預留光面層光面爆破在大灣隧道施工中的應用

芮 江

（西安地下鐵道有限責任公司 陜西 西安 710018）

1 、大灣隧道工程概況

大灣隧道為渝湘高速公路武隆至水江段的分離式長隧道，左線樁號為：ZK18+042.66～ZK20+857.8，長2815.14米；右線樁號為：K18+022～K20+842，長2820米。隧道開挖斷面寬12.2米，局部地段設置仰拱，圍巖成分為白云巖、頁巖、灰巖，成分復雜，節理發育，局部破碎。隧道埋深1.5～520米。施工中采取鉆爆法進行開挖，洞口淺埋段采用多臺階開挖，其他段采用長臺階開挖方式貫通上斷面，上部斷面為等截面圓拱線以上。采用預留光面層爆破技術掘進，平均月進尺120米。

2 大灣隧道留光面層光面爆破作業技術參數（見表1）

表1 預留光面爆破參數

2.1 常用技術參數選擇

2.1.1 最小抵抗線W（預留光面層厚度）

W直接影響爆破效果和隧道成形，W=（12～18）d內調整，且W≥E，d=35～45mm。

Ⅱ類及Ⅱ類以下圍巖W值取大值；及Ⅲ類以上圍巖W值取小值。

2.1.2 周邊眼間距E

E直接控制隧道開挖輪廓的平整度，E=（10～15）d，炮眼直徑d=35mm。

對于圍巖松軟，有破碎帶，節理，裂隙發育地段，E取小值；穩定性好，中硬到堅硬的巖石，E取大值，必要時對在兩炮眼間中部增加一空眼以形成導向爆破。

2.1.3 周邊眼采用密集系數K

K=E/W=0.7～1

2.1.4 周邊眼采用2#圍巖小炸藥,線裝藥密度q。

q=0.1～0.2kg/m，采用預留空氣柱間隔裝藥結構和預留空氣柱的炮泥堵塞。

Ⅱ類及Ⅱ類以下圍巖q取小值；及Ⅲ類以上圍巖q取大值。

2.2 周邊眼裝藥

2.2.1 采用間隔裝藥結構

為了使炸藥沿泡眼均長布設，將炸藥沿泡眼全長布設，利用炸藥殉爆距離進行裝藥。

2.2.2 采用同段位導爆管、預留空氣柱裝藥結構：當所需要炸藥連續長度較小時，利用兩個同段位導爆管分別布置于孔底和眼口1/4炮眼范圍內，炮眼中部預留空氣柱進行同時起爆。

2.2.3 不偶合系數：周邊眼采用較大的不偶合系數λ值，以減少對圍巖的破壞，不偶合系數λ=1.2～1.5

2.3 采用合適的掏槽形式、合理控制爆破程度

采用小斷面中心掏槽超前大斷面掘進 10米以上，對進行掘進斷面刷大到最后預留光面爆破時，可根據圍巖變化或涌水情況進行鑿爆參數的及時調整，達到理想的爆破效果。

3 預留光面層爆破質量檢測評定

4.1 超欠挖

預留光面層光面爆破后隧道周邊圍巖表面應圓順平整，無欠挖，超挖（平均線性超挖）在循環掘進眼深3米時不大于10cm。

4.2 炮眼痕跡保存率

Ⅲ級及Ⅲ級以下圍巖，炮眼痕跡保存率應大于80%，破碎段四級及四級以上圍巖，炮眼痕跡保存率應大于50%以上。

4.3 對圍巖的破壞程度

爆破后，兩茬炮邊接處無明顯痕跡，圍巖面上無粉碎巖石和明顯裂縫，也不應有浮石，巖性不好時應無大浮和碎狀浮石。

4.4 炮眼利用率應大于90%

4 效益分析

面層光面是鉆爆法開挖隧道光面爆破施工的先進技術，特別是采用小斷面中心掏槽超前掘進，大斷面爆破刷大到預留光面層再進行光面爆破。它能較好的控制圍巖的超欠挖，對圍巖變化鑿爆參數能及時進行調整。對涌水段，圍巖破碎段、和軟弱圍巖段有很好的開挖爆破效果，特別是采用φ22巖石小炸藥利用預留空氣柱堵塞結構爆破，對圍巖的擾動減小，同時爆破松弛帶比普通爆破的松弛帶減小，能較好的保持圍巖的穩定，其平均線性超挖值比普通爆破少 15cm左右。按超期超挖 1m3增加直接費用300元（開挖100元，回填砼200元）計算，每延米節約費用4.m3分別為400元和800元,經濟效益是十分明顯的。同時開挖斷面光滑平順，減少了初期支付噴射砼量，對于防水設施的安裝和后期的襯砌能有明顯的質量保證。