摘要：高速公路建设,近年来发展十分迅速。西部地区地形地貌条件复杂,大多是高原和山地地貌,地势落差较大,隧道工程量大,开挖难度特别大,多用开挖爆破施工技术,施工的时候势必造成对周围环境的改变。隧道洞身施工的时候,常常利用爆破技术,爆破势必损害周围建筑结构,从而引发安全问题。所以,在隧道开挖施工时,为保障项目施工安全和施工质量以及周边建筑的安全,必须深入研究隧道洞身开挖爆破技术,最大限度降低风险,提高经济效益川,并以此来指导隧道工程和后续项目施工。
关键词：隧道洞身;开挖爆破;施工技术
引言
隧道开挖施工中的上下开挖一直是隧道施工质量管控的重点之一。特别是山岭隧道的超欠挖施工会影响隧道品质和效益等多方面,所以必须加以重视。
1.工程简介
某隧道属特长隧道,单洞长2880m,设计速度80km/ho隧道包括分离式和小净距组合式隧道两类,穿越地层多是砂岩、泥岩护层,围岩保护效果差。选用双洞双向掘进施工,一般把右洞作为先行洞掘进施工。起止桩号是左线LZKO+200~LZK5+080,长度是2880米,右线LYK0+202~LYK5+077.35,长度是1875.35米,隧道进日洞门常使用削竹式,出日洞门常运用端墙式。隧道内设计12处人行横洞,6处车行横洞,12处紧急停车带(左右洞各设置6处)。
此地区是亚热带季风气候区,其特征是四季分明,气候温暖,降雨量较多,日照偏少。年均气温14摄氏度~30摄氏度,全年气温最高为7月,一般27摄氏度以上,最低为1月,一般5℃左右。降水量由于气候和地形的原因,造成降雨分配不均匀。从时间上看,每年6月至8月降水较多,9月到11月较少,冬季最少。
2.爆破参数选定
爆破点距周边保护建筑物较近,为减少爆破对周边环境的影响,坚持"短进尺、密布孔、弱装药"的原则。由于盾构部分已贯通,提供了良好的临空面,可采用全断面光面爆破技术,尽量多打孔,尽可能少装药。装填炸药之前用高压风吹净炮孔,用炮泥封孔堵塞底孔,药串和起爆药卷按要求加工。装药作业务必分片分组实施并严格依照规定标准捣实,炮泥堵塞长度务必超过30厘米,用3~5发非电雷管同时引爆。
3.起爆网路设计
3.1网路连接和起爆顺序
除有杂散电流较强大于电雷管安全准爆电流的地段外,一般地段爆破作业,起爆方式常选用瞬发或者毫秒电雷管串联网路。起爆网路连接一般运用串联方式。网路连接必须依照每次网路设计由专业经验丰富的爆破员进行实施,爆破之前,工程技术人员务必仔细复核。这样可使爆堆集中便于挖装。
3.2电爆网路计算
爆破作业采用瞬发或毫秒电雷管串联网路起爆时,为保证网路中的每个雷管通过的电流必须达到成组雷管的准爆条件,要对电爆网路进行计算。起爆网路负载电阻:
式中:R1为干线电阻；Rz为支线电阻；m为电雷管个数；r为单个电雷管电阻。每次爆破时，通过每个电雷管的直流电流强度I=U/R，I总≥2A，从而确保每次爆破安全准爆。
验算:用MFB200型起爆器起爆，每次最多串联起爆150发电雷管。每个电雷管4.0Ω，主线电阻10Ω，脚线电阻10Ω，最大脉冲电压值1800V。则通过每个电雷管电流为:
为杜绝哑炮，要求网路联接质量做到不虚接、不漏接外，还应在使用前对每个电雷管进行电阻值测定，排除及弃用电阻桥丝坏了的雷管，另外还应读出每个电雷管电阻值，并使之在串联线路内满足:
3.3非电导爆管起爆网路设计
当检测到有杂散电流超过安全时,必须采用非电导爆管起爆网路。
4.爆破施工流程
对爆破施工进行严格设计是保证安全的第一关。根据设计选定的爆破技术参数,结合现场地形地貌及地质条件,参照现场试爆结果、岩石特性等形成爆破技术审批资料,经单位总工严格审核后子以指导施工。该隧道洞身爆破施工工艺流程见图1。
图1 爆破施工工艺流程
4.1施工准备
钻孔施工前,测量人员务必准确标出孔的具体位置,误差不能大于5厘米。
