摘要：本文根据403隧道地质结构及围岩特点而采用光面爆破进行开挖掘进进行了详细阐述。
关键词：公路；洞挖；爆破
1．工程概况与地质情况
1.1工程概况
403#公路是用于大坝上游2695.00m至2730.00m高程坝料填筑运输要道。403#公路起于4#公路出口处，隧道（长1515.25m）起点高程2676.00，隧洞在大坝上游坝面2695.00m高程处出洞，路线全长1515.25m。整条隧洞穿越坝区右岸枢纽工程区，公路隧道为城门洞型，隧道Ⅲ类围岩洞挖尺寸为8.70m×7.60m；Ⅳ、Ⅴ类围岩洞挖尺寸为8.90m×7.75m；洞口50m范围洞挖尺寸为9.50m×8.00m。隧洞设计坡比1.31%，路面宽度7.5m，为混凝土结构路面，洞内行驶设计速度为20km/h。
1.2工程地质
403#隧洞沿线山体岩性岩层为变质粉砂岩与板岩互层，表层覆盖层主要为第四系崩坡积块碎石层。进、出口段为强卸荷松动板岩和崩坡积松散堆积物，围岩级别为Ⅳ～Ⅴ级。隧道两端地层构造地应力基本释放，地应力主要由岩体自重产生。地下水类型为基岩裂隙水，隧道开挖时局部顶部呈渗～滴水状。
2.爆破施工方案
2.1洞挖施工
2.1.1进出口洞挖
在进行403#公路隧道洞脸部位施工时，采用至上而下开挖，洞口削坡应自上而下分层进行。洞脸开挖前，应对开挖范围外影响安全的危石进行处理。并在洞口上方做防护网设施。进洞前，还应对洞口进行长锚杆锁口加固。
2.1.2 Ⅲ类围岩洞挖
Ⅲ类围岩洞挖采用全断面开挖。采用移动台车，YT28型手风钻钻孔，楔形掏槽，非电毫秒塑料导爆管起爆。
2.1.3爆破设计说明
（1）掏槽爆破
导洞开挖，采用掏槽爆破。
（2）崩落孔爆破
为充分利用炸药爆能，提高破碎效果，降低大块石便于清渣和装运，崩落孔采用环形布孔，确保前排孔爆破后，后排孔均处于多面临空状态。
（3）周边控制爆破
为了获得较完整平顺的开挖轮廓，降低轰动波对周边围岩的损害，所有周边孔均采用光面爆破。
周边孔钻孔要求间距均匀符合规定值，外插角相等，炮孔相互平行，深度一致，钻孔倾角分别沿两侧墙的外侧和拱顶向外侧倾斜2～3°。
周边孔使用低爆速炸药，采用导爆索串联间隔装药，不耦合系数应不小于1.3，确保爆破效果。
2.1.4 Ⅳ、Ⅴ类围岩洞挖
Ⅳ、Ⅴ类围岩洞挖采用台阶法开挖，共分为上、下两个台阶。Ⅴ类围岩参照Ⅳ类围岩炮孔布置。上台阶施工时先进行中间小导洞先行的方式进行掘进，然后进行上台阶两侧剩余部分同时扩挖。扩挖完成后，视围岩稳定情况及时进行锚喷支护封密或钢支撑施工，待上部支护稳定，确保安全后，再进行下台阶爆破施工。上台阶钢支撑施工时，应采取有效措施控制其下沉和变形，下台阶应在上台阶喷射混凝土强度达到设计强度的70%后开挖。具体施工顺序如图1所示1、2、3的顺序施工。
图1 Ⅳ、V类围岩开挖顺序示意图
爆破施工流程为：测量放样→钻孔平台就位→钻孔→清孔→装药、联网、起爆→通风排烟（尘）→排险→出渣→支护→进入下一循环。
①钻孔平台就位：采用工字钢焊接的操作平台固定在自卸车上，使用时自卸车行至作业面。
②测量放样：采用全站仪现场放样，施工员用油漆标出各钻爆孔位，现场技术交底，并在现场立（挂）牌标明本循环的各种钻孔深度、角度、孔距、排距等参数，便于施钻人员操作。
③钻孔、清孔：测量将轮廓线放样完毕，工人采用手持式气腿钻机进行钻孔，凿孔完毕采用高风压对孔进行清孔。如遇特殊地质条件地段的钻孔进尺采取短进尺（约为正常钻孔深度的1/2或1/3）。
④装药、联网、起爆：为了提高爆破效率和爆破效果，爆破孔尽量采取全偶合装药，顶拱及两侧墙的爆破周边孔采取传统的人工串状不偶合装药。炸药采用乳化炸药，非电毫秒导爆管起爆。
⑤排险：排险采用反铲配合人工钢钎将洞顶、洞壁及工作面的悬石、破碎体等撬除干净。
⑥出渣：洞内采用3m3侧卸装载机装20t自卸汽车运至渣场。有大孤石装载机无法装运时采用反铲挖装或解爆后再装车。出渣完毕在进入下一循环之前反铲对围岩危石进行排险。
2.1.4不良地质段洞挖施工
根据现场情况在洞挖时遇到地层软岩、断层、裂隙发育，局部可能还有较大构造裂隙和地下水等不良地质段情况时，及时报告业主或监理工程师，同时修改钻爆开挖设计，主要采取“超前锚、弱爆破、短进尺、勤观测、强支护”等措施。
