关键词：光面；隧道；施工工法；设计
一、施工概况
1、隧道概况
肖坂隧道按左、右线分离式隧道设计,隧道进口处于半径800米的平面曲线上。
2、工程地质
隧道地质岩性为石英片岩，隧道深部岩石中微风化、强度较高、稳定性较好。
3、开挖工法
隧道采用新奥法原理进行设计及施工，开挖工法：V级围岩段采用单侧壁导坑法及留核心土法施工，人工或弱爆破开挖；IV级围岩采用三台阶法施工；Ⅲ级围岩台阶法或全断面法施工，光面爆破；Ⅱ级围岩采用全断面法施工，光面爆破。
二、钻爆设计
1.肖坂隧道经验爆破参数设计
肖坂隧道Ⅱ级围岩有中、微风化石英片岩组成，普氏系数f=8~9。
按照设计及规范要求确定掏槽眼、辅助眼、周边眼的布置和数量。本爆破设计将从周边眼爆破参数、装药结构、起爆顺序和起爆时差进行经验设计，并结合现场实际进行优化，以实现光面爆破最佳施工方案。
1）主要爆破参数（以Ⅱ级为例）
（1)周边眼爆破参数
周边眼眼距大小一般根据围岩岩性的差异有所波动，一般为400-500mm之间，眼距与抵抗线之比值E/W，一般在软岩中E/W不大于0.8，在硬岩中取值0.9～1.0为宜，有利于实现爆破应力波在两眼之间形成应力波峰重叠，在两眼连线的垂直方向上产生叠加的拉应力。两眼连线为受拉面,当拉应力超过岩石抗拉强度时则沿炮眼连线面被拉断,而形成炮眼间的贯穿裂缝，光面爆破效果加强。
（2)不耦合系数Rd
在光面爆破的参数中，不耦合系数是一个很关键的参数。定义Rd=d/de，其中d为炮孔直径，de为孔内药卷直径。根据相关理论和模型实验经验曲线，可知Rd与破碎半径最佳回归方程为负线性方程关系。为了满足控制爆破要求，应尽可能消除或缩小炮孔周围岩体的永久变形区，必须合理选择不耦合系数。
（3)合理的装药量和装药结构
合理的装药量是保证光面爆破质量的关键，一定要改变多装药放大炮的习惯，有时宁可减小眼距也比多装药为好。合理的装药量应依岩性和岩层嵌在赋存条件通过试验来确定，一般在f=4~6的软岩中每米炮眼装药量在70~120g/m，f=6~8的中硬岩为100~150g/m，f=8~10的硬岩中为120~170g/m。
(2)、装药结构
①周边眼
Ⅱ级开挖进尺3.3m，周边眼孔深3.6m，孔径40mm，外插角2°以内，眼距为50cm，2#岩石乳化炸药32mm药卷装药，导爆索空气柱间隔装药（每孔分三节，每节间隔一米，药量共750g，底部两个周边眼按底板眼药量进行装药）起爆，堵塞长度不小于30cm。
②辅助眼
深度为3.8m，孔径40mm，眼距为50～60cm，采用32mm乳化炸药，非电毫秒雷管起爆，连续装药，单孔装药量为1.8kg，装药长度为孔深的45%～50%，正向爆破，炮眼堵塞长度不小于30cm。
③掏槽眼
采用楔形掏槽，掏槽眼孔深3.8～4.5m，炮眼孔径40mm，装药为连续装药，单孔装药量为1.8～2.2kg，装药长度为孔深的80%，反向爆破，堵塞长度不小于80cm。
④底板眼
孔径40mm，眼距100cm，单孔装药量1.4kg，装药长度为孔深的50%-70%,炮眼堵塞长度不小于40cm。
3)、爆破顺序及时间差
周边眼采用导爆索起爆，其它炮孔爆破器材采用塑料导爆管、非电毫秒雷管起爆，爆破网路采用簇联形式，导爆管雷管引爆导爆管数量不大于20根，现场非电起爆。
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周边眼要同时起爆，当两眼不是同时起爆时,相当于各个炮眼的单独作用,形成各自的爆破漏斗,极易形成不平整的切断面.因此,保证周边眼同时起爆是保证光面爆破效果的主要条件,尽可能减小周边眼的起爆时差,应使用同段别的雷管。
起爆网路连接：起爆网路采用非电起爆网路进行起爆，主体孔、辅助孔、光面孔分段别进行起爆，时差25～80毫秒
