韓興文

（山西路橋第二工程有限公司，山西 臨汾 041000）

云中山特長隧道起訖里程左線LK41+475～LK47+040，全長5 565 m，右線RK41+455～RK47+030，全長5 575 m。隧道內輪廓采用單心圓斷面，其內輪廓寬11.06m，高7.15m（帶仰拱高8.65m）。人行橫洞內輪廓采用直墻拱形斷面，其內輪廓寬2.5 m，高3 m。車行橫洞橫斷面采用三心圓曲墻斷面，其內輪廓寬5.64m，高6.3m。緊急停車帶橫斷面內輪廓采用三心圓曲墻斷面，其內輪廓寬13.81 m，高7.72 m（帶仰拱高9.78 m）。

1 爆破工程地質

隧址區(qū)分布的地層主要為：下元古界的云中河組花崗巖及元古代侵入巖體，巖性為微風化花崗閃長巖和輝長巖；巖體受構造影響嚴重，節(jié)理裂隙發(fā)育，節(jié)理多閉合。其中，Ⅳ圍巖Rb=35MPa，C=6 MPa；Ⅴ圍巖 Rb=70 MPa，C=10 MPa。巖體較破碎,呈碎石狀壓碎結構。巖石可鉆性中難，巖石爆破為脆性破壞，巖石可爆性能中等。Ⅳ、Ⅴ圍巖開挖占整個隧道圍巖開挖的80%以上。Ⅳ圍巖開挖寬度11.94 m，開挖面積83.55 m2，Ⅴ圍巖開挖寬度11.76 m，開挖面積80.22 m2。

2 爆破開挖方案

Ⅴ類圍巖采用上部留核心土臺階開挖法，Ⅳ類圍巖采用臺階法開挖，Ⅳ、Ⅴ類圍巖多功能移動作業(yè)臺架，人工鉆爆大掏槽光面爆破全斷面法開挖，裝載機裝碴，自卸汽車運輸施工。多功能作業(yè)臺架門架必須有足夠的高度和寬度保證裝載機、自卸汽車安全從下穿行作業(yè)。文章重點介紹Ⅳ、Ⅴ類圍巖爆破施工方案。

3 光面爆破設計

3.1 光面爆破設計方案確定

根據多功能作業(yè)臺架必須保證裝載機、自卸汽車安全穿行，臺架門架內設計寬度5.4 m，高4.7 m范圍沒有作業(yè)平臺，按常規(guī)掏槽光面爆破設計，增加臺架門架內鉆孔難度，不能保證成孔質量，影響爆破效果，如果在臺架門架內搭建臨時作業(yè)平臺保證開挖質量，不僅增加了搭建、拆除臨時作業(yè)平臺工作量，施工工序時間也相應增加。根據本隧道巖石爆破為脆性破壞，巖石可爆性能中等及作業(yè)臺架的特點，采用下底寬度6.5 m，上底寬3.6 m，高度4.0 m的面積為20 m2核心大掏槽光面爆破，采用減少鉆孔操作困難區(qū)炮眼數量增大裝藥量，增加周邊眼及輔助眼數量減小裝藥量，提高光面爆破效果和隧道開挖成型質量。多功能作業(yè)臺架見圖1。

3.2 炮眼布置

3.2.1 掏槽眼

采用復式楔形掏槽，掏槽眼內插角均為600，長度4.3 m，炮孔直徑42 mm，炮眼深度3.7 m。下部設3排，排間距分別為30 cm、60 cm，每排炮眼間距40 cm，上部設1個排眼，炮眼間距120 cm。為保證掏槽效果，掏槽眼相臨炮眼段別間隔以50 ms～75 ms為宜，掏槽形式布置見圖2。

圖2 掏槽眼布置圖

3.2.2 掘進眼

（1）輔助眼：根據核心大掏槽布眼要求，上部掏槽眼和兩側掏槽眼內插角度均為600，如果按常規(guī)施工方法平行隧道中線打掘進眼，掘進眼眼底的抵抗線可達230 cm以上，很難取得理想爆破效果。因此必須采取減小臨近掏槽區(qū)掘進眼抵抗線，增大裝藥量才能提高炮眼利用率，才能取得良好的爆破效果。為此在掏槽區(qū)中下部增設一排輔助掏槽眼，炮眼間距110 cm，抵抗線50 cm，其中兩側掘進眼內插角度150。從而使兩側掘進眼底抵抗線減小至160 cm，炮孔直徑42 mm，炮孔深度3.8 m。

（2）二圈眼：炮眼間距120 cm，上部和兩側掘進眼下部抵抗線110 cm，為克服下部爆破的夾制作用，可減小下部掘進眼抵抗線，同時加大二圈眼的裝藥量，保證循環(huán)進尺，為此下部掘進眼抵抗線取82 cm，炮孔直徑42 mm，炮孔深度3.7 m。

（3）內圈眼：因周邊眼抵抗線為60 cm，如果內圈眼裝藥量過大，內圈眼起爆后產生的爆破沖擊和震動可能對周邊眼附近巖壁造成較大的破壞，影響隧道成型和圍巖穩(wěn)定。在減小內圈眼抵抗線的同時，適當減小內圈眼裝藥量，并將內圈眼內插角度調整為7.50，從而使兩側掘進眼底抵抗線減小至160 cm，提高爆破效果和質量。內圈眼炮眼間距Ⅳ類圍巖取90 cm，Ⅴ類圍巖取100 cm，抵抗線取60 cm。炮孔直徑42 mm，炮孔深度3.7 m。

