强致密花岗岩隧道爆破开挖施工技术研究

翁雪松，成 杰，秦 智

(四川交投建设工程股份有限公司，四川 成都 610041)

0 前 言

近年来，随着国家山区高速公路发展的大力支持，为减少道路里程、适应各种不同的山区地形、节约工程造价，减少占用耕地面积，隧道逐渐成为了一种具有重大意义的公路结构形式。隧道爆破[1-4]是隧道建设的一个重大难题，它的成功与否会对隧道结构的稳定及下一道工序的开展产生重大影响，所以需要最大限度地降低爆破振动[5-7]，从而减小隧道爆破对周围施工产生的影响。

对于隧道爆破开挖的问题，前人已有研究。朱有荣等[8]针对隧道开挖技术进行分析,并探索爆破施工的相关技术；周世一[9]以珠峰隧道下穿松散堆积体为研究对象,开展了隧道开挖及爆破施工技术适应性的研究，为类似的隧道施工提供技术支持与经验借鉴；符永星[10]以重庆江津至贵州习水高速公路(重庆境内)工程四面山隧道洞身开挖为研究对象,对隧道洞身开挖爆破施工过程中洞身爆破开挖参数、起爆网路、现场安全警戒进行研究，有助于提高周围环境安全及经济社会效益。

由于尚未见对强致密花岗岩地区隧道爆破开挖技术进行研究，故本文结合康定至新都桥高速公路康定过境试验段K1标段跑马山1#隧道工程，详细论述了强致密花岗岩隧道爆破开挖技术施工工艺流程及操作要点，证明了此技术应用于实际工程具有很好的经济和社会效益。

1 工程概况

康定至新都桥高速公路康定过境试验段K1标段跑马山1#隧道位于四川省康定县，左线长度8 865 m，右线长度为8 780 m。主线采用双向四车道高速公路技术标准，设计速度为80 km/h，整体式路基宽度24.5 m，分离式路基宽度12.25 m；汽车荷载等级为公路-I级。隧道进口段处于高山峡谷地区，斜坡陡峻，由花岗岩组成的基岩裂隙发育，岩体较破碎，崩塌发育，由崩塌堆积形成的岩堆发育。洞口斜坡坡脚堆积崩坡积块碎石厚度约10～30 m，隧道进口浅埋段，隧道围岩由崩坡堆积块石、澄江-晋宁期斜长花岗岩组成，块石稍密，厚度较大，易产生滑塌和冒顶，岩体强风化，地下水呈浸润～点滴～线流状，洞顶和侧壁稳定性差。

隧道区位于折多山以东康定县，隧道区一般海拔标高2 500～5 000 m，山高坡陡，属高山、极高 山构造剥蚀、溶蚀高山峡谷地貌区，康定县河谷一般海拔标高2 450～2 650 m，河谷多呈“V”字形，河谷内分布有河流堆积地貌。

2 工艺流程及操作要点

2.1 工艺流程

施工工艺流程图如图1所示。

图1 施工工艺流程图

2.2 操作要点

2.2.1 施工准备

1)确定爆破开挖施工方案。采用掏槽和光面爆破技术相结合的施工方法，采取工程类比法和施工经验相结合的方法选取光面爆破参数，并通过现场试验进行动态调整。

2)人、材、机配备。所有人员均必须参加培训并持证上岗，材料采用管理部门批准使用的品种，保证施工过程安全。结合隧道爆破方案、开挖方法、工期要求合理配置设备机具。

3)确定开挖方法。隧道开挖遵循新奧法原理和基本原则进行施工。

2.2.2 掏槽爆破技术

掏槽型式主要由岩层性状和掏槽眼的深度决定，在隧道爆破开挖中常使用直眼掏槽和楔形掏槽两种型式。

2.2.3 放样布眼

钻炮眼前绘出开挖断面的中线、水平和断面轮廓，用全站仪测出开挖轮廓线并用亮色油漆分别标出周边眼、辅助眼和掏槽眼的位置。

2.2.4 钻 孔

按设计要求对掏槽眼、辅助眼、周边眼的深度、角度进行施工，其中掏槽眼在岩层层理明显时应尽量垂直于层理并深度略深15%左右。

2.2.5 验 孔

每次钻孔结束后由专业人员对钻凿的炮孔的位置、深度、角度等参数进行检查验收，并做好详细记录。

2.2.6 装 药

采用反向耦合装药结构，炮眼的其余部分采用黏土炮泥封堵，其中周边眼的封堵长度不得小于30 cm。

2.2.7 防 护

1) 在明挖段附近100 m范围内有高压电线或其他民用和公用建筑(以下简称保护对象)，爆破时须采取适当的防护措施：首先在炮孔口压上沙袋，然后盖上竹笆或胶皮等加以防护；并视情况必要时采取其他的防护措施。

2) 隧道段施工时，视施工作业点周边的实际情况采取相应的防护措施。

2.2.8 警 戒

1) 明挖段的爆破应在白天进行，为此应成立现场爆破指挥小组，由该施工区负责人担当组长，负责爆破事项的协调指挥。

2) 隧道内因为三班作业，各施工点应由施工班组的班组长为现场爆破负责人。爆破负责人爆破前应对各警戒点亲自布设。

2.2.9 起 爆

线路的连接接头应连接牢固并采用串联连接方式，母线单独挂于洞身一侧，电缆、电线、信号线应分别挂在洞身的另一侧，若在同一侧时，母线必须挂在电缆下方，并使用绝缘性好的铜芯电缆。

2.2.10 通风排尘

隧道内的粉尘及有毒有害气体浓度较大，需要进行排尘至其浓度降至规定的安全范围内。如果在验炮时发现工作面的风筒脱节或损坏而不能使工作面的烟尘很快吹散时，验炮人员应首先对通风设施进行处理。

2.2.11 爆后检查及危岩处理

等烟尘和有毒有害气体的浓度在安全范围内后，进行验炮工作，对于危岩相关人员应使用长柄工具进行处理，等消除安全隐患后进行施工。

2.2.12 盲炮的处理

对于爆破后的盲炮、瞎炮应采取有效方法进行处理，保证施工安全。

3 关键技术

1)采用锚网喷支护连同钢拱架加固围岩，并在洞身围岩底部均布锚杆加固钢拱架，有效保证施工安全。

2)在掏槽眼及周边眼间在水平面上采用扇形方式布置爆破辅助眼，使辅助眼在爆破过程中也参与掏槽，有效节省施工成本。

3)采用契形复合掏槽结构，使用重型凿岩机凿设中心眼，并在水平面中间竖向加设一排大直径掏槽孔，减少炮眼布设间距，有效改善爆破效果。

4 结 论

隧道爆破技术在国内已有研究，并已在众多隧道工程中得以应用，可以很好地解决隧道开挖问题，节省人力物力，本研究在前人的基础上进行强致密花岗岩地区隧道爆破开挖技术，详细介绍了此技术施工工艺流程及施工过程中的重要操作要点，施工过程安全可靠，现场施工速度快，有效保护现场施工环境，为以后类似工程提供借鉴作用。

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