崖底双连拱隧道爆破掘进施工技术

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1、崖底双连拱隧道爆破掘进施工技术崖底双连拱隧道爆破掘进施工技术丁淑春丁学正(河南省南阳市鸭河口灌区管理局)摘要:主要介绍崖底双连拱隧道光面爆破施工技术及体会关键词:隧道光面爆破;掘进;施工技术l工程概况崖底双连拱隧道位于沪陕高公路速蓝田至商州段LS—C2标,该隧道地质主要为下元古代秦岭群黑云斜片麻岩混合岩,围岩类型为Ⅱ类,属片麻岩.隧道内轮廓采用单心圆直墙断面.长度121m,暗洞58m,明洞63m.中导洞开挖断面为33.58mz,左右洞上半断面面积均为66.06m2下半断面面积17.69m.开挖方法采用光面爆破,每次掘进1.5～2.Om.按照新奥法原理施工,先开挖贯通中导洞,完

2、成中隔墙后,开挖左右幅.采用光面爆破以降低爆破对围岩的扰动,优化爆破参数,采用垂直楔形掏槽眼以提高进尺和爆破效果.2施工特点隧道掘进采用光面爆破,岩面平整,应力集中小,保护围岩,减少超欠挖,节约投资,并减少安全隐患.根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼最小抵抗线,使岩石得到充分破碎,适当部位布置炮孔进行掏槽,先形成一个有足够尺寸的槽腔,给其它掘进炮孔爆炸提供必要的膨胀空间.开挖中严格遵循"弱爆破,短进尺,强支护"的施工原则,采用光面爆破Ⅱ类围岩进尺控制在1.5～2.Om,以减小每次爆破的炸药总用量.3爆破方案设计3.1钻爆机具材料选择钻孔采用6台YT28型凿气腿式岩机和2台

3、20m3空压机,人工钻孔,钻孔直径为42mm,一字形合金钢钻头.采用~35~200mm2号岩石铵梯炸药.引爆雷管为8号工业纸壳火雷管,炮眼内的起爆传爆,四通管连接,双雷管引爆.3.2爆破参数设计3.2.1炮孔设计(1)炮眼直径根据岩性,凿岩设备和工具,炸药性能等综合分析,合理选用孔径.选择炮孔直径为642mm,药卷与眼壁之间的间隙一般为炮眼直径的10～15%.(2)炮眼数量炮眼数量通常可根据各炮眼平均分配炸药量的原则来计算,其公式为:N监^v式中:N——炮眼数量,不包括未装药的空眼数:q——单位炸药消耗量,一般取q=1.2～2.4kg/ms;S——开挖断面积,m;n——装药系

4、数,即装药长度与炮眼全长的EE值,Ⅱ类围岩掏槽眼取0.5,辅助眼与周边眼取0.4:_v——每米药卷的炸药重量(kg/m),2号岩石铵梯炸药的每米重量,参考表1:表1药卷直径(m)32353840(kg/m)0.78O.9611O1.25经计算中导洞炮眼数量为108个;左右洞上半断面为214个,下半断面为57个(q取1.4kg/m,Ot取0.45,y=0.96k~m).(3)炮眼深度采用的炮眼深度为浅孔1.2～1.8m,中深孔2.5～3.5m.一般最大炮眼深度取断面宽度(或高度)B的0.5～0.7倍,即L=(O.5～0.7)B.或利用每一掘进循环的进尺数及实际的炮眼利用率来确定

5、:L:11式中:L——炮眼深度(m)1——每掘进循环的计划进尺数(m);——炮眼利用率,一般要求不低于O.85.计算炮眼深度L为1.7m,掏槽眼及底眼深度1.8m;辅助眼,掘进眼,扩槽眼深度1.7m.每循环进尺l=1.7xO.9:1.53m.掏槽炮眼长度:=丽1.80==1l81m同一平面上两掏槽炮眼眼口的距离B:B=2e+b=2x1.8lxcos70.+O.2=1.44m辅助炮眼垂直于开挖面,l=1.7m.底眼长度:L=V1.8'+(o.05+0.1)=1.81m掘进,扩槽眼长度:L掘进,扩槽=V1.7.+(0.05+0.1)=1.71m为钻眼方便,根据围岩情况,各周边眼眼

6、口均距开挖轮廓线5cm,其眼底超出开挖轮廓线10cm,预留开挖变形量.Ⅱ类围岩掏槽炮眼与开挖面间的夹角d:70～80~,斜度比1:O.27～1:0.18,上下两对炮眼间的距离a=70～80cm,同一平面上两炮眼眼底的距离b=2Oem.(4)装药量的计算及分配计算总用药量Q的公式为:Q=qlS式中:Q——个爆破循环的总用药量,kg;q——爆破每立方米岩石所需炸药的消耗量,kg/m3,取值1.4;l——计划循环进尺m;S——开挖面积,mz.炸药药卷直径为35ram,长度为200mm,周边眼药卷直径为20ram,长度200mm.经计算中导洞Q=71.9kg;左右洞上半断面Q=141

7、.5kg,下半断面Q=37.9kg.3.2.2炮眼的布置炮眼布置原则:先布置掏槽眼,其次是周边眼,最后是辅助眼.掏槽眼一般应布置在开挖面中央偏下部位,其深度应比其它眼深15～20cm.断面拐角处应布置炮眼.为满足机械钻眼需要和减少超欠挖,周边眼设计位置应考虑0.03～0.05的外插斜率.W值一般取0.6～0.8m.当炮眼的深度超过2.5m时,靠近周边眼的内圈辅助眼应与周边眼有相同的倾角.3.2-3周边眼的控制爆破采用光面爆破技术进行爆破,在设计断面内的岩体爆破崩落后,才爆周边孔,开挖轮廓与尺寸准确,对围