论文部分内容阅读
[摘 要]在水利工程中，基坑开挖、隧洞常需要利用爆破完成某些特定的任务。探索爆破机理，正确掌握各种爆破技术，对加快工程进度，保证工程质量，降低工程成本具有十分重要的地位。
[关键词]水利水电工程； 隧洞； 爆破
中图分类号：TV542 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）08-0148-01
1 施工程序
全断面钻爆法就是采用钻孔爆破方法将洞室开挖断面一次性开挖成型的地下建筑工程洞室开挖掘进方法，此方法适用于围岩坚固稳定地大断面硐室或巷道，能加快工程施工速度，节约工程施工成本。施工支洞R1、L1采用全断面掘进的方式进行开挖施工，3.0m一个开挖循环，具体施工程序为：开挖准备→洞脸锁口锚杆施工→洞脸开挖→洞室开挖测量放样→钻孔→装药爆破→通风散烟→安全处理→出渣清面→测量检查→一次素喷→延伸风水路线，然后进入下一个开挖循环。实际开挖过程中，还需根据开挖出露岩石地质条件情况，确定是否需要进行超前支护。
2 施工方法
2.1 预支护方法
预支护是指在松散或极破碎自稳性差围岩的隧道开挖之前，在掌子面前方的自然地层里，沿隧道横断面设置一个像拱壳的承载体，支撑顶部不稳定岩土体或加固掌子面前方的自然地层，从而保证掌子面及地层的稳定，减少地表沉降量。传统的隧道施工，在松散或极破碎地层、洞室稳定性差时，为防止开挖中拱顶坍塌，采用打插钢板、木板或型钢，即所谓的插板法。现代常用的超前预支护方法有锁口锚杆、超前小导管、超前管棚法、帷幕注浆、水平旋喷注浆和机械预切槽法。
2.1.1 锁口锚杆施工
首先由测量对根据设计图纸将施工支洞洞口开挖开口线按照设计图要求进行放样，按设计位置钻孔，标示出开挖轮廓线，孔内注满已准备好的水泥砂浆，插人钢筋杆体并用锤击方法插至孔底。
洞口爆破前，必须对洞脸进行支护锁口，锁口锚杆采用Φ25、L=6m和Φ25、L=4.5m两排交错布置，间排距均为0.5m，距开挖开口线0.5m，外露50cm。
2.2 钻孔作业
手持式气动凿岩机重量轻，手持操作，可钻各种方向的的较小直径，较浅深度的炮眼，主要用于凿小向炮眼孔径40mm孔深〈3米，用于软，中，硬岩性，型号有y24，y26等。从我国目前穿孔设备的现状来看，大多数采用手持式凿岩机和气腿式凿岩机打眼。本次采用手持式气动凿岩机。该洞室施工用手风钻钻孔，开挖采用全断面掘进，中部掏槽、周边光面爆破的施工方法。钻孔时，掏槽采用楔形掏槽的方式，洞身段孔深300cm，孔距20cm；底部孔深320cm，为了保证爆破效果，其他炮孔深3m，间排距为40cm～60cm。洞口段前4.5m，掘进进尺减半。
2.3 爆破参数
根据施工道路布置，R1施工支洞与大坝帷幕灌浆线的最小距离为60m；L1施工支洞与大坝帷幕灌浆线的最小距离为40m，均满足灌浆区域爆破最小30m的控制范围。根据质点振动速度传播规律的经验公式计算爆破单响药量W≤20kg时，不会对帷幕线区域造成影响。质点振动速度传播规律的经验公式参见《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》（SL 47-94），以此确定孔距及孔内装药结构。
2.3.1 孔径选择
本爆破采用非电起爆雷管，导爆管分段延期起爆。分为洞口断爆破和洞身段爆破。
炮眼直径的大小直接影响钻眼速度，工作面得炮眼数目、单位岩石炸药消耗量、爆落岩石的块度和巷道轮廓的平整性。炮眼直径的增加，意味着药卷直径也增加，有利于爆炸稳定性的提高，爆速增大。但是炮眼直径过大，不仅钻速降低，而且因炮眼数目减少影响药量均匀分布，使岩石破碎质量变差。本次爆破掏槽孔，崩落孔，周边孔和底孔均采用φ42mm。主爆破孔、崩落孔全部采用φ32乳化炸药进行连续装药，堵长为60～80cm
2.3.2 孔深的确定
炮眼深度决定了一个循环的钻眼，装渣工作量、循环时间以及施工组织和掘进速度。所谓合理的炮眼深度，应根据施工组织要求、技术条件和循环工作能力确定。
洞口爆破段
2.3.3 最小抵抗线的确定
光面爆破抵抗线的确定 w=（10～20）d； d——炮孔直径（m）；即w=0.42～0.84m； 本次爆破55mm。
2.3.4 炮眼数目的确定
