隧道工程軟弱圍巖爆破設計思考

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摘要:隨著經濟的不斷發展，我國的隧道工程建設越來越多，而在隧道工程的建設過程中，爆破設計是一項比較關鍵的技術，因此我們應當不斷加強隧道工程爆破設計的研究，促進隧道工程的蓬勃發展。本文基于此以筆架山隧道工程為例，對軟弱圍巖爆破設計進入了深入的分析和研究。

關鍵詞:隧道軟弱圍巖；爆破設計；研究

光面爆破是隧道工程爆破施工中比較常用的一種方法，它是基于新奧法的基本原理而形成的，使用光面爆破的方法可以在最大程度上減少對隧道工程軟弱圍巖的擾動，同時減少了超挖和欠挖現象的發生，避免了不必要的隧道病害的發生［1］。為了保證隧道工程爆破的質量和效果，我們應當對隧道工程圍巖的力學性質進行充分的調查和研究，然后在此基礎上結合科學的爆破理論，采用光面爆破的技術對隧道工程的爆破設計和施工進行具體的設計，同時還要注意對隧道工程爆破施工的技術和經驗進行總結，以促進隧道工程爆破設計的研究不斷進步。為此，我們通過對筆架山隧道的IV級爆破設計及施工情況進行了研究。

1隧道工程概況

筆架山隧道工程是張唐鐵路的長大隧道之一，它位于河北省承德市興隆縣境內的燕山山脈中段，屬于侵蝕性低～中山區，地形切割中等～較深，溝谷狹窄，海拔一般為500～900m區內植被發育，以灌木為主，隧道所經山脈海拔高程在470m～779m．隧道全長5534m，最大埋深300m，隧道范圍穿越地層較為復雜，洞身范圍穿越侏羅系侵入二長斑巖脈及正長巖脈;侏羅系中統髫山組安山巖、九龍山組凝灰巖、砂巖。受燕山造山運動影響，該隧道所傳越地段出現多處褶皺和斷層破碎帶，地下水較為發育，主要有孔隙水和裂隙水兩種形態。隧道總長度為5534m，其中Ⅴ級圍巖89m、總長度比例1．6%;Ⅳ級圍巖422m，總長度比例7．6%;Ⅲ級圍巖2249m，總長度比例40．6%;Ⅱ級圍巖2774m，總長度比例50．2%。隧道為單洞雙線設計，標準線間距為4m，綜合考慮建筑限界，維修等要求，內軌頂面以上凈空橫斷面積為63．6m2;隧道進口位于半徑為3000m的右偏曲線上，曲線長度612．67m;隧道從進口至出口位于5．5‰的下坡上。該隧道從2011年開始施工，采用雙口掘進施工，至2013年11月底貫通，扣除冬休時間，共用時21個月，平均月進尺110m，其中IV級圍巖月最大進尺110m。爆破完畢后輪廓圓順，超欠挖量很小，不僅為后續工序施工提供了便利條件，而且節約了大量成本。

2隧道工程的爆破設計

2．1選擇合適的爆破器材以及炸藥

爆破器材以及炸藥的用量與炸藥本身的威力、圍巖的性質、以及炮眼的直徑和深度等是息息相關的，同時在爆破器材的選擇時還要注意滿足裝渣作業和圍巖擾動程度的要求。該隧道工程根據上述的條件和要求在爆破設計和施工過程中選用了防水乳化炸藥，采用塑料導爆管傳爆作為起爆系統來控制隧道工程的爆破，周邊的炮眼使用導爆索起爆，并將炸藥按照相關的爆破設計要求分成數段均勻綁在了小竹片上，以此來保證合適的裝藥間距。其中炸藥的藥卷直徑為不超過29mm，以實現不耦合裝藥的理念。此外，所有的炮眼在裝入了炸藥以后，要在20cm范圍內用黃粘土堵塞。為了在最大程度上避免爆破對隧道工程圍巖產生不利影響，還采用非電毫秒雷管微差控制爆破技術，來達到光面爆破和預裂爆破的效果。為了使爆破達到最好的效果，要在現場進行爆破試驗，然后依據實驗的結果對爆破器材以及炸藥的選擇進行修正，直到取得最好的爆破效果［2］。

2．2合理選擇開挖方法和進尺

經過對該隧道工程圍巖狀況的深入調查和研究，在爆破設計階段我們決定采用采用中空孔斜眼楔形掏槽作為主要的掏槽型式，掏槽眼深度超出其他炮眼深度50cm以上;因為隧道的淺埋和斷層區域處于淺埋破碎帶，并分布有強風化砂巖，可以劃分為Ⅳ級圍巖，所以此處的穩定系較差，采用三臺階施工的方法來進行爆破施工，分上中下臺階對此處進行開挖，其中上臺階及中、下臺階左、右側錯開3～5m同步施工;上臺階高度為2．89m。開挖面積為24．5m2，計劃每循環進尺1m;中臺階高度為1．89米。開挖面積為17．5m2，計劃每循環進尺1m;下臺階高度為3．76m，開挖面積為48．8m2，計劃每循環進尺1m。

2．3設置科學的爆破參數

為了減輕爆破時產生的震動對Ⅳ級軟弱圍巖形成不利影響，除了在周邊眼之間設置空眼作為散能和定位外，周邊眼均采用小直徑光爆藥卷。

3結束語

綜上所述，我們以筆架山隧道工程為例對關于隧道工程爆破設計進行了分析和研究，并著重提出了選擇合適的爆破器材以及炸藥、合理布置炮眼和設置科學的爆破參數等三個方面是爆破設計的關鍵環節，爆破技術的進步是沒有止境的，我們還需在爆破設計的過程中勇于創新和突破，不斷總結，不斷推進隧道工程爆破設計的發展。

參考文獻

［1］王建秀，鄒寶平，胡力繩．隧道及地下工程光面爆破技術研究現狀與展望［J］．地下空間與工程學報，2013(04):800－807．

［2］牛澤林．基于傳統爆破公式的山區城鎮隧道爆破參數設計與優化［J］．西部探礦工程，2014(11):183－185．

作者：張江波 單位：中鐵十二局集團第四工程有限公司