光面爆破在隧道全断面开挖中应用

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1、光面爆破在隧道全断面开挖中应用　　【摘要】新奥法现已成熟应用于山岭隧道施工中，光面爆破有效保障了隧道开挖的超欠挖控制，本文结合云山隧道开挖采用光面爆破的实际应用对该项施工工艺进行陈述。【关键词】隧道施工光面爆破超欠挖中图分类号：U45文献标识码：A1.工程概况云山隧道位于山西省左权县城东北5公里处，横穿太行山脉西翼的阳曲山东南延，设计为分离式隧道。右线全长11377米，左线全长11408米，左右线均为超长隧道，线间距30~35米，最大埋深742.67米，共设附属工程——竖井1处，斜井3处。本标段与三标交界里程为K49+300，本标段主要承担交界至

2、出口段施工，其中2#、4#斜井属于本合同段的任务范围，2#斜井长1256.4m，最大坡度为i=12.85%，垂直高差153m；4#斜井长1245.5m，最大坡度为i=21.2%，垂直高差178m，正洞与斜井均采用双车道无轨运输。隧道平面布置如下图：2.工程地质条件2.1地质及水文9由于云山隧道为特长隧道，穿越的地层单元繁多，由元古界、古生界及新生界组成。总体隧道围岩以硬质岩为主，属山岭石质隧道，主要为寒武系，奥陶系碳酸盐类，主要岩性有：石灰岩、泥灰岩、白云岩、角砾状灰岩、泥页岩，占隧道围岩的80%。软硬岩比例2:8，层间结合较好，节理裂隙不发育，

3、岩体较完整，富水性一般。洞体围岩按含水介质主要分为岩溶裂隙水和碎屑岩裂隙水两个含水岩组，隧址区属于大型单斜构造，断层构造总体不发育，岩层倾向北西，区内地下水渗流的方向除垂向渗流外，层间地下水主要渗流方向大部分向西部，结合水文测试资料，岩体渗透性很低，K=0.004m/d，围岩出水状态为裂隙滴渗水，q=0.3m（m.d）,含水段长度为2000m，属于弱富水洞身，最大涌水量为560m3/d。2.2不良地质隧址区不良地质现象主要为碳酸盐岩中的溶洞，分布于隧道围岩约70%的范围，钻孔揭露直径最大者达30cm，且均被泥质和碎石充填，所揭示的溶洞均在隧道设计

4、标高之上30-50m处，对隧道影响很小。根据《中国地震动峰值加速度区划图》GB18306-2001图A1，隧址区地震动峰值加速度为0.05g，对应的地震基本烈度为Ⅵ度。综合评价，隧址区场地稳定性较好。3.隧道开挖方案选择9本标段施工范围为分界里程K49+300至出口（右洞为K54+967、左洞为ZK54+978）段，由于本标段还包含2#、4#斜井，且距出口较远，故布置两个施工区，一工区在出口，负责由左、右洞正洞出口向小里程方向的掘进施工任务；二工区在斜井，负责2#斜井和4#斜井的施工，以及斜井开挖完成后，利用斜井作为运输通道进入正洞分别向大、小里

5、程方向展开工作面进行正洞的施工任务，本标段围岩主要为Ⅲ级、Ⅳ级围岩，其中Ⅲ级围岩占63.1%，Ⅳ类围岩占35.4%岩体。以Ⅲ级正常段为例，各开挖断面尺寸见下表：名称正洞正常段正洞加宽带2#斜井4#斜井断面高度（m）8.39.077.026.63断面宽度（m）11.814.959.78.26断面面积（m2）73.68102.7852.9343.419斜井断面较小，可直接采用全断面开挖光面爆破法施工，正洞先期采用的是两步台阶法开挖，在开挖掘进1000m后，结合现场围岩稳定性较好，未见断层及复杂地质变化，为提高施工速度，减少工序间的相互干扰，随后也改用

6、全断面开挖法施工，每循环进尺3.0m。隧道全断开挖光面爆破，是应用光面爆破技术，对隧道实施全断面一次开挖的一种施工方法。它与传统的爆破法相比，最显著的优点是能有效地控制周边眼炸药的爆破作用，从而减少对围岩的扰动，保持围岩的稳定，确保施工安全，同时，又能减少超、欠挖，提高工程质量和进度，全断面开挖可最大限度利用洞内作业空间，工作面宽敞，可投入大型高效设备，加快施工进度，断面一次成型，施工组织与管理都比较简单，能够较好地发挥深孔爆破的优越性，且光面爆破对洞身轮廓超欠挖控制较好，可为后续衬砌施工提供优越条件。4.光面爆破方案4.1周边眼参数光面爆破的主

7、要参数有：周边眼间距E，最小抵抗线W，周边眼密集度系数K和装药集度q。设计断面轮廓线上允许沿轮廓线调整其误差不得大于5cm，炮眼方向可以以3%-5%的斜率外插，眼底不得超出开挖轮廓线10cm，常采用不耦合装药。周边眼间距E根据经验公式E=(12～15)d，则周边眼间距为500mm～630mm，d为炮眼直径，（坚硬或破碎的岩石取小值，软质或完整的岩石取大值）；②最小抵抗线W最小抵抗线即光爆层厚度，W=（13～22）d，W直接影响光面爆破效果，不得小于周边眼间距；③周边眼密集系数K一般情况下，取K=E/W=(0.7～1.0)为宜；④装药集度q=Q/L

8、，Q即炮孔装药量；9⑤L为炮眼深度，一般最大炮眼深度取断面高度的0.5倍，除掏槽眼深度3.8m，其余周边眼、辅助眼炮孔深度为3.5m。周