7、隧道水压爆破施工技术.docVIP

隧道水压爆破施工技术 胡永成 (中铁十七局集团第五工程有限公司 山西太原） 摘 要：张唐铁路杨木栅子隧道采用水压爆破施工技术，有效降低炸药单耗，提高炮孔利用率，增加循环进尺速度，减少通风排尘时间，提高空气质量，改善施工环境。本方详细介绍了水压爆破施工方法、特点及施工工艺，为同类工程提供借鉴。 关键词：隧道，水压爆破，施工技术 我国对在隧道开挖中采取钻爆方法主要有：用湿式钻眼代替干式钻眼，使用钻孔台车机械化钻眼，塑料导爆管非电起爆代替传统的火爆电爆，使用乳化炸药提高防水作用，水压爆破技术应用等。目前，国内绝大部分隧道采用钻爆法开挖，该方法炸药能量利用率偏低，循环进尺较短，且施工环境污染较严重，已经成为制约隧道钻爆法开挖技术提高的瓶颈。水压爆破施工技术在国外已经被广泛地运用到地下工程钻爆施工中，而在我国的发展运用才刚刚起步。水压爆破对施工技术管理有较高的要求，比常规爆破增加炮泥和水袋加工及装填两道工序。但采用水压爆破施工方法可以有效降低炸药单耗，提高炮孔利用率，增加循环进尺速度，减少通风排尘时间，提高空气质量，改善施工环境。 1 工程概况 新建铁路张唐线杨木栅子隧道全长5627.5m，最大埋深320m，设计为双线隧道，断面尺寸为： = 2 \* ROMAN II 、 = 3 \* ROMAN III级围岩分别为83.362m2和94.92m2。该隧道出口洞身掘进， = 2 \* ROMAN II、 = 3 \* ROMAN III级围岩采用全断面法施工； = 4 \* ROMAN IV、 = 5 \* ROMAN V级围采用台阶法施工，爆破方法采用水压爆破。 2 爆破设计 2.1爆破器材选用 根据施工中常用爆破器材的种类结合本地火工品库存情况，选用以下爆破器材。 1、瞬发非电毫秒雷管、导爆管连接、击发枪起爆。 2、1、3、5、7、9、11、13段非电毫秒雷管。 3、岩石硝铵膨化炸药、岩石粉状乳化炸药，炸药规格22cm×φ32mm 、200g/管。 4、导爆索、导爆管 起爆、网路连接或光面爆破。 2.2光爆孔参数确定 1、周边眼间距E。周边眼布置在开挖断面的轮廓线上，光爆孔的孔底的孔底朝隧道开挖轮廓线方向倾斜3～5°。当爆孔孔径D为42mm时，周边孔间距E =（10～16）D，Ⅱ、Ⅲ级围岩周边眼的间距取：40-55cm。周边眼要根据围岩的软硬程度进行适当调整，软岩要加密,不同围岩级别相应增加8～10个炮孔。　　2、光爆层厚度W。光爆层厚度就是周边眼最小抵抗线，它与开挖的隧道断面大小有关。断面大，光爆眼所受到的夹制作用小，岩石比较容易崩落，可以大些；断面小，光爆眼受到的夹制力大，光爆层厚度相对要小些。同时，光爆层厚度与岩石的性质和地质构造有关，坚硬岩石光爆层可小些，松软破碎的岩石光爆层可大些。根据经验确定，光爆层厚度W=0.5m～0.8m，Ⅱ、Ⅲ级围岩W取55cm。  3、密集系数K。周边眼密度系数是周边眼间距E与光爆层厚度W的比值，是影响爆破效果的重要因素，K=E/W（K取值0.8）。 4、孔深L。Ⅱ、Ⅲ级围岩每循环进尺深度： L=0.5×B×0.9%=0.5×10×0.9%=4.5m(隧道宽度B=10m)。 根据围岩软硬程度，Ⅱ、Ⅲ级围岩每循环钻孔取值：掏槽眼（抽芯眼）深度取4.5m，底板眼深度取5.0m，辅助眼深度取4.0m，周边眼深度取3.8m。 5、装药量Q。首先确定炸药单耗量q，炸药单耗量对装药效率、炮孔利用率、开挖壁面的平整程度和围岩的稳定性都有较大的影响。它取决于岩性、断面积、炮孔直径和炮孔深度等多种因素，q取值1.2kg/m3。 周边眼光面爆破装药量的计算，主要是确定周边眼光爆层炮眼装药集中度，即：　 Q=qEW ，　Q装药量取0.11～0.30kg/m。 根据经验确定周边眼装药量，Q取0.20kg/m，每个炮孔装药量取（3.8m深炮孔）值：3.8×0.20kg/m=0.8 kg。 周边眼要沿隧道开挖轮廓线布置，保证开挖断面符合施工图要求。 2.3掘进孔参数确定 1、掏槽眼：掏槽眼采用楔形24个炮孔，单孔装药量取2.8kg。 2、开挖断面炮孔数量N的确定：炮孔数量N取决于掘进断面积、岩石性能和炸 药性能。孔数过少将造成大块增多，周壁不平整，甚至会出现炸不开的情况；相反，孔数过多将使凿岩工作量增大。　　根据公式N=0.0012qS/ad2 计算出掌子面开挖所需的炮孔个数。 式中N—炮孔数量（个）；断面开挖取0.5~1.94kg/m3。q—单位炸药消耗量, 一般取1.2kg/m3；S—开挖断面面积， a—炮眼装填系数，取0.62；d—炸药直径，岩石粉状乳化炸药直径为?32mm。Ⅱ、Ⅲ级围岩断面S=83.36-94.92m2，炮孔数量N=104-120个，采用钻爆台车进行钻孔，炮孔