隧洞光面爆破施工指导

水工隧洞光面爆破施工指导一．概况福安市湾坞供水工程主洞形式采用城门型，断面尺度为2.2 m×2.5m、2.0m×2.2m.从设计资料分析，洞身段均以Ⅰ～Ⅱ、Ⅲ类围岩为主，隧洞进出口为Ⅳ类围岩。

二、施工放样在隧洞开挖前应对原有导线点进行复测，确保导线点的正确性。

隧洞开挖后应及时进行导线加密测量，并对加密导线点进行平差计算。

隧洞施工时应及时快速进行隧洞中心线的放样工作，并做好隧洞高程腰线以便施工时进行高程控制。

三．施工方案隧洞开挖采用钻爆法（其工艺流程见图2-1），以新奥法理论指导施工。

采用全断面开挖，光面爆破。

采用直线型掏槽，按设计开挖轮廓线布臵周边炮眼、辅助眼。

工作面同时开动2台YT-27型气腿式凿岩机钻眼作业。

2＃岩石硝铵炸药（有水地段采用乳化炸药），周边眼采用中φ25光爆小药卷，8＃纸雷管簇联非电毫秒导爆雷管起爆。

图2-1 钻爆法开挖施工工艺流程框图3.1具体施工技术方案⑪施工围堰隧洞口临近河道地段河道涨水时易倒灌洞内，隧洞施工时必须在其洞口附近设臵施工围堰。

围堰施工方法根据实际情况（了解当地最大洪水）采用两种方案。

第一：在河道两岸原河堤的位臵加高培厚。

采用人工配合机械，人工编织袋装土筑围堰，填筑粘土心墙闭气，编织袋粘土用农用车或人力车运至工作面，用人工堆叠。

围堰的高度根据现场情况确定，堰顶高出水面至少1.5m，围堰的顶宽 1.2m，底宽 3.5～4m，坡度为 1:0.8；第二：堤脚及基础若为砂砾透水层，在堤坝迎水坡铺设防渗膜布，防止水流渗入。

隧洞口附近没有河道地段在下暴雨时雨水易倒灌洞内，隧洞施工时必须在其洞口附近设臵施工围堰。

围堰采用麻袋装土方式施工。

⑫施工排水①在洞脸顶部设排水沟下设集水井，挖一排水沟把水统一引至集水井处用潜水泵抽排，采用 4-6 寸潜水泵抽水，用橡胶软管接至围堰 3m 以外。

②隧洞内渗水的抽排方案：工作面在出口处的向上坡方向开挖隧洞时，在洞室一侧开设排水沟，利用排水沟自流排水，排水沟随工作面的掘进开凿，并经常清理，必要时，设臵水沟盖板。

工作面在进水口处的向下坡方向开挖隧洞时，在工作面前方设臵集水井或集水箱，将洞室内渗水自流至集水井，再用水泵抽排至洞外。

抽水泵的容量比最大渗水量大30%～50%，并保证有100%的备用量，重要部位设备用电源。

开挖工作面和局部地段的集水，用潜水泵抽排至集水井。

⑬洞口明挖及洞脸支护洞口明挖自上而下分层开挖，洞口土方明挖采用PC－200挖掘机挖装5t自卸车运输，洞口石方明挖采用松动爆破，钻孔采用 YT27型风钻配9m3／min移动式空压机，PC－200挖掘机配5t自卸车运方。

明挖主要施工程序：坡面清理→锚杆施工→挂钢筋网→喷混凝土施工→下层开挖。

坡面在喷砼之前必须做好表面清理，包括清理所有松散岩块或其他影响砼粘着的污迹、脏物；清除表面积水及疏排裂隙渗漏水等。

⑭光面爆破技术隧道光面爆破采取微振动控制爆破技术。

为控制超挖，周边采用光面爆破方法。

隧道光面爆破要求周边眼爆破既能将岩石爆落下来，又能形成规整的轮廓，尽可能保留半孔痕迹，减小爆破对围岩的扰动，减少超挖量。

装药集中度(q)、最小抵抗线(W)直接影响周边岩石的爆落效果；“规整轮廓”主要与炮眼间距(E)、炮眼密集系数(m=E/W)和最小抵抗线有关(W)；半孔率主要与不耦合系数(D=d炮眼/d炸药)有关。