3.2.3 周邊眼

為降低爆破對巖壁的破壞，提高半眼殘存率，提高隧道光面爆破成型質量，為此采取減小周邊眼孔距、抵抗線和裝藥量，采用不耦合間隔裝藥結構。為保證周邊眼同時起爆的準確性，降低毫秒雷管延時誤造成的不良影響，提高爆破成型的效果。周邊眼采用導爆索串聯起爆，導爆索采用同段毫秒雷管起爆。為節(jié)約成本，每4個孔串聯一發(fā)毫秒雷管。炮孔直徑42 mm，炮眼深度3.5 m，外插角度20，炮孔方向與隧道軸線平行。Ⅳ類圍巖周邊間距50cm，Ⅴ類圍巖周邊間距60 cm炮眼，抵抗線均為60 cm，周邊眼裝藥結構見圖3。

圖3 周邊眼裝藥結構示意圖

3.2.4 底板眼

底板眼最后起爆，爆破夾制作用較大，且底板爆破是否平整直接影響裝載機裝碴效率，須采用減小底板眼孔間距和抵抗線，增大單孔裝藥量，加強炮孔堵塞，底板才能取得較好的爆破效果。Ⅳ類圍巖周邊間距75 cm，Ⅴ類圍巖底板眼間距80 cm炮眼，抵抗線均為60 cm。全斷面爆破施工炮眼布置見圖4。

圖4 全斷面爆破施工炮眼布置示意圖

3.3 裝藥參數

掏槽眼、掘進眼采用φ32乳化炸藥，周邊眼采用φ25小直徑乳化炸藥不耦合結構裝藥，1～15段毫秒雷管跳段使用，8#工業(yè)火雷管引爆。周邊眼采用孔外導爆索串聯同段毫秒雷管起爆，孔內導爆索傳爆。所有炮眼采用炮泥堵塞，堵塞長度不小于30cm。

4 施工技術措施

4.1 布眼調整及裝藥量控制

為控制保證隧道開挖成型質量，減少測量誤差，炮眼采用萊卡激光斷面儀布置，保證開挖輪廓線和炮眼布置符合設計要求，然后由技術人員根據爆破設計圖與圍巖節(jié)理發(fā)育實際情況技術人員現場對炮眼位置和裝藥量進行局部動態(tài)調整，確保炮眼布置和裝藥參數合理，保證開挖進度、成型質量和施工安全。

4.2 炮眼施工質量的控制

為保證隧道成型質量，減小炮茬之間的錯臺，嚴格控制周邊眼的外插角，結合云中山特長隧道線路坡度3%和爆破循環(huán)進尺為3.5 m的特點，確定拱部周邊眼外插角度為20，邊墻周邊眼方向與隧道軸線基本平行。為提高循環(huán)進尺和斜眼掏槽施工質量，必須嚴格控制掏槽斜眼內插角度，施工時采用導向桿定位或附近炮孔插桿導向，保證炮孔方向符合要求，加強炮孔堵塞，堵塞長度不小于50 cm。

4.3 操作人員控制

如何提高鉆爆施工工藝，操作人員是關鍵，為此根據不同部位炮眼施工特點和施工質量要求，對周邊眼、掏槽眼、掘進眼和底板眼進行區(qū)域劃分，根據不同鉆爆區(qū)域進行分工，因人定崗，讓鉆爆技能熟練人員分別負責控制循環(huán)進尺和成型質量的掏槽眼和周邊眼施工。

5 實施效果及分析

5.1 成本控制

云中山特長隧道采用本施工方案后，炮眼利用率達到98%以上，循環(huán)進尺在3.4 m～3.6 m之間，符合設計循環(huán)進尺3.5 m的要求、Ⅳ類圍巖炸藥單耗控制在0.75 kg/m3以內，Ⅴ類圍巖炸藥單耗控制在0.95 kg/m3左右，開挖斷面炮眼數量為平均1.7個/m2，節(jié)約了開挖成本。每循環(huán)鉆爆時間為3.5 h，提高了鉆爆效率。

5.2 隧道開挖成型質量

周邊炮眼痕跡在開挖輪廓面上均勻分布，殘存率達到93以上；兩茬炮銜接時出現的臺階形誤差在5 cm以內，開挖斷面平均線性超挖值控制在10 cm以內，隧道開挖輪廓線平整，開挖成型質量控制較好，允許偏差值均低于《公路工程質量檢驗評定標準》規(guī)定數值。

6 結束語

云中山特長隧道為長大隧道，是忻保高速公路的重點控制性工程之一，施工質量要求非常高，其中隧道初期支護噴射混凝土表面平整度要求用2 m直尺檢查，允許偏差在5 cm以內，對隧道開挖成型質量提出了更高的要求，為此施工技術人員根據隧道開挖成型質量要求、隧道開挖地質條件、作業(yè)臺架等特點采用了設計核心大掏槽光面爆破施工技術，并成立了隧道超欠挖控制小組，從測量放線、布眼、鉆眼、裝藥、鉆爆人員控制等進行全過程控制，施工進度加快，隧道開挖成型質量進一步得到控制，極大地減少了隧道超挖和欠挖，施工成本降低，取得了良好的經濟效益和社會效益，可供同類隧道施工參考。