文档介绍：光面爆破在软弱围岩开挖中的应用及施工控制重点
光面爆破在软弱围岩开挖中的应用及施工控制重点
[摘要]光面爆破施工技术的优点主要是爆后成形规整、超欠挖量小,围岩不产生或产生很少的爆震裂缝,提高围岩的自稳能力,因此被广泛应用于隧道开挖、井巷掘进及边坡切割工程。针对山西中南部铁路通道工程秦家凹隧道软弱围岩的实际情况,通过优化设计、改进施工技术,提高了围岩的开挖质量,加快了隧道的施工进度,达到了节约成本的目的。本文介绍了**隧道软弱围岩开挖过程中光面爆破施工技术的设计、施工经验,总结了光面爆破的施工控制重点,希望能为其它隧道的施工提供一定的参考价值。
[关键词]光爆设计施工提高参考
中图分类号:TE42 文献标识码:A 文章编号:
山西中南部铁路通道工程**隧道全长3785m,地处太岳山前坳起的低山区,地势起伏较大,沟谷深切,多呈U型沟。隧道洞身位于三叠系中统铜川组砂岩夹泥岩中,洞顶主要为第四系全新统的黏质黄土和铜川组砂岩的分化层。隧道以Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩为主,其中Ⅲ、Ⅳ级围岩占隧道总长度的70%。根据设计要求,隧道Ⅲ级、Ⅳ级围岩开挖工法采用两台阶法施工,上台阶采用光面爆破开挖方法进行施工。本隧道工程地质条件较差,浅埋段比较多,地质条件复杂多变,开挖施工难度比较大。针对本隧道的围岩特点及超欠挖情况,项目部从光面爆破的设计抓起,采取各种措施优化施工方案,达到了提高光爆孔壁残留率,减少超欠挖的目的。
1、隧道超欠挖情况分析与处理
隧道大部分围岩为泥岩﹑砂岩结构,有时以泥岩和砂岩互层出现。受地质构造影响,砂岩节理发育,比较破碎,层状岩层为薄层或中层,层间结合差,多有分离现象。泥岩强度低,遇水易软化。

图1几种典型的岩层情况图
掌子面围岩为泥岩和砂岩互层出现,当拱顶为石质差的泥岩时,该部位开挖后容易掉块,形成超挖;当拱顶为砂岩薄层时,该部位开挖后容易形成小面积的塌方。当拱顶为较破碎的砂岩时,拱顶开挖后易形成大面积的塌方。围岩较好时,如光爆参数掌握不好,易形成局部较大的超挖情况。由于施工初期对这种围岩缺少认识,对光面爆破参数和施工方法控制不到位,导致泥岩部位超挖、砂岩部位欠挖、拱顶掉块和小面积的塌方事件发生。
当层理面处于拱腰及下台阶,该部位炮孔最小抵抗线与层理面平行时,将减少爆破方量,可能顺层发生冲炮,容易留根底,造成该部位的欠挖,而隧道开挖严禁欠挖,因此还需要补炮处理,影响了工程的进度,又浪费了人力和物力;当层理面位于拱顶时最小抵抗线与层理面垂直时,将扩大爆破漏斗,造成拱顶两侧超挖,需进行补喷处理,既浪费时间又浪费材料。因此针对不均质岩体对爆破作用影响明显的情况,爆破参数要根据两种岩体的特性加以考虑,砂岩的周边眼间距比泥岩要稍小,装药量比泥岩要稍多,当层理位于起拱线至拱顶时,要减少该部位的装药量。
2、光爆设计情况

光面爆破施工若要“爆下来”主要与装药集度(q)和最小抵抗线(W)有关;“完整的轮廓面”主要与周边炮眼间距(E)、炮眼密集系数(m=E/W)、最小抵抗线(W)有关;“炮眼残痕和减少对周边眼的扰动”主要与不耦合系数(D=d炮眼/d炸药)有关。**隧道围岩属于软弱围岩,需加密周边眼间距,选择较小的炮眼密集系数。
(1)周边眼间距(E)
光面爆破周边眼间距一般为E=(