成都大西南铁路监理有限公司 四川成都
摘要：钻爆法目前是我国隧道施工中开挖的主要方法，与机械开挖相比，适用地质条件广、费用低、设备简单，但对围岩的扰动大、开挖面成形质量差，主要表现在超欠挖量上。超、欠挖严重影响施工成本，也对工程的质量、安全、进度有较大影响。本文以成都轨道交通地铁11号线万麓区间单洞双线暗挖隧道在钻爆法施工过程中的参数优化，在隧道超欠挖控制上取得了较好的效果。结合相关数据，探讨了控制超挖、欠挖的措施。
关键词：钻爆法；超欠挖量；成型质量；
1工程概况
万安站~麓山大道站区间出万安站后沿规划夔州大道由北向南敷设，穿越万安路西段后于规划夔州大道与现状麓山大道交叉口附近进入麓山大道站。万麓区间线路周边建筑物较少，主要建筑为三利麓山城及中科院情报中心，区间上方道路暂未形成。第二段为单洞双线高瓦斯隧道，右线长230m、左线长229.964m。隧道覆土约7.3m~18.2m，洞身主要位于中风化泥岩及中风化砂岩地层，隧道纵坡为单面下坡。
2 现状分析
影响开挖面超欠挖的因素主要为钻孔精度和爆破技术，本文主要从钻孔精度和爆破技术方面来对隧道开挖面成型质量进行研究。
3 爆破设计
3.1单洞双线台阶法孔网参数计算
根据本区间单洞双线特点，采用台阶法分层开挖，周边采用光面爆破的方式进行浅孔松动爆破，孔网参数如下（施工中根据爆破试验效果对爆破孔网参数可做适当调整）：
根据工程本身的特点，采用台阶法分层开挖，周边采用光面爆破的方式进行浅孔松动爆破，孔网参数如下（施工中根据爆破试验效果对爆破孔网参数可做适当调整）：
a、钻孔深度h＝1.6m，循环进尺：L=1.4m
b、炮孔直径d＝40mm
c、炮孔间、排距
周边眼间距：E＝（10～20）d （3-1）
计算E=（10～20）×0.04=（0.4～0.8）m，取E＝0.5m
抵抗线（圈距）W=1.25E （3-2）
计算W=1.25×0.5m=0.625m，取）W=0.6m
辅助眼：孔距0.6m～0.8m，由内向外可适当减小。
底板眼间距：一般E＝0.60～1.0m，此处取0.8m。
d、炮孔个数
每循环炮孔数量计算根据下列公式计算：
N=3.3×（fS2）1/3 （3-3）
式中：f—软岩取8；
S—开挖断面面积。
则上台阶炮孔数量为：N=3.3×（fS2）1/3≈69个（S=33.48m2）
下台阶炮孔数量为：N=3.3×（fS2）1/3≈84个（S=45.76m2）
仰拱炮孔数量为：N=3.3×（fS2）1/3≈31个（S=10.34m2）
e、单循环装药量
单循环开挖爆破的装药量一般按体积法计算，即：
式中：
q—炸药单耗，kg/m3，此处取0.8kg/m3；
s—隧道掘进断面面积，上台阶面积=33.48m2，下台阶面积=45.76m2；仰拱面积=10.34m2
L—掌子面上炮孔的平均深度，此处取1.6m；
—炮孔利用率，一般在0.85～0.95之间，此处取0.9。
将计算结果取整后，得到上台阶单循环装药量38.57kg，下台阶的装药量52.72kg，仰拱单循环装药量11.91kg。
该公式计算出来的单循环装药量应与每种孔的装药总和进行对比，以各种孔的装药总和为准。
3.2爆破参数设计
爆破参数设计仅为初步方案设计，现场应根据岩层变化和对振动波的监测，不断优化钻爆参数，把对围岩、支护及周边环境的扰动降到最低。
3.2.1 确定孔数及装药参数
根据理论计算值，结合地质情况，上下台阶及仰拱钻孔数及装药参数取值如表3-1、3-2、3-3：
表3-1 上台阶钻孔、装药参数表
图9 单洞双线台阶法开挖仰拱网路布置图
4 钻孔精度控制
钻孔前，先由测量人员用测量仪器准确放出主要控制点，再按照爆破设计的布孔参数用钢卷尺等工具准确定出每个炮孔位置，孔位用红油漆标注于岩面上。现场对周边孔孔位全部给予标识，每2m标识一个钻孔方向线。
人工用YT28气腿钻在自制施工台车上钻孔，钻孔孔位偏差、孔向偏差、孔深偏差都必须符合规范要求。钻孔作业中必须保护好孔口，炮孔钻完后，立即用编织袋或棉纱堵塞孔口进行保护，防止石渣掉入孔内。对于因堵塞无法装药的钻孔，应予吹孔或补钻。钻孔经检查合格后，由专业炮工严格根据钻爆设计要求装药。
从炮眼利用率、炮眼痕迹保存率、围岩被扰动深度、爆破器材单耗及钻爆的经济性的角度考虑，根据以往经验钻孔深度、钻孔位置、间距和钻孔平行度、精度满足如下要求为宜：
1）掏槽钻孔深度误差控制在±5%设计炮孔深度以内，其他钻孔深度误差控制在±10%设计炮孔深度以内。
2）掏槽中空孔和掏槽装药孔位置误差为±5cm；周边孔位置误差为±7cm；其他掘进孔位置误差为±10cm。
3）周边孔外插角为3°，误差±1°，其他钻孔需平行打眼，掏槽打眼误差±0.5°，其他掘进眼误差为±1°。
4）实际打眼总数为设计总数的95%及以上。
5）钻眼采用湿钻，严禁采用冲击钻或干钻。
6）当掌子面存在明显凹凸不平长度超过1m或者存在明显不垂直时，需先修正平整再行打眼，以达到良好的爆破效果。
5 成形效果
经过施工中多个开挖循环，根据每个循环测量数据得到的开挖面成形质量如表5-1、5-2：
表5-1 隧道开挖中断面平均超挖数据
结合数据可知，爆破设计及孔眼控制取得了较好的效果，有效控制了超欠挖现象，使得一次爆破开挖合格率提高，缩短了施工周期，保证了工程进度。
6 结语
钻孔精度和爆破技术对超欠挖的影响巨大，在施工中，控制好钻孔精度和选择合理的爆破技术是决定开挖面成形质量的关键。而地质条件的不同，爆破参数也要相应的优化，采用局部内移炮眼、局部空孔、加密炮眼、局部调整起爆顺序等辅助措施，同时加强现场施工管理。通过人员组织、作业安排、技术交底与指导、质量检查及反馈、制定规章标准，将众多的因素置于可控的状态，达到爆破设计的基本要求，确保爆破质量。
参考文献：
[1] 申佃友 隧道工程控制爆破技术探讨与应用 《西南交通大学》，2004
[2] 赵国学 隧道工程控制爆破技术探讨与应用解析 《工程技术：文摘版》：00039-00040
[3] 连飞 改进钻爆参数提高隧道围岩开挖质量
[4] 万安站至麓山大道站矿山法区间安全专项施工方案
论文作者:潘学刚
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第7期
论文发表时间:2018/10/24
标签：钻孔论文; 隧道论文; 参数论文; 药量论文; 误差论文; 万安论文; 单循环论文; 《建筑细部》2018年第7期论文;