炮眼数目与掘进断面、岩石的性质、巷道断面、炮眼直径和炸药性能等因素有关。确定炮眼数目的基本原则是在保证跑破效果的前提下，尽可能的减少炮眼数目。
洞口爆破段
2.4 炸药单耗量
炸药单耗就是每爆破一立方米岩石所耗费的炸药量（kg）。洞口爆破段，断面面积51.62m2，断面炸药单耗1.58Kg/m3，总装药量124.0kg。洞身爆破段，断面面积58.5m2，断面炸药单耗1.46Kg/m3，总装药量256.2.0kg。
根据岩石性调整；全部采用导爆索入孔，孔外非电雷管微差延时；非电网络最后采用火雷管起爆，导火索长度根据避炮距离和撤离时间计算，按1m/100s作导火索起爆试验。预计排炮进尺3m，洞挖单耗为1.3～1.5kg/m3，起爆前，由技术质检员和专业炮工分片检查，专职安全员组织检查和督促安全防护和撤退工作。爆破参数可根据现场爆破效果进行优化调整。
2.5 通风散烟
爆破后启动隧道轴流通风机压入式通风或空压站吹风，爆破渣堆进行洒水除尘。通风时间不少于30min。
2.6 安全处理清面及出渣
爆破后由安全员监督检查掌子面及頂拱安全，发现危石和隐患及时警戒和处理。发现潜在塌方、盲炮等重大安全隐患须经确定处理方案后方可实施处理，杜绝不通报而冒险处理。
施工支洞开挖采用装载机爆后集渣和清理洞顶危石；装渣采用装载机装渣，由自卸汽车将渣料就近存放于水垫塘左右岸413m高程平台或导流洞内，且不影响施工交通，待完成洞室开挖后，利用开挖渣料进行导流洞施工平台垫渣施工。
出渣后再次进行安全检查，清理围岩面上的危石，对地质缺陷带，视围岩稳定情况，根据监理工程师现场指示进行随机锚杆、排水孔、网喷等支护施工。为下一交通钻孔作业提供安全工作面。
3 测量检查
出完渣后，或在不影响出渣的情况下，检查轴线偏差和断面开挖情况，并及时校正轴线位置，对欠挖及时处理。同时严格控制路中线偏差，及时进行校正。
参考文献
[1] 《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》（SL 47-94）.
[2] 《铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南》.
[3] 《铁路工程设计技术手册 隧道（修订版）》-铁二院-1995.
[关键词]水利水电工程； 隧洞； 爆破
中图分类号：TV542 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）08-0148-01
1 施工程序
全断面钻爆法就是采用钻孔爆破方法将洞室开挖断面一次性开挖成型的地下建筑工程洞室开挖掘进方法，此方法适用于围岩坚固稳定地大断面硐室或巷道，能加快工程施工速度，节约工程施工成本。施工支洞R1、L1采用全断面掘进的方式进行开挖施工，3.0m一个开挖循环，具体施工程序为：开挖准备→洞脸锁口锚杆施工→洞脸开挖→洞室开挖测量放样→钻孔→装药爆破→通风散烟→安全处理→出渣清面→测量检查→一次素喷→延伸风水路线，然后进入下一个开挖循环。实际开挖过程中，还需根据开挖出露岩石地质条件情况，确定是否需要进行超前支护。
2 施工方法
2.1 预支护方法
预支护是指在松散或极破碎自稳性差围岩的隧道开挖之前，在掌子面前方的自然地层里，沿隧道横断面设置一个像拱壳的承载体，支撑顶部不稳定岩土体或加固掌子面前方的自然地层，从而保证掌子面及地层的稳定，减少地表沉降量。传统的隧道施工，在松散或极破碎地层、洞室稳定性差时，为防止开挖中拱顶坍塌，采用打插钢板、木板或型钢，即所谓的插板法。现代常用的超前预支护方法有锁口锚杆、超前小导管、超前管棚法、帷幕注浆、水平旋喷注浆和机械预切槽法。
2.1.1 锁口锚杆施工
首先由测量对根据设计图纸将施工支洞洞口开挖开口线按照设计图要求进行放样，按设计位置钻孔，标示出开挖轮廓线，孔内注满已准备好的水泥砂浆，插人钢筋杆体并用锤击方法插至孔底。
洞口爆破前，必须对洞脸进行支护锁口，锁口锚杆采用Φ25、L=6m和Φ25、L=4.5m两排交错布置，间排距均为0.5m，距开挖开口线0.5m，外露50cm。
2.2 钻孔作业