2）、经验爆破参数方案现场试验效果分析
根据现场实际光面爆破效果存在两个主要问题，详细情况总结如下：
（1）由于本阶段围岩为中风化石英片岩，强度较高，岩石较坚硬，掏槽眼角度为75°，角度较大，其提供爆破临空面效果不明显，掏槽眼利用率不高，不利于中部围岩抛出，并存在爆破后欠挖需补炮的情况，增加了炸药的使用量。掏槽眼钻眼角度需进一步减小，增加抛岩效果，因此欲调整掏槽眼钻眼角度为58°，保证掏槽眼爆破效果，提高炮眼利用率，为光面爆破提供足够的临空面，增强光面爆破效果。
（2）在此光面爆破参数的爆破下，现场爆破围岩周边眼存留情况不理想，远远低于要求的80%存眼率，拱顶及边墙位置炮眼存留不明显。本方案光面爆破周边眼间距E=50cm，最小抵抗线为55.6cm。为进一步加强光面爆破效果，提高存眼率，将调整周边眼间距到40cm，最小抵抗线为45cm。
（3）依然存在施工人员不按设计的装药结构装药，错误地认为只要加大药量就可以提高炮眼利用率，就能得到较好的爆破效果，从而产生超挖。为了使超挖得到控制又盲目地减少装药量，从而又导致了欠挖。现要求施工工人严格按照爆破设计参数进行试验，以验证光面爆破参数实际效果。多次试验,求得最佳试验参数。
三、施工过程控制
1、测量放点
洞内导线控制网测量采用全站仪进行，施工测量采用全站仪按设计断面放出隧道开挖面中线、水平和轮廓线（间距40～50cm），并采用红油漆线标识在隧道的开挖断面上。
2、钻孔施工
⑴、周边眼
光面爆破周边眼成孔质量直接关乎隧道的超欠挖情况，一般情况周边眼钻孔外插角控制在2°～5°内，本隧道施工为保证隧道综合超挖指标控制在10cm以内，要求周边眼外插角控制在2°内。
钻孔时严格控制周边孔的角度和方向，其误差不大于5cm，底脚眼不超出开挖端面轮廓线8cm。同时考虑隧道平曲线（ZK111+890～ZK112+788.206段位于R＝800m）及线路纵坡等因素影响，通过理论计算对周边眼及底板眼外插角进行相应调整。
⑵、掏槽眼及辅助眼
掏槽眼布置在开挖断面中部，采用复合楔形掏槽，掏槽眼以60︒～75︒钻孔布打。辅助眼交错均匀布置在周边眼和掏槽眼之间。其中周边眼与辅助眼的眼底在同一垂直面上，掏槽炮眼加深10～20cm。
3、成孔验收
钻眼完毕，现场技术员陪同监理按钻爆设计炮眼布置图进行炮孔孔距及孔深检查，并做好记录，对不符合要求的炮眼进行重钻至符合要求方可装药。
4、装药与堵塞
炮孔装药：装药前先将炮眼内的泥浆、石粉用高压风吹洗干净，周边眼装药时，将药卷捆绑在导爆索上，形成一个断续的炸药串。
炮孔堵塞：雷管及炸药安装完成并经检查无误后，采用炮泥封堵炮眼，周边眼封堵长度不小于30cm，掏槽眼堵塞长度不小于80cm。
5、网络连接
起爆网路采用复式联结网路，每一簇即“一把握”，在导爆管自由端15cm安装2个引爆雷管，各簇导爆管自由端10cm处安装2个引爆雷管，各联结均采用黑胶布包扎，以保证起爆的可靠性和准确性。
6、光爆效果验收
每排炮后用激光断面仪进行设计轮廓线测放，对光爆效果进行检查验收。
7、爆破评价
爆破完成后，依据隧道爆破质量检验标准，对爆破效果进行评价。
⑴、爆破后周边眼的炮眼痕迹保存率≥80%，轮廓线清晰，开挖面平整、光滑，方便锚喷支护施工。
⑵、爆破开挖进尺率即炮眼利用率达到90%～92%，达到理想效果。
⑶、爆破开挖轮廓围岩稳定规整，局部欠挖平均为4cm，超欠挖现象得到有效控制。
论文作者:马忠会
论文发表刊物:《科技新时代》2018年4期
论文发表时间:2018/7/2
标签：炮眼论文; 光面论文; 围岩论文; 隧道论文; 药量论文; 效果论文; 雷管论文; 《科技新时代》2018年4期论文;