宗德华
（云南省镇雄县水务局水勘队，云南昭通657200）
摘要：文章是笔者工作中一份试验报告，文中笔者对白鸟隧洞石方洞挖光面爆破进行详细的阐述，爆破的目的、过程、结论及爆破过程中需要注意的要点，供广大读者参考。
关键词：白鸟洞隧道；程序；质量控制
前言
白鸟隧洞是胡家山水库渠系工程的一部分，全长1686.3m，进口桩号5+543.7，出口桩号7+230，据设计图纸，全部岩层为砂页岩。由于隧洞断面较小，拟采用全断面法开挖。洞口地段及Ⅳ、Ⅴ类围岩地段的开挖，按照短进尺、弱爆破、强支护、勤量测的原则施工。开挖方式采用光面爆破方法施工。在进出口同时启动2台YT-28型气腿式凿岩机钻孔作业，钻杆2.5m长，成孔2.0～2.2m。
1试验目的
取得白鸟隧洞洞室爆破开挖的合理参数，以便指导后续工程施工，了解爆破对非开挖区岩体的破坏情况和范围，了解爆破对相邻建筑物的影响程度、爆破松动圈破坏范围，得出爆破区地震效应参数（K、a）值。
试验的局限性：人工手风钻钻孔，孔径为φ42；炸材唯一为φ32乳化炸药，每节长度21cm，重量为0.2kg；爆破松动爆破圈范围的认定以及爆破区地震效应参数的采集等，受技术和相应检测试验仪器的限制，无法得出确切的数据。所以，试验结果并非具有很强的代表性。
2试验原则
（1）爆破试验选择的场地和洞段要具有代表性，本标段开挖区主要岩性为砂页岩；
（2）爆破参数试验2组，以便指导施工；
（3）试验数据要根据经验和计算选取，选定上下界限参数进行试验；
（4）实验数据要准确。
3试验部位的选定
白鸟隧洞出口端经监理批准从2014年12月21日开工，为了及时的作出试验指导后续的施工，特将7+230～7+210（从出口往进口方向开挖）段长度20m作为试验一段，考虑到试验结束整理试验资料的时间，将7+170～7+150段长度20m作为第二试验段。根据试验原则要求，两个试验段采用不完全相同的参数，通过试验，得出比较合理的试验报告和参数，更好的指导隧洞的爆破施工。
4试验内容
4.1爆破设计
钻爆设计的任务：（1）确定开挖断面的炮孔布置，包括各类炮孔的位置、深度及方向；（2）确定各类炮孔的装药量、装药结构及堵孔方式；（3）确定各类炮孔的起爆方法和起爆顺序。下面就两个方案各类钻孔的布置说明如下：
a.炮孔数目
炮孔数目的多少直接影响每一循环凿岩工作量、爆破效果、循环进尺、洞成型的好坏。暂按下式计算炮孔数目，在施工中，根据具体情况再作调整，以达到最佳爆破效果。
炮孔数目N，按下式计算：
N＝k√f×s
式中：N——掌子面炮孔数目
k——系数，一个自由面2.7，两个自由面2.0
f——岩石坚固系数
s——开挖断面面积（m2）
经计算，N=16，另外，光面爆破要求周边孔沿开挖轮廓布置，间距根据岩石类别和岩石坚固系数f=6查表，周边孔间距40～60cm，取a=50cm，孔深2.0m，共15个，在断面拐角处适当加密，所以掌子面上的钻孔总数应为31个。见图1所示，9～11为周边孔，共15个。
b.掏槽孔的布置
掏槽孔上下左右成对布置，角柱掏槽，掏槽深度2.2m，间距10～30cm,中间设一主掏槽孔，不装药，见图1中：0为强化掏槽孔，孔深1.0m，不装药，1～2为掏槽孔共4个。
c.崩落孔的布置
崩落孔的布置与岩石的软硬和炸药种类有关，岩石越坚硬，间距就越小。按一般中等岩石考虑，间距暂定为55cm～80cm，深度2.0m。