手持式气动凿岩机重量轻，手持操作，可钻各种方向的的较小直径，较浅深度的炮眼，主要用于凿小向炮眼孔径40mm孔深〈3米，用于软，中，硬岩性，型号有y24，y26等。从我国目前穿孔设备的现状来看，大多数采用手持式凿岩机和气腿式凿岩机打眼。本次采用手持式气动凿岩机。该洞室施工用手风钻钻孔，开挖采用全断面掘进，中部掏槽、周边光面爆破的施工方法。钻孔时，掏槽采用楔形掏槽的方式，洞身段孔深300cm，孔距20cm；底部孔深320cm，为了保证爆破效果，其他炮孔深3m，间排距为40cm～60cm。洞口段前4.5m，掘进进尺减半。
2.3 爆破参数
根据施工道路布置，R1施工支洞与大坝帷幕灌浆线的最小距离为60m；L1施工支洞与大坝帷幕灌浆线的最小距离为40m，均满足灌浆区域爆破最小30m的控制范围。根据质点振动速度传播规律的经验公式计算爆破单响药量W≤20kg时，不会对帷幕线区域造成影响。质点振动速度传播规律的经验公式参见《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》（SL 47-94），以此确定孔距及孔内装药结构。
2.3.1 孔径选择
本爆破采用非电起爆雷管，导爆管分段延期起爆。分为洞口断爆破和洞身段爆破。
炮眼直径的大小直接影响钻眼速度，工作面得炮眼数目、单位岩石炸药消耗量、爆落岩石的块度和巷道轮廓的平整性。炮眼直径的增加，意味着药卷直径也增加，有利于爆炸稳定性的提高，爆速增大。但是炮眼直径过大，不仅钻速降低，而且因炮眼数目减少影响药量均匀分布，使岩石破碎质量变差。本次爆破掏槽孔，崩落孔，周边孔和底孔均采用φ42mm。主爆破孔、崩落孔全部采用φ32乳化炸药进行连续装药，堵长为60～80cm
2.3.2 孔深的确定
炮眼深度决定了一个循环的钻眼，装渣工作量、循环时间以及施工组织和掘进速度。所谓合理的炮眼深度，应根据施工组织要求、技术条件和循环工作能力确定。
洞口爆破段
2.3.3 最小抵抗线的确定
光面爆破抵抗线的确定 w=（10～20）d； d——炮孔直径（m）；即w=0.42～0.84m； 本次爆破55mm。
2.3.4 炮眼数目的确定
炮眼数目与掘进断面、岩石的性质、巷道断面、炮眼直径和炸药性能等因素有关。确定炮眼数目的基本原则是在保证跑破效果的前提下，尽可能的减少炮眼数目。
洞口爆破段
2.4 炸药单耗量
炸药单耗就是每爆破一立方米岩石所耗费的炸药量（kg）。洞口爆破段，断面面积51.62m2，断面炸药单耗1.58Kg/m3，总装药量124.0kg。洞身爆破段，断面面积58.5m2，断面炸药单耗1.46Kg/m3，总装药量256.2.0kg。
根据岩石性调整；全部采用导爆索入孔，孔外非电雷管微差延时；非电网络最后采用火雷管起爆，导火索长度根据避炮距离和撤离时间计算，按1m/100s作导火索起爆试验。预计排炮进尺3m，洞挖单耗为1.3～1.5kg/m3，起爆前，由技术质检员和专业炮工分片检查，专职安全员组织检查和督促安全防护和撤退工作。爆破参数可根据现场爆破效果进行优化调整。
2.5 通风散烟
爆破后启动隧道轴流通风机压入式通风或空压站吹风，爆破渣堆进行洒水除尘。通风时间不少于30min。
2.6 安全处理清面及出渣
爆破后由安全员监督检查掌子面及頂拱安全，发现危石和隐患及时警戒和处理。发现潜在塌方、盲炮等重大安全隐患须经确定处理方案后方可实施处理，杜绝不通报而冒险处理。
施工支洞开挖采用装载机爆后集渣和清理洞顶危石；装渣采用装载机装渣，由自卸汽车将渣料就近存放于水垫塘左右岸413m高程平台或导流洞内，且不影响施工交通，待完成洞室开挖后，利用开挖渣料进行导流洞施工平台垫渣施工。
出渣后再次进行安全检查，清理围岩面上的危石，对地质缺陷带，视围岩稳定情况，根据监理工程师现场指示进行随机锚杆、排水孔、网喷等支护施工。为下一交通钻孔作业提供安全工作面。
3 测量检查
出完渣后，或在不影响出渣的情况下，检查轴线偏差和断面开挖情况，并及时校正轴线位置，对欠挖及时处理。同时严格控制路中线偏差，及时进行校正。
参考文献
[1] 《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》（SL 47-94）.
[2] 《铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南》.
[3] 《铁路工程设计技术手册 隧道（修订版）》-铁二院-1995.