高强度花岗岩地层大断面隧道开挖爆破施工关键技术研究.pdf

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1、施工技术高强度花岗岩地层大断面隧道开挖爆破施工关键技术研究徐光远曹建中交隧道工程局有限公司摘要：本文从高速铁路隧道穿越高强度花岗岩层大断面隧限强度之间的距离很小。但针对大断面的隧道开挖，在起爆普通道爆破施工的工艺角度出发，为解决隧道开挖施工超欠挖严重的非电雷管段位一定的情况下(最高15段)进行钻爆设计炮眼布置时，现象，降低施工成本。根据地层岩性的特点，对传统光爆方法进行两排炮眼之间的间距往往大于药包与岩石抗拉极限强度处之间的改进。通过调整钻爆参数、加密底脚眼、采用多重复合楔形掏槽加距离b(见图1)。这使得炮眼之间的岩石没有完全被粉碎，开挖循环设大直径中空眼的改进型光面爆破技术使

2、施工更加方便安全，同进尺失败或隧道开挖出现欠挖现象。若要缩短相邻两排炮眼的间时也能节省大量的施工成本，取得良好的爆破效果。距a使其小于药包与岩石抗拉极限强度处的距离b，除非增设特殊关键词：大断面；隧道；高强度；花岗岩；光面爆破段位。但是这样会大大增加施工成本。1前言钻爆法由于地质条件适应性强、开挖成本低，被广泛应用于山岭隧道施工中。高速铁路隧道的主要技术特点是结构断面尺寸比较大，为了使隧道在建设过程中多快好省，除配备先进的机械设备外，还需解决隧道围岩爆破问题。爆破开挖是建设隧道的第一道工序，它的成败与好坏直接影响到隧道结构的稳定以及后续工序的开展，因此，隧道爆破是隧道建设非常重

3、要的组成部分。我单位在新建的哈尔滨至牡丹江客运专线SG6标隧道施工中，由于隧道穿越地层均为花岗岩，强度高、硬度大，在这种隧道穿越地层岩石强度极高、开挖断面很大的施工条件下进行开挖爆破，利用传统的爆破手段易出现掏槽不完全导致整个循环进尺爆破失图1岩石抗拉极限强度示意图败、开挖周边轮廓全部或大面积欠挖、开挖两侧底脚位置欠挖，或4光面爆破技术的改进因周边轮廓局部欠挖等问题经常补炮，我们率先在本标段治山隧从上面分析可以看出，影响高强度花岗岩地层大断面隧道光道开挖施工中采用多重复合楔形掏槽加设大直径中空眼的改进型面爆破质量的主要因素是岩石本身物理力学性质及其原生结构，光爆技术代替传统的爆

4、破方法，较好地解决隧道超欠挖问题，并在要取得良好的光面爆破效果，不增加施工成本，在传统爆破单孔装其它隧道进行了推广应用，均取得了良好的效果。药量使用已达到极限的情况下，只有通过采取减小相邻环向炮孔2工程概况间距的措施，使相邻每环炮孔的间距小于药包与岩石抗拉极限强新建铁路哈尔滨牡丹江客运专线SG6标位于黑龙江省海林市度处之间的距离，以克服岩石内部颗粒之间的胶结力。横道河子镇境内，标段内共有3座隧道，分别为治山隧道(2555m)、4.1改进的技术措施红旗沟隧道(4413m)、东山隧道(1717m)。隧道开挖结构断面尺寸为(1)在掏槽眼中间竖向加设一排大直径中空直眼掏槽孔，使掏13.

5、62m～14.62m(宽)×11.43m～12.68m(高)，开挖跨度大，最大开挖槽眼中部形成一个临空面，改善爆破掏槽效果，保证隧道每循环开断面面积150m2左右。挖进尺爆破成功。大直径中空直眼掏槽的中心眼采用重型凿岩机隧道穿越地层全部为海西晚期花岗岩，岩性测年显示该区域凿成，直径D=75～100mm，相邻炮眼间距50cm左右，并与左右对称在早海西末距今(340～310Ma)、晚海西-印支期(距今270～240Ma)、布置的掏槽眼处于同一水平面上。大直径中空直眼掏槽孔钻设燕山期(距今210～100Ma)都有花岗岩生成，最后两期成岩规模最时，要求钻眼方向精确，尽量减少眼位偏差。大

6、。岩石最大单轴饱和抗压极限强度σ=1000KPa，抗压强度很高，(2)掏槽采用楔形掏槽，采取三级复式楔形掏槽结构形式。掏属极坚硬岩。隧道所处地区的区域构造属于新华夏构造体系的张槽眼位于隧道开挖断面中部，并占据隧道开挖断面面积的绝大部广才隆起带中段，受新华夏构造体系应力场的影响，区域内地质构分，这样在布设炮眼时，尽可能最大限度减小环向每排炮眼之间的造表现复杂，中小规模断层或挤压破碎带相当发育。从设计所给距离。一般上下排距50cm左右，尽量缩小掏槽角，采用高威力乳化的工程地质资料上看，隧道穿越的花岗岩地层岩体结构完整性较油炸药，柱状结构连续装药，炸药装填到炮眼口，留出大约20%的好

7、的段落也很长。炮眼长度不装药，且装填不小于40cm长的炮泥。楔形掏槽眼每级3地质条件对隧道光面爆破效果的影响必须同时起爆，使用毫秒雷管起爆，级间间隔时差不易太短，以光面爆破是单自由面条件下的岩石爆破，其关键技术是掏槽，25～50ms为宜。其次是周边眼爆破。按照掏槽眼、辅助眼、周边眼爆破顺序，最初(3)改变传统光面爆破辅助眼在水平面上的布设方式。一般情的几个炮孔要形成一个槽腔，一个循环爆破效果的成败及破岩深况下，传统光面爆破周边眼与掏槽眼之间的辅助眼在水平面上的度取决于掏槽效果。成功的隧道爆破