 乌鲁木齐绕城高速公路（东线）第二标段的葛家沟隧道设计为双洞分离式隧道，隧道穿越东山断裂组的断层片理化带，围岩主要为粉砂岩，节理裂隙发育，上部岩体结构破碎，下部岩体结构较完整，粉砂状结构，层状构造，围岩稳定性较差。 １、光面爆破设计 葛家沟隧道Ⅳ级围岩深埋段设计采用三台阶法施工，光面爆破开挖，自制钻孔台架钻眼，非电毫秒雷管微差起爆。隧道开挖过程中周边眼采用不耦合的装药方式，其它形式炮眼采用连续装药选用１～１３段非电毫秒雷管起爆，周边眼采用密度低、爆力高、传爆性好的硝铵炸药（直径φ３２ｍｍ）。 （１） 炮眼布置  ▲图1 炮眼示意图 １）掏槽眼 通常为提高爆破效果，隧道钻孔爆破时先在临空面中央偏下部位置布设几个掏槽炮眼（如图１中的１号炮眼）。隧道爆破施工过程中掏槽眼一般采用垂直楔形斜眼掏槽，因其具有操作简单、精度要求较低，在每循环爆破施工前能根据围岩等级及特性及时调整掏槽角度和掏槽方式。  炮眼轴线与掌子面之间的夹角为α＝６１°，上下两炮眼的距离ａ＝６０ｃｍ，一对掏槽眼之间的距离ｂ＝２０ｃｍ。同一水平线上的掏槽眼的水平距离Ｂ＝０.２＋２×１.８５×ｃｏｓ６１°＝２.０５ｍ。这里取２.００ｍ。掏槽眼布置两排，每排３个眼。 ２）辅助眼 在周边眼与掏槽眼之间的炮眼称为辅助眼（如图１中的２号炮眼）。其作用是为周边炮眼的爆破创造出更好的临空面，扩大掏槽眼炸出的槽口。 ３）周边眼 沿隧道临空面周边布置的炮眼称为周边眼（如图１中的３号、４号、５号炮眼），其作用是爆破出一个合适的爆破轮廓线为隧道初期支护提供最佳的工作面。 ①周边炮眼间距，取Ｅ＝５００ｍｍ。  ▲图2 光面爆破周边炮眼布置②周边眼抵抗线（光面层厚度Ｗ）及炮眼密集系数（相对距离Ｅ／Ｗ）。 实践证明，周边眼布设密集系数Ｋ＝Ｅ／Ｗ＝０.８左右为宜，光面层厚度Ｗ一般取４５～７５ｃｍ。 取Ｋ＝０.８，则Ｗ＝Ｅ／Ｋ＝５００／０.８＝６２５ｍｍ，取为６０ｃｍ。 ③周边眼装药量 每延米周边眼的炸药用量，常控制在０.０４～０.４ｋｇ／ｍ，岩体使用硝铵炸药外直径为３２ｍｍ，炸药用量为０.７３ｋｇ（即γ＝０.７３ｋｇ／ｍ），装药系数０.４，炮眼炸药用量为：０.７３×０.４＝０.２９２ｋｇ／ｍ，满足线装药密度控制要求。 ④周边眼布置 周边眼根据钻机钻眼需要和减少超欠挖量，设计位置时要考虑３％～５％的外斜插角。 钻孔时主要做好对外插角的大小及方向控制，使两次爆破的炮眼衔接台阶之间锯齿形的齿高小于１５ｃｍ。同时还要保证炮眼底落在在同一平面上。 炸药用量也是影响爆破效果的关键因素，目前在隧道施工中多采用体积法计算出一个掘进循环进尺的用药选量。  １）炸药用量计算 爆破用药总量：Ｑ＝ｋＬＳ 式中，Ｑ：一个爆破循环的用药量，ｋｇ；Ｋ：单位体积围岩爆破时的炸药平均使用量，简称炸药的单耗量，ｋｇ／ｍ³；Ｌ：一个爆破循环掘进进尺，ｍ；Ｓ：开挖断面的面积，m²。 ２）炮眼深度 炮眼底到开挖作业面（掌子面）的垂直距离称为炮眼深度，计算公式为：Ｌ＝ｌ／η 式中，ｌ：根据围岩级别每掘进循环的计划进尺数，深埋段设计为１.５ｍ。η：围岩级别的不同，炮眼利用率要求也不相同，一般要求不得低于８５％，深埋段设计一般取９０％。 则：Ｌ＝ｌ／η＝１.５／０.９０＝１.６７ｍ，而考虑到掏槽眼和底板眼比其他掘进眼深１５ｃｍ，计算得出掏槽眼和底板眼炮眼深度取１.８５ｍ。 ３）炮眼直径 爆破时炮眼的孔径与药卷直径常采用不耦合系数来控制两者之间的关系，不耦合系数λ＝Ｄ／φ，一般取值在１.１～１.４之间。 由于药卷直径在前面已经叙述采用标准外径３２ｍｍ，因此在此通过调整炮眼直径来满足λ的最佳值。 掏槽眼及辅助眼：取λ＝１.１； 周边眼：取λ＝１.４。 因此，掏槽眼及辅助眼直径：Ｄ＝λ／φ＝１.１×３２＝３５.２ｍｍ，取３６ｍｍ； 周边眼直径：Ｄ＝λ／φ＝１.４×３２＝４４.８ｍｍ，取４５ｍｍ。 为了确保起爆的准确性、可靠性及安全性，起爆网路为复式网路。网路联好后，要有专人负责检查导爆索的连接点和连接方向的牢固性，各炮眼雷管连接次数要相同。
采用的光面爆破的分区起爆顺序为：掏槽眼—辅助眼—周边眼—底板眼。 爆破器材选用岩石硝铵炸药、导爆管非电起爆系统，毫秒微差有序起爆。药量分配见表４。  超挖量是工程施工中的一个十分重要的经济指标，它不但关系到开挖岩石的量，更重要的是关系到支护或衬砌的混凝土量。控制超挖量以及在预算中如何确定平均超挖量值是每一个承包商都十分关心的问题。为了减少超挖和降低工程造价及造成初支空洞，我们现场施工是允许部分欠挖在支护施工前进行人工凿除的办法进行施工，开挖过程中，加强断面监测量测，并及时处理个别欠挖部位，修整开挖断面。  所有隧道爆破作业，必须进行钻爆设计。钻爆设计应针对不同围岩级别和施工方法进行，必要时应进行爆破试验，并在施工过程中根据地质变化情况修订设计及调整钻爆参数，使开挖爆破达到预期的效果。爆破设计主要应考虑： （１）不同围岩的合理进尺与弱爆破装药结构。 （２）正确的起爆方法、起爆顺序与爆破网络。 （３）爆破时一定保护原有围岩特性，减少掌子面及周边围岩的破坏和扰动。 （４）为了最大程度发挥围岩的承载作用，应容许围岩有一定控制的变形。 （５）爆破完成后进行实地测量监控，及时提出可靠数量的量测数据，以指导施工和设计。
|
|
|