因此，影响隧道光面爆破效果的主要参数应是：炮眼间距(E)、炮眼密集系数(m)、装药集中度(q)、最小抵抗线(W)、不耦合系数(D)。

而它们之间又是相互联系的，只有这些参数整体上处在某一正确的范围内，才能达到理想的光爆效果。

影响光面爆破效果的因素有很多，主要有围岩地质条件、炸药特性、断面形状和大小、钻孔质量等。

其中围岩地质条件和钻孔质量是最主要的影响因素。

实践表明，通常的光面爆破参数取值范围如下：炮眼间距E=(8~15)d、炮眼密集系数m=0.7~1.0、最小抵抗线W=(10~20)d或者W=E/m、不耦合系数D=1.5~2.0、装药集中度q=0.04~0.4(kg/m)4.1起爆方式（l）隧洞开挖按光面爆破要求进行钻爆设计，周边眼使用小直径光爆炸药，炮眼间距45－60cm，采用间隔装药，导爆索起爆，孔口堵塞长度足够。

炮孔痕迹在开挖轮廓面上均匀分布，炮孔痕迹I、Ⅱ类围岩保存率达到90％以上，Ⅲ、Ⅳ类围岩保存率达 70％以上，保证开挖面与设计轮廓线一致，径向超挖值和开挖岩面的起伏差均小于200mm，平均100mm。

围岩中不得有明显可见的爆破震动裂隙，不能有欠挖。

（2）掏槽眼、辅助眼采用连续装药，毫秒延期导爆管雷管起爆，φ32＊200 、2＃岩石销按炸药，装填系数0.7-0.85。

（3）掏槽方式考虑围岩的夹制力，每循环进尺控制在2.2米左右，掏槽型式采用直线方式，确保掏槽效果。

4.2钻孔作业（l）钻孔前准确测画开挖轮廓线，点出掏槽眼和周边眼的位臵。

（2）钻孔采用YT-27型风动凿岩机，钻孔深度2.5m，每个工作面配2台风钻同时作业，司钻手按设计划定的区域和炮眼顺序钻孔。

（3）施工方法钻孔严格按照钻爆设计图，采用激光导向仪配合全站仪，精确测量中线水平，高程用水准仪测量，用钢尺结合激光导向仪、全站仪及水准仪布孔施工。

4.3爆破按照钻爆设计图准备好爆破材料，装药前先用高压风清孔，检查钻孔是否堵塞或坍孔，然后接划定的区域装药连线，各负其责。

装药顺序先上后下，先两侧后中间。

导爆管连线采用“一把抓”法，配两个起爆雷管，装药结束经安全检查后起爆，各步骤按《塑料导爆管非电起爆操作原则》进行。

4.4钻爆设计4.4.1炮眼数目炮眼数目的多少直接影响每一循环凿岩工作量、爆破效果、循环进尺、洞成型的好坏。

暂按下式计算炮眼数目，在施工中，根据具体情况再作调整，以达到最佳爆破效果。

炮眼数目N，按下式计算：N＝q×s/rη式中：q——炸药单耗量，取q=1.85kg／m3S——开挖面积，S=5.05m2r——每米长度炸药的重量，2号岩石销铵炸药r=0.78kg／m η——炮眼装药系数，取η=0.7经计算，N=17，光面爆破需多增加周边眼13只及中空孔一只，共计31只。

4.4.2每个炮眼的装药量（1）掏槽眼Q1=η×L×r式中：η——炮眼装药系数，取η＝0.8L——眼深，L=2.5mr——每米长度炸药量，r＝0.78kg／m经计算Q1=1.56取Q1=1.5kg（2）辅助眼Q2=η×L×r=0.7*2.4*0.78=1.30kg 取Q2=1.35kg4.4.3光面爆破参数针对各类岩石初次选用如下爆破参数，在施工中可按照选定的参数总结每次爆破效果，测量半孔率和轮廓不平整度，不断调整光爆参数：周边孔间距E=（15～8）d=（15～8）*43mm＝645～430mm密集系数m=E／W=0.65～1.0最小抵抗线W＝600～400。

4.4.4装药起爆光面爆破宜采用细药卷，起爆时注意以下事项：（l）周边孔应该同时起爆才能保证光面爆破效果；（2）对起爆顺序为先掏槽孔，再辅助孔，辅助孔起爆后再起爆底孔，周边孔最后起爆；（3）周边孔的底孔应该装一个φ32毫米药卷，以克服岩体挟制作用；（4）为了减少超挖和降低工程造价，开挖过程中，加强断面量测，并及时处理欠挖部位，修整开挖断面，获得良好的经济效果。

