祝源特长隧道iv级围岩上半断面光面爆破开挖技术

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1、祝源特长隧道IV级围岩上半断面光面爆破开挖技术（2008年第3期总第107期） 更新时间：[2009-02-20]字体：大中小■林明清         (福建省交通建设工程监理咨询公司，福州350001) 摘要本文介绍浦南高速公路祝源特长隧道对IV级围岩上半断面开挖采用光面爆破的技术措施。 关键词隧道IV级围岩上半断面光面爆破开挖技术 1工程概况 祝源隧道位于浦南高速公路浦城县与武夷山市交界处（ZK80+378~ZK84+400,长4022m、YK80+466~YK84+418,长3952m），是浦城至南平高速公路的最长分离式双洞隧道（左右洞平均长度39

2、87m）。隧道建筑界限基本宽度行车道W—2×3.75m；左右侧向宽度：LL—0.5m；LR—1.0m；检修道：J—2×0.75m；隧道建筑界限净高：H—5.0m，检修道净高：h—2.5m。 （1）地形地貌。 隧道穿越低山丘陵，穿越前震旦系变质岩区和侏罗统上统火山碎屑岩区，以前者为主。 （2）地层岩性。 隧道穿越前震旦系麻源群变质岩（Pt3）和上侏罗统南园组火山碎屑岩夹火山碎屑沉积岩，局部穿越燕山晚期侵入花岗（斑）岩脉体。隧道围岩为Pt3云母石英片岩、变粒岩和J3n晶屑宁灰岩，局部花岗（斑）岩，洞身以微风化岩为主，坚硬，较完整，根据岩爆预测研究，属极高初始

3、应力区。 （3）水文地质条件。 隧道区内地下水主要有第四系松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两大类。2总体掘进方案 （1）明洞施工：采用明挖法。 （2）暗洞施工：V级围岩区段，采用“φ108管棚+注浆”预支护。在保证安全作业的前提下可采用“小导管+注浆”预支护。开挖采用留核心环形开挖，人工挖掘或弱爆破开挖。 （3）Ⅳ级围岩地段采用半断面正台阶开挖法，并配合钢拱架初期支护、超前锚杆等措施防止坍塌，按新奥法原理组织施工。 （4）全隧道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级围岩均采用光面爆破开挖。 （5）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩地段采用全断面开挖。3IV级围岩上半断面光面爆破主要参数的选择 为了获

4、得良好的光面爆破效果，必须对爆破参数进行设计。我们做法是：根据以往的隧道施工光面爆破经验结合理论计算基本确定光面爆破主要参数，再通过多次开挖试验，调整和确定最佳爆破参数。光面爆破主要参数为： （1）单孔装药量：Q=πd12βLρ0/4式中，Q——单孔装药量，g；  ρ0—炸药密度，g/cm；  L—炮孔深度，cm；  β—装药直径为d1的装填系数，可由下式计算： β=(EWτ＋σeEL)/(σｅｄｋ＋σeE)L其中，τ——岩石抗剪强度，Pa；  σe—岩石抗拉强度，Pa。 （2）周边孔间距：E=(8~18)D≈40～70cm，视岩石的坚硬程度而定，对于坚

5、硬岩石取小值，对于软质或完整性好的岩石取较大值。本工程岩石较坚硬，抗压强度达25MPa以上，故周边孔间距取低值，E=40cm。 （3）最小抵抗线W一般取50～90cm，根据岩石性质及地质结构进行调整，岩石坚硬，最小抵抗线就小；岩石松软、破碎，最小抵抗线就大；间距抵抗比E/W取0.8为宜，则最小抵抗线W取值为50cm（参见图1）。        图1周边孔参数 （4）炸药装填系数可采用下列关系式： πd1(L1+L2)ρ0/4=πd2L1ρ0/4式中，L1，L2——分别为药卷长度及间隔空气柱长度，mm；  d1—药卷的直径，cm。 则装填系数：T=L1β/

6、(L1+L2)=β(d1/d)2   确定了单孔装药量后，根据装填系数就能进行间隔装药。 （5）合理的起爆顺序。 各层炮间的起爆时差在某个限值内时，爆破效果最好，常采用时差为40~200ms的微差爆破，要求周边眼必须采用同段雷管同时起爆，并尽可能减少雷管的延期时间差，如使用高精度迟发雷管或用导爆索作为孔内传爆等。4IV级围岩上半断面光面爆破  祝源隧道双洞IV级围岩共约800m，岩体节理发育，岩石较硬并有少量裂隙水。这些地段采用密眼浅孔，振动装药爆破。上下断面微台阶掘进，上半断面从起拱线开始5.2m，超前下断面20～30m，形成台阶，上半断面采用光面爆破

7、，而下半断面采用预裂爆破。上半断面钻孔与装药在开挖平台上进行，用YT-28型风动凿岩机钻孔，钻头直径分别为φ25mm和φ40mm，钻杆长度为2～2.5m，循环进尺为1.8m，钻孔深度2.0m；下部台阶循环进尺为2.2m，钻孔深度2.5m，使用2号岩石炸药，用国产II系列非电导爆导雷管起爆。 本隧道IV级围岩硬度较高，E取40㎝，W取50㎝，则E/W=0.8。通过开挖试爆，光面爆破效果最佳的钻孔装药参数组合如表1所示。                         表1钻孔装药参数组合表4.1钻孔控制 （1）放样布眼（参见图2）：钻眼前，用激光准直仪定位

8、，经纬仪、水平仪、钢尺相配合，准确绘出开挖断面的中线和轮廓线，标出炮眼位置。 （