浅谈范家山隧道出口超欠挖控制

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1、浅谈范家山隧道出口超欠挖控制（中铁五局一公司，长沙，陈志坚，410000）摘要：以范家山隧道出口为例，对隧道超欠挖的危害、超欠挖的影响因素进行了分析，针对水平层状砂岩特点编制了全断面法施工的钻爆设计；鉴于现场钻爆施工的方便性及可操作性，提出了从提高钻孔精度、控制装药参数、规范装药结构和加强施工管理四方面来控制水平层状红砂岩隧道超欠挖的技术措施。关键词：隧道；水平层状砂岩；超欠挖控制；光面爆破。一、引言隧道的光面爆破，多年来一直是各单位探讨研究的课题。隧道实施光面爆破，既可以节省成本，加快工程进度，又能

2、充分发挥围岩的自身稳定作用，提高隧道施工的安全性；但是隧道实施光面爆破,其影响因素较多，如地质岩层因素、装药结构、炮眼间距、钻眼精度及施工管理等，施工时必须综合考虑，才能保证隧道的光面爆破效果。二、工程概况范家山隧道设计长度10190m,III级围岩占到全隧道围岩的90%以上，其地质状况主要为水平状红色砂岩或砂岩夹泥岩，层间结合多数较差，岩层裂隙水较大。范家山隧道出口大部分岩层均为泥岩、砂岩平互层，有时泥岩和砂岩平互层为两层，有时为多层，砂岩强度往往较高，而泥岩强度低。尤其是当拱顶为石质差的泥岩时，该

3、部位开挖后容易掉块，要及时进三、岩性特点及注意事项行支护。如果对这种容易造成较大超欠挖情况。该隧道岩层主要为砂岩或和岩夹泥岩，该岩石的主要爆破特点：爆破主要的作用原理是当炸药在炮孔中爆炸时，其能量是沿炮孔周圈迅速释放，在释放过程中，爆炸能在介质中传播往往是沿最小抵抗线方向或介质弱面处集中。当层理面处于拱腰及下台阶时，该部位炮孔最小抵抗线与层理面平行时，将减少爆破方量，可能顺层发生冲炮，容易留根底，造成该部位的欠挖，而隧道开挖严禁欠挖，因此还需要补炮处理，影响了工程的进度，又浪费了人力和物力；当层理面位

4、于拱顶时最小抵抗线与层理面垂直时，将扩大爆破漏斗，造成拱顶两侧超挖，并使块度降低，这样又必须进行超挖处的喷混凝土处理，既增大了投入，又影响了进度。因此当岩层层理明显时，炮眼方向应尽量垂直于层理面，如节理发育，炮眼应尽量避开节理，以防影响爆破效果和卡钻；同时针对不均质岩体对爆破作用影响明显的情况，爆破参数要根据两种岩体的特性加以考虑，砂岩的周边眼间距比泥岩要稍小，装药量比泥岩要稍多，当层理位于起拱线至拱顶时，要减少该部位的装药量。四、爆破设计光面爆破是通过正确确定爆破参数和施工方法，使爆破后的围岩断面轮

5、廓整齐，最大限度地减轻爆破对围岩的震动和破坏，尽可能维持围岩原有的完整性和稳定性的爆破技术。光面爆破的主要参数有：炮孔数目、最小抵抗线、炮孔密集系数、线装药密度、孔距和起爆顺序和起爆时差等。1、周边眼间距光面爆破周边眼间距比主爆孔小，它与炮孔直径、岩性和装药量等参数有关。孔距过大，难以爆出平整光面，且产生大块。孔距过小会增加凿岩费用，合理的孔距可按炮孔直选取，一般按以下经验公式确定：a=（10〜15）d2式中d2为炮孔直径，取32mm；周边眼间距a•取0.48m。2、周边眼密集系数密集系数过大，爆破后

6、可能在光爆孔间留下岩硬，造成欠挖，达不到光面爆破效果，反之则可能出现超挖。由此可见，周边孔密集系数是光面爆破的一个重要参数。实践中多取0.5-0.8,即最小抵抗线大于孔距，具有小孔距、大抵抗线的特点。炮眼密集系数计算公式为:K=a/w=0.48/0.6=0.8式中：K-周边孔密集系数;a-周边孔间距，取a=0.48；w-光爆层厚度（周边孔最小抵抗线），周边孔最小抵抗线W取0.6mo3、线装药密度线装药密度是指单位长度炮孔的装药量，又称装药集中度，用计算式为：Q1二qaW二0.75*0.48*0.6=0

7、.216式中q-单位体积耗药量(kg/m3)；a-光爆炮眼间距（in）；w-光爆层厚度（m）o取q为0.75kg/m3,密集系数Ql=0.216kg/m,实际取Q1为0.21kg/m；4、炮孔装药结构周边孔采用轴向空气间隔装药结构，如图3所示，在光爆炮眼深3.2m中安放3.5个药包（每个药包0.2kg）,用导爆索起爆，每个光爆炮眼用同一段毫秒雷管（13段）。要特别指出，炮眼堵塞长度不小于0.7mo5、光爆炮眼起爆间隔时间光爆炮眼与内圈炮眼起爆时间间隔为190ms,即内圈炮眼为11段,周边孔为13段。全

8、断面光面爆破炮眼药量分配表序号名称炮眼分类炮眼数雷管段数炮眼深度炮眼装药量每孔药卷量每孔装药量合计药量个段cm卷/孔1全断面掏槽眼9127681.612.6210339771.11439538571.412.64扩槽眼22732061.226.45辅助眼23932061.227.66辅助眼411132061.249.27周边眼53133203.50.737.18底板眼141536081.622.49仰拱掘进眼6132071.18.410周边眼173340