4.4.5炮眼布臵设计的炮眼爆破参数见表4-1。

表4-1隧洞开挖爆破参数表4.4.6爆破钻孔开挖完毕，采用高压风枪进行清孔，然后按照钻爆设计确定的装药参数进行药卷填充，连接爆破器材，人员、设备撤离清场，重新检查后进行引爆。

4.4.7光面爆破施工细则确定隧道施工方案时，要综合考虑隧道的地质条件、钻孔设备、爆破器材、支护方法和技术水平等因素来决定。

应该特别强调的是，隧道开挖施工方案和爆破方法之间有着十分密切的关系。

隧道光面爆破施工应遵循以下原则：①钻孔孔位依据测量定出的开挖轮廓线确定。

周边孔在断面轮廓线上开孔，沿轮廓线等间隔布臵炮眼，需要调整孔位时偏差不大于2cm，各炮孔孔底落在规定的平面上，凹凸不平整的平整度小于10cm；与周边孔相邻一排辅助炮孔的孔口距离不小于40cm，打眼方向水平、平行于掘进方向。

②钻孔前必须严格按照钻爆设计标示出孔位和编号；如果孔位与上次的残孔重合，必须适当移位，绝对不准在残孔内钻孔。

③必须保证钻孔质量。

钻进中要防止漏钻和多钻，控制好孔位、孔深和角度，是保证光面爆破效果的基础。

④炮孔钻完后要及时清孔并用木楔封堵，防止杂物进入。

炮孔经检查合格后，方可装药爆破。

⑤为减少装药时间，事先由炮工将药卷间隔串联在导爆索上，并用胶带绑扎在一根有一定强度的竹片上，装药时炮工将绑有药卷的竹片放入每个周边孔内，应使竹片紧靠围岩外侧，而药卷则紧靠开挖岩石的内侧，这样既有利于保护岩壁，又可以增强对开挖岩石的爆炸力。

炮孔内放入药卷后，应将导爆索引出孔外，然后炮泥封堵炮孔。

⑥为使周边孔装药达到一定的不偶合系数，周边眼采用直径φ25mm的小药卷进行装药。

⑦为保证周边眼光面爆破效果，周边孔最后一段起爆。

同时起爆的炮孔用导爆索串联在一起或用同段位的导爆管雷管簇联在一起，最后通过电雷管进行激发。

⑧连线必须认真细致，仔细清点数量并复核，对联结块上的上下级导爆管必须捆扎牢固，严防产生漏爆拒爆现象。

⑨爆破后的残留炮孔痕迹在开挖轮廓线上是否均匀分布；半孔残痕率在完整岩石处保持在95%以上，较完整和完整性稍差的岩石处保持在80%以上，较破碎和破碎岩石处半孔率不小于50%。

⑩每次爆破以后，要先进行通风，通风15分钟后检查人员方可进入隧道做相应的检查工作；要及时察看围岩周边光面爆破效果，核对与爆破设计是否相符，如有变化要及时调整爆破参数，使其达到最佳效果。

城门型隧洞炮眼布臵示意图4.8其他出渣方式、安全措施、质量控制措施等参照施工组织设计。

⑮土洞施工技术5.1开挖总体方案隧洞进口浅埋土质隧洞开挖遵循“短进尺、弱爆破、强支护、勤观测、早封闭”的原则进行施工，在开挖结束后24h内及时完成锚喷支护，是否尽早进行永久砼衬砌，经三方确定后实施。

根据目前隧洞口土石夹层地质情况，拟采用人工风镐开挖修规成型，循环进尺1.0-1.5m。

洞碴采用人工装车，2T自卸农用车运至弃渣场。

5.2要素分析：（1）施工中由于夹石粘土较为密实，人工开挖进尺缓慢，若采用弱爆破在开挖面中心形成1.0-1.5m2空洞，施工进度明显加快。

（2）为确保有工作施工空间和施工作业人员安全，严格控制循环进尺。

隧洞为浅埋土质隧洞，围岩稳定性差，在自稳和地下水等的作用下，极易发生坍塌现象，临时支护型式决定隧洞开挖的成败，故采用“强支护、早封闭”的方针。

支护型式：洞身采用钢支撑锚喷砼复合支护。

5.1临时支护施工工艺洞身采用钢支撑锚喷砼复合支护，保证设计净断面,所有临时支护均在净断面外（参照设计土洞永久支护断面图补充01号）。