岩溶隧道光面爆破施工工艺分析

岩溶隧道光面爆破施工工艺分析

长沙市公路桥梁建设有限责任公司

摘要:考虑到岩溶隧道施工特殊性,还应加强光面爆破施工技术应用,以便使工程施工安全和质量得到保证。基于这种认识,本文结合工程实例提出了光面爆破施工方案,并对具体施工工艺步骤展开了分析。从工程施工效果来看,通过合理应用光面爆破施工技术和加强工程施工管理,能够为工程建设提供保障。

关键词:岩溶隧道;光面爆破;施工工艺

引言

在城市化建设不断加快的过程中,隧道数量不断增加。就目前来看,一些隧道工程需要在复杂地质条件下建设,如岩溶隧道施工就具有较大的难度,未能实施精细化的爆破管理容易出现施工安全问题。应用光面爆破施工工艺,能够加强隧道断面爆破控制,使隧道工程施工质量和生产安全得到保证。因此,还应加强岩溶隧道光面爆破施工工艺,以推动隧道工程建设发展。

1工程概况

某隧道为双线隧道,全长2806m,最大埋深171m,属于山岭深埋隧道。隧道所处地区属于剥蚀低丘区,周围山形起复较大,坡度在30-50°之间,施工采用复合式衬砌结构。而隧道围岩主要为玄武岩和灰岩,硬度在4-6之间,级别为III、IV和V级,拥有发育岩溶裂隙,并且裂隙水量大,具有一定施工难度。

2光面爆破施工工艺

2.1施工方案

在隧道施工期间,考虑到溶蚀区域分布广泛,围岩变化显著,为避免爆破过程中出现超欠挖问题,影响隧道施工安全,需要采用光面爆破施工工艺。采用该种施工方法,可以实现爆破断面平整度控制,避免开挖轮廓出现超欠挖问题,因此又被称之为控制性爆破技术。在施工期间,需要完成周边眼、底板眼、掏槽眼和辅助眼等孔眼布置,加强起爆熟悉怒的掌握,以便利用微差时间构成临空面,实施压钉式爆破,达到理想爆破控制效果。施工过程通过进行雷管分段位布设,并实施不连续耦合装药,采用红线导爆装药结构,能够使断面周边眼同时起爆,使装药量得到分散,因此能够使爆破施工给围岩带来的扰动得到有效减小,避免周围结构受到破坏,最终得到光滑、平整的岩面[1]。实际在工程爆破施工过程中,可以针对脆性不大的围岩完成小掏槽的布置,以免围岩大面积挂口。在围岩脆性较佳时,不设置小掏槽,但需要加强掏槽药量控制。遭遇裂隙极发育围岩,可能导致壁面被拉裂,因此需要做好装药结构选择。

2.2施工工艺

2.2.1施工准备

在爆破施工前,需要做好机具和器材选择。结合施工方案,爆破机采用YT28型气腿式凿岩机,钻头为硬质合金钢,直径为φ42mm,规格为中空六棱形,长分别为1.5、2、2.5、3m。针对周边眼,装药结构为不耦合形式,利用导爆索进行各药卷连接。针对其他炮孔,实施正向起炮。炸药为2号岩石乳化炸药,药卷为φ32mm标准型号,雷管为非电毫秒微差型。掏槽为3-5m,周边眼孔深3.5m,孔径50m。针对周边眼,需要保持40、45、50、55cm等不同间距,装药密度的延米装药量为320g/m。

2.2.2测量放样

实际进行爆破施工时,需要完成测量放样。具体来讲,就是需要完成隧道断面测量放样,科学确定钻孔位置。结合围岩特点,还应完成周边眼参数的合理确定,以便使轮廓面的平整度得到保证。考虑到岩溶发育问题,需要适当扩大炮眼直径。针对内圈眼和周边眼,可以进行环形布孔。针对掏槽眼,可以实施线性布孔。利用油漆,可以完成孔眼位置标准,需要将偏差控制在5cm范围内,并利用油漆将轮廓线和断面中线标示出来。

2.2.3钻眼作业

在钻眼施工期间,还应做到“平”、“直”、“齐”。为此,还要选派专业施工人员进行施工作业,并加强现场监督,促使人员严格按照要求施工。针对开挖台车台架衔接位置的周边眼,还应扶平钻杆,做到蹲身弯腰施工,以免出现超挖问题。针对周边眼和掏槽眼施工,还应加强钻孔间距和角度控制,使孔底朝隧道开挖轮廓线倾斜3-5°,与开挖断面边缘保持0.1-0.2m距离。完成钻眼后,需要进行清孔作业,利用高压风将炮孔内杂物、泥浆等清理干净,并对钻眼深度、直径等进行检测,确保符合爆破施工要求。

2.2.4爆破施工

在爆破施工阶段,首先需要进行装药,应安排专人在一旁监督,保证雷管装填能够严格按照方案进行,同时加强装药量和装药结构的控制。针对全部炮孔,在装药后需要完成炮泥的填塞。而填塞周边眼,还应使其长度至少达到20cm。结合装药结构可知,需要利用反向起爆法对炸药进行起爆,装药时则要按照自上而下的顺序,完成分片、分组装药,严禁出现混装问题[2]。周边眼需要实现间隔装药,利用导爆索加强廉洁,使不耦合系数得到增加,从而发挥缓冲作用。在爆破时,为保证爆破效果,需要提前进行试爆。实际爆破时,还要完成爆破顺序合理安排,具体按照掏槽眼、扩槽眼、内圈眼、底板眼、辅助眼和周边眼的顺序进行爆破,应保证爆破操作的精确性。在辅助眼和周边眼之间,还应保持1-2个段别的微差时间,以免因间隔时间过长或过短给起爆效果带来影响。为避免出现飞石炸断雷管脚线的问题发生,还应由专人负责联线,完成复合网络建立。针对每簇脚管,还应利用两发低段位雷管加强捆绑,通过并网与雷管加强连接。按照要求,每簇雷管数不能大于20发。实际在起爆时,可以利用两发火雷管进行击发引爆。

2.3施工效果

从工程施工效果来看,经过对炮眼位置和装药数量等参数进行不断调整,并加强整个施工过程的控制管理,最终工程施工达到了较好的爆破效果。从具体参数上来看,利用断面仪进行检测发现,隧道光面爆破平均线性超挖量达到了6cm,远小于10cm的标准值;最大线性超挖量为16cm,同样小于25cm标准值;局部欠挖量为0,标准值为5cm;炮眼残留率为92%,满足≥85%的要求;两炮衔接台阶最大尺寸为10cm,远小于15cm的标准值。由此可见,采取光面爆破施工工艺能够保证工程施工效果。

结论

综上所述,针对岩溶裂隙较多的隧道,在断面施工时可以采用光面爆破施工工艺防治超欠挖的产生,节省隧道施工喷射的混凝土,同时加快隧道施工进度,为工程施工带来可观效益。而在实际施工作业过程中,还要结合工程具体情况提出科学的爆破施工方案,并加强各个施工环节的管控,以便使工程施工质量得到保障。

参考文献

[1]许涛.公路隧道光面爆破系统在某隧道中的应用[J].北方交通,2019,04:84-87.

[2]许伟.高速公路隧道光面爆破施工技术应用[J].建材与装饰,2018,16:240-241.

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