4.2测量定位
针对钻孔布局,正确钻孔,眼开度误差务必控制在3至5厘米以内。
4.3钻孔
司钻务必熟悉井眼布置,并能熟练操作钻机,特别是周边井眼的钻孔，必须由经验丰富的老司钻操作,确保周边孔有准确的外推角度(当孔深为3米时,外推角度不能超过3度；当眼深到5米的时候,外部插入角度不能超过2度,两炮交汇处的台阶必须不能超过15cm。同时,务必依据孔的位置以及岩石的凹凸情况来调整孔深,从而保障炮底在同一平面上。
4.4清孔
充气前,必须把高压空气压入利用钢筋跟小直径高压气管做成的枪钩内,来封闭和吹走炮眼内的碎末和碎片以及其他杂物。
4.5装药
装药务必依据炮眼设计图中确定的药量，如果不能保证堵塞长度,应减少装料量。所有炮孔都要用炮泥封堵,以保证封堵长度,封堵材料(黄土)中不得混入小石块。
4.6连接启动网络
起爆网络连接时务必注意每个孔内放置两个起爆药,所有孔内的雷管均由火雷管起爆,分别引出两个导爆管,行间微起爆时间在50-75毫秒之间,每个炮孔雷管连接次数必须相同,网络连接后,应由专人负责检查。
4.7隧道体爆破
气枪钻孔,非电毫秒雷管起爆,差别不大,爆破时务必严格控制孔深和炸药量。开挖的每一步之间的距离务必控制在3至5米。减少爆破波给围岩的扰动,确保施工安全。
5.爆破安全注意事项
5.1空气冲击波的安全距离
控制空气冲击波的方法主要包括:(1)每次爆破时孔与孔间的延迟不要太长,以免前排炮把后排炮打成光爆。(2)为保证堵塞质量,特别是第一排孔,假若端面的间隙较大,必须确保堵塞长度足够。(3)障碍物、挡波墙、扩大的硐室等结构可以用来减少巷道中的空气冲击波。
5.2飞石的安全距离
单个砾石分散的安全距离是安全爆破的有力保障。爆破的时候，一些岩石散落到很远的地方,会造成安全事故。在设计和施工中必须科学合理的设计、严格的计量和验收以此控制飞石危害。保证堵塞物的质量,不仅要保证堵塞物的长度,还要保证堵塞物的密实度。
5.3做好盲炮辨识和处理。
盲炮辨识和处理技术是爆破作业中的安全技术。由于盲炮的潜在危险,处置前不允许进行其他操作。必须仔细检查拒爆缘由，处理电雷管盲雷管的时候,必须先切断电源。操作盲炮时,无关人员务必撤离到安全的地方。
5.4爆破警戒
（1）爆破前,应将设备转移到安全的地方或采取必要的保护措施。（2）布置岗哨,发出信号,使所有人员逃到安全的地方。(3)爆破至永久盾构隧道时,应严格控制爆破钻孔长度,离盾构管片至少30cm,以免损坏永久管片。（4）针对不同爆破环境,划定爆破现场安全警戒范围。结合本工程实际情况,采取不同防护方式来确定符合实际的警戒半径。四面山隧道洞日处于非居住区,确定明挖段爆破警戒半径为爆区边界向外200m;机械设备撤离至100m以外。各警戒点至爆区边缘的警戒距离按以上要求来执行,隧道内在进洞200m以前,爆破时人员须全部撤离至洞外,进洞200m后,爆破警戒距离为工作面向外延伸150m。
结语
隧道工程是高速公路建设的重要工程节点之一,而隧道洞身爆破技术是隧道工程的关键技术之一。选择正确的洞身爆破参数和高效的施工方法,才能确保隧道洞身爆破施工及后续工作顺利的展开。从隧道洞身爆破开挖参数、起爆网路、爆破施工工艺及现场安全警戒等技术方面提出了隧道施工中需要重视的问题,对于提高项目工程质量、确保企业经济效益和社会效益具有积极意义。
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论文作者:裴亚洲
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/16
标签：雷管论文; 隧道论文; 网路论文; 钻孔论文; 警戒论文; 长度论文; 电阻论文; 《基层建设》2019年第17期论文;