆破对开挖轮廓线和围岩稳定性有较大的积极作用，削减了薄弱岩层对钻爆作业的负面影响，通过实际运用光面爆破技术进行开挖作业以后，相比传统矿山爆破技术，光面爆破在很大程度上保证了超欠挖情况符合规范及验标要求，不但提高了安全爆破的稳定性，而且使得在开挖过程中避免了大块岩石难以搬运的情况，使施工进度得到相应提高。光面爆破在客运专线隧道V级围岩开挖的成功应用，标志着软弱围岩施工工艺的提升和进步，对今后隧道软弱围岩开挖的施工有着重要的意义。
参考文献
[1] 铁建设[2010]241号.高速铁路隧道工程施工技术指南[S].
[2] 韦爱勇.工程爆破技术[M].2010.
[3] 李博，马明瑜，王兴杰.光面爆破技术在隧道施工中的应用［J］.科学技术与工程，2010，10(17)：4331-4332.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