4.2每个炮孔的装药量及装药结构
（1）掏槽孔 Q1=η×L×r
式中：η－炮孔装药系数，取η=0．8
L－孔深，L=2.2m
r－每米长度炸药量，φ32乳化炸药：每节长21cm，重200g，r=0.95kg／m， 理论计算Q1=1.67kg，装8节药，取Q1=1.6kg。
装药结构为连续装药，堵塞长度2.2-8×0.21=0.52m。
（2）崩落孔Q2=η×L×r
取η=0．7，孔深L=2.0m，理论计算Q2=1.33kg，装7节药，取Q2=1.4kg。装药结构为连续装药，堵塞长度：2-7×0.21=0.53m。
（3）周边孔
针对各类岩石初次选用如下爆破参数，在施工中可按照选定的参数总结每次爆破效果，测量半孔率和轮廓不平整度，不断调整光爆参数
周边孔间距a=400～500mm
密集系数M=0.8～0.9(中等岩石)
最小抵抗线W＝a/M=625～555mm，取W=600mm。
装6节药，取Q2=1.2kg。装药结构为连续装药，堵塞长度：2-6×0.21=0.74m。
4.3起爆方法和顺序
（1）起爆分为4个段次，全部掏槽孔用毫秒管连为一体为1段次；全部崩落孔用毫秒管连为一体为3段次，全部周边孔用毫秒管连为一体为5段次，（段内同时起爆，段与段间分段延期起爆）各段次连在一起再连接起爆网络用一个电雷管起爆。
（2）起爆顺序为先掏槽孔，再崩落孔，最后起爆周边孔。
白鸟隧洞试验段开挖爆破参数表
4.2试验结果及总结
白鸟隧洞于2014年12月21日开工，出口边坡开挖完后，先在已能成洞的掌子面（出口桩号7+230）上，根据全站仪的指令，在中心线上用钢尺依据事前做好的爆破设计布孔要求全部把钻孔位置布置好，用YT-28型气腿式凿岩机人工开孔，钻杆长2.5m，孔深分别为：掏槽孔2.2m，崩落孔2.0m，周边孔2.0m，强化掏槽孔1.0m，空孔不装药，目的是增加临空面，加大爆破效果。全部钻孔验收完毕并记录后，再按照设计要求装药和爆破。经过通风出渣完毕后，实际测量每一断面的超欠挖，并绘制剖面图。从布孔到爆破出渣，一个循环的工作已完成，每个工序每个环节都详细记录。每排炮进尺约1.9～2.0m，在试验第四排炮后，大约进尺7.7～8.0m，经测量横断面（2m一个）和Ⅰ类设计断面比较，直墙部分超挖36～65cm，顶拱超挖30cm以上。最主要存在的问题是：掏槽孔周围一次爆破不下来，都要进行第二次爆破 （补炮），开挖后的断面与设计断面比较，形状悬殊较大，周边轮廓不规则，经分析：掏槽孔间距可能过大，钻孔布局不合理，周边孔没按光面爆破要求进行爆破，岩石风化程度高，工人钻孔技术差等因素造成。
针对上述存在的问题：在后面的试验中，调整了试验的工作思路，在维持原爆破设计的同时，减小掏槽孔的间距，适当增加掏槽孔和崩落孔的药量，而同时减少周边孔的药量，改为间隔装药，从7+222桩号开始到7+210桩号结束，根据每排炮爆破后的断面形状，认真分析原因，有针对性地局部调整其相应参数，通过后面12m长（桩号7+222—7+210）的爆破试验，断面形状比原来较为规则，超挖有所减小。
白鸟隧洞试验段爆破参数建议值 表2