（1）超前支护
根据现场情况需要增加超前锚杆时。在作业面的顶拱设计轮廊线120度范围内，临时增设一排或两排超前锚杆，锚杆间距0.6m，锚杆长度4.5m，排间距3m。锚杆直径φ25mm，向上倾斜一定角度，采用快速水泥卷快速锚固，局部需固结部位可改设超前管棚及灌浆处理。
（2）弱爆破
采取短进尺，孔深不超过1.5m。控制单段起爆药量，尽可能减少对围岩的扰动。
（3）勤观测
施工中在顶拱及腰线设置变形观测点，每循环放炮后均进行变形观测，及时将观测值反馈给现场技术负责人，以便及时调整洞挖和支护形式。
（4）强支护
爆破后立即对顶拱喷护混凝土，将岩体进行整体加固，及时闭合原生及爆破裂隙，防止扩张、掉块，出完渣后及时对破碎及软弱地带岩体进行必要的钢支撑支护，有的部位还要进行混凝土衬砌，并对其它较破碎的部位全面锚喷、挂网等支护处理。
（5）加强施工管理
由于每个循环均要进行锚、喷、衬等不同形式的处理，工序较多，需加强现场管理，提前做好各道工序施工准备，使工序间衔接紧凑，缩短工序作业时间。
（6）渗漏水处理
开挖中洞内面积较大时，采取以堵为主、引排为辅的治理方法。当地下水较丰富或渗漏量较大时，采取灌浆处理。
（7）承压水的处理
当预计开挖工作面前方有承压水，危及施工安全时，采取灌浆处理。
（8）涌水处理
隧洞施工过程中出现大规模涌水时，应立即停止施工，采用水泵抽排，拆除设备和转移施工人员，并及时通知监理人。
3. 爆破施工注意事项
（1）在开挖过程中，根据岩石变化情况，经监理人批准后及时修正爆破参数，以便尽量减少超挖和不欠挖。在不良地质洞段的开挖和洞室交叉口段的开挖严格控制爆破参数，采用小药量爆破，以确保围岩的稳定；
（2）钻孔严格按照设计钻爆图施工，各钻手分区、分部位定人定位施钻，每排炮由值班工程师按“平、直、齐”的要求进行检查；
（3）周边孔在断面轮廓线上开孔，沿轮廊线的调整范围和掏槽孔的孔位偏差不大于5cm，其它炮孔孔位偏差不得于10cm，减少超挖和减轻对围岩的破坏；
（4）施工过程中，加强对围岩进行监控量测，根据量测结果及反馈信息，合理修正支护参数和开挖方法，指导施工和确保施工安全；根据图纸要求和有关规范、规程的规定，进行地质及支护状态观察、周边位移量测、拱顶下沉量测、锚杆内力及抗拔力量测、地表下沉量测，以及必要的超前地质预报；根据监理人指示和围岩具体情况，进行围岩体内位移量测、围岩压力量测等；所有量测结果都应报送监理人备查；
（5）严格控制爆破单响药量，对于不良地质段，采用短进尺、多循环、弱爆破的施工方法，并及时进行支护施工，合理安排开挖、支护各工序之间的次序，采取控制爆破措施，防止爆破对已完工部位建筑造成破坏；
4.爆破效果分析
403隧道在爆破掘进过程中本人与协作队爆破员共同学习掌握爆破设计参数，根据要求现场亲自对钻工进行钻孔说明，孔深、孔斜等要按照设计要求进行，但是在首轮爆破后，本人查看爆破效果，隧道拱部残孔率较高，爆破效果明显，但是在边墙部位出现明显的超欠挖。
通过资料对照以及现场调查了解得知，由于钻爆台车设计缺陷，在边墙钻孔过程中工人所处位置较为不利，因此成孔质量较差，其钻孔角度严重不满足设计要求，导致爆破效果不满足要求。找出原因后本人立即要求对钻爆台车进行重新修改，待第二次爆破后效果非常理想，如以下图2所示。
图2 爆破效果对照图
边墙出现超欠挖 隧道光爆面残孔率较高
参考文献
[1]四川雅砻江两河口水电站大坝工程施工招、投标文件.
[2]《公路隧道施工技术规范》，JTG F60-2009.
[3]403#交通洞设计图纸.
[4]《爆破安全规程》，GB6722-2014.
[5]《水电水利工程爆破施工技术规范》，DL/T5135-2013.
论文作者:项惠国
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第18期
论文发表时间:2017/12/6
标签：围岩论文; 钻孔论文; 隧道论文; 地质论文; 进尺论文; 隧洞论文; 效果论文; 《建筑学研究前沿》2017年第18期论文;