第一段的试验结束后，2014年12月30在对第二段7+170—7+150的试验中，认真总结吸取了第一段试验的经验，在维持原爆破设计的基础上，对掏槽孔的孔距和药量进行调整，图7所示1-2孔距圆弧中心由10-30cm调整为10-15cm,药量加大为9节（1.8kg/孔），连续装药，堵塞长度31cm；崩落孔6号孔以周边孔的最小抵抗线w=600为控制线，并向中心靠近20cm,适当加大药量为8节（1.6kg/孔），连续装药，堵塞长度32cm；周边孔9-11孔孔距维持50cm，药量调整为5节（1.0kg/孔），间隔装药，堵塞长度55cm。试验结果：边墙超挖25～35cm，顶拱超挖15～25cm。
通过对7+230-7+210（长度20m）和7+170-7+150(长度20m)两段爆破试验进行总结，施工中每一环节每一工序都按设计要求和规范施工，只要不出现特殊的岩层，按试验报告提供的有关参数施工，基本能得到满意的结果。当然，任何事都有相对的一面，当岩性发生变化时，适时调整爆破参数尤为重要。因此作如下建议：洞内光面爆破（Ⅰ类断面）布孔30个左右（强化掏槽孔一个为空孔），掏槽孔4个，离圆弧中心10～15cm，药量8～9节（φ32乳化药卷200g），装药结构为连续装药；崩落孔12个，间距一般55～80cm，药量7～8节，装药结构为连续装药；周边孔15个，间距50cm，药量5节，为间隔装药。
起爆方式和顺序：不同种类的孔毫秒管分别连接，然后连接起爆网络，又称“一把抓”，用电雷管分段次引爆，见图5所示
5爆破质量控制
5.1钻孔质量控制
5.1.1孔位偏差
一般爆破孔为孔距、排距、抵抗线的5%，光爆孔距为5%。
5.1.2倾角与方向偏差
一般爆破孔为±2.5%孔深（＋为超挖，－为欠挖），光爆孔为±1.5%孔深。
5.1.3终孔高程偏差
一般爆破孔0～20，光爆孔±5cm。
5.2爆破效果控制
5.2.1隧洞开挖爆破效果达到标准
（1）径向平均超挖不大于20cm，地质原因的超挖，应据实确定；
（2）残留孔迹保存率：光面爆破，弱风化岩体30%～50%，微风化和新鲜岩体应≥50%； （3）孔壁的完整程度：光面爆破无明显爆破裂隙。
6爆破安全控制
6.1爆破物资的存储、领用、发放及运输符合国家民用爆破材料管理的相关规范要求；
6.2凡从事爆破作业、易燃、易爆物品运输、装卸、押运人员都必须通过公安部门培训合格领取有效证件，严禁无证作业；
6.3爆破作业前，必须明确安全警戒线，明挖和离洞口30m内必须按明挖爆破时间统一爆破作业，并在指定地点设安全岗哨，值勤警戒人员应有红袖章、红旗和口哨；
6.4爆破作业现场严禁明火、吸烟和带火种、手机、无线电设备进工作面；
6.5在无照明的夜间、中大雨、浓雾天、雷电和五级以上大风等恶劣天气，不得进行露天爆破作业；
6.6洞挖洞内空气含有二氧化碳浓度超过1%时，严禁进行爆破作业；
6.7起爆前必须将多余的爆破器材运回炸药库方能起爆；
6.8进洞30m后，如要进行爆破作业，必须待人员、机械撤到洞外，确认安全后方能起爆，到距洞口30m内，必须按照明挖要求进行爆破作业。
6.9炮响后，通风一段时间，待爆破人员对工作面进行检查，确认安全后，方能通知撤除警戒放行。
7结语
综上所述，整个白鸟隧洞试验段开挖爆破工程经过周密安排和计划，通过试验，得出比较合理的试验报告和参数，更好的指导隧洞的爆破施工。
论文作者:宗德华
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年8月下
论文发表时间:2016/8/30
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