燕平

摘 要：文章通過對寧夏固原地區(qū)城鄉(xiāng)飲水安全水源工程1#北山隧洞的爆破開挖施工，著重介紹了其風(fēng)、水、電布置、出渣設(shè)備配置、爆破開挖控制等施工方法，有效的保證了隧洞掘進(jìn)進(jìn)度和施工期質(zhì)量安全，同時(shí)節(jié)約施工成本，可供類似工程借鑒。

關(guān)鍵詞：馬蹄形斷面；排氣通風(fēng)；鉆爆法；隧洞開挖

1 工程概況

寧夏固原地區(qū)城鄉(xiāng)飲水安全水源工程1#（北山）隧洞位于涇源縣城郊北山上，龍?zhí)端畮臁星f水庫段的14+954～16+916，總長1962m。隧洞采用馬蹄形斷面，底拱弦長1.80m，側(cè)拱半徑3.505m，圓心角21.77°；頂拱半徑1.15m，圓心角180°；最大凈高2.45m，最大凈寬2.30m；設(shè)計(jì)水深1.48m，比降i=1/2750。隧洞設(shè)計(jì)采用C25、F100、W10鋼筋混凝土襯砌，頂拱襯砌厚30～35cm，側(cè)拱襯砌厚35cm，底拱找平后的最大襯砌厚43.8cm。隧洞初期支護(hù)形式根據(jù)圍巖類別分為噴錨支護(hù)、拱架支護(hù)和管棚支護(hù)三種方式。受實(shí)際地形地貌限制，隧洞不具備支洞施工條件，需從進(jìn)出口兩個(gè)工作面掘進(jìn)，單個(gè)工作面掘進(jìn)長度接近1000m。

工程地質(zhì)條件：隧洞進(jìn)口段圍巖為第三系始新統(tǒng)砂質(zhì)泥巖、礫巖，中后段主要為白堊系下統(tǒng)乃家河組、馬東山組泥巖夾泥灰?guī)r，為軟巖，易軟化、崩解和風(fēng)化。洞長1962m，Ⅴ類圍巖長度1221m，約占總長的62.27%；Ⅳ+Ⅴ類圍巖長度741m，約占總長的37.73%。圍巖條件總體較差，而且隧洞埋深較大。

2 施工布置

2.1 施工道路布置

施工道路可考慮以隧洞基礎(chǔ)作為洞內(nèi)出碴道路，洞外與場區(qū)內(nèi)臨時(shí)施工道路連接至棄渣場。洞內(nèi)每間隔200m設(shè)置一個(gè)錯(cuò)車道方便出渣車輛交錯(cuò)行進(jìn)。

2.2 開挖施工設(shè)備選擇

手持式Y(jié)T-27型氣腿式鑿巖機(jī)鉆孔，WZG-80型履帶式扒渣機(jī)配合2T自卸翻斗車裝巖運(yùn)輸出渣。

2.3 施工供風(fēng)

隧洞用風(fēng)分施工機(jī)械用風(fēng)和空氣對流用風(fēng)。施工機(jī)械用風(fēng)主要是鑿巖機(jī)和風(fēng)鉆用風(fēng)。機(jī)械用風(fēng)采用洞口附近設(shè)置一臺75kw空氣壓縮機(jī)供風(fēng)站集中供風(fēng)，風(fēng)力輸送管采用@125鋼管送風(fēng)。空氣對流用風(fēng)依據(jù)洞內(nèi)的施工設(shè)備、施工人員、爆破規(guī)模計(jì)算洞內(nèi)通風(fēng)量為471r/min，在考慮施工距離對通風(fēng)量的影響，距離增加1km用風(fēng)量在基礎(chǔ)用風(fēng)量的基礎(chǔ)上乘以5的保證系數(shù)，既471*5=2355r/min。根據(jù)實(shí)際用風(fēng)量采用旋式軸流風(fēng)1臺SDDY/2*22（2900r/min、供風(fēng)量35000m3/h～22000m3/h），隧洞前500m施工段通風(fēng)管采用￠600拉鏈?zhǔn)椒架浌埽?00m之后采用￠500拉鏈?zhǔn)椒架浌?，?jīng)實(shí)踐證明通風(fēng)效果良好，完全滿足施工需求。

2.4 開挖工作面

根據(jù)本工程的實(shí)際情況考慮無法打支洞，只能從隧洞進(jìn)出口兩個(gè)工作面同時(shí)開挖。

3 隧洞開挖

3.1 隧洞總體開挖方案

隧洞開挖采用鉆爆法（其工藝流程見圖1），I、Ⅱ、Ⅲ類圍巖采用全斷面開挖，Ⅳ類圍巖采用微臺階開挖，光面爆破。采用直線型掏槽，按設(shè)計(jì)開挖輪廓線布置周邊炮眼，間距為45-55cm，輔助眼間距為60-80cm。工作面同時(shí)開動(dòng)3～4臺YT-27型氣腿式鑿巖機(jī)鉆眼作業(yè)。2#巖石硝銨炸藥（有水地段采用乳化炸藥），周邊眼采用中φ25光爆小藥卷，8#紙雷管簇聯(lián)非電毫秒導(dǎo)爆雷管起爆。

3.2 起爆方式

3.2.1 隧洞開挖按光面爆破要求進(jìn)行鉆爆設(shè)計(jì)，周邊眼使用小直徑光爆炸藥，炮眼間距45-55cm，采用間隔裝藥，導(dǎo)爆索起爆，孔口堵塞長度足夠。炮孔痕跡在開挖輪廓面上均勻分布，炮孔痕跡I、Ⅱ類圍巖保存率達(dá)到90%以上，Ⅲ、Ⅳ類圍巖保存率達(dá)70%以上，保證開挖面與設(shè)計(jì)輪廓線一致，徑向超挖值和開挖巖面的起伏差均小于200mm，平均100mm。圍巖中不得有明顯可見的爆破震動(dòng)裂隙，不能有欠挖。

3.2.2 掏槽眼、輔助眼采用連續(xù)裝藥，毫秒延期導(dǎo)爆管雷管起爆，φ32*200、2#巖石銷按炸藥，裝填系數(shù)0.7-0.85。

3.2.3 掏槽方式

考慮圍巖的夾制力，每循環(huán)進(jìn)尺控制在1.5米左右，掏槽型式采用直線方式，確保掏槽效果。

3.3 鉆孔作業(yè)

3.3.1 鉆孔前準(zhǔn)確測畫開挖輪廓線，點(diǎn)出掏槽眼和周邊眼的位置。

3.3.2 鉆孔采用YT-27型風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)，鉆孔深度2.0m，每個(gè)工作面配3～4臺風(fēng)鉆同時(shí)作業(yè)，司鉆手按設(shè)計(jì)劃定的區(qū)域和炮眼順序鉆孔。

3.4 爆破

按照鉆爆設(shè)計(jì)圖準(zhǔn)備好爆破材料，裝藥前先用高壓風(fēng)清孔，檢查鉆孔是否堵塞或坍孔，然后接劃定的區(qū)域裝藥連線。裝藥順序先上后下，先兩側(cè)后中間。導(dǎo)爆管連線采用“一把抓”法，配兩個(gè)起爆雷管，裝藥結(jié)束經(jīng)安全檢查后起爆，各步驟按《塑料導(dǎo)爆管非電起爆操作原則》進(jìn)行。（見圖2）

3.4.1 裝藥及其炸藥使用性能

掏槽眼：φ32mm2#巖石硝銨炸藥

輔助眼：φ32mm2#巖石硝銨炸藥

底板眼：φ32mm2#防水乳化炸藥

光面眼：φ25mm2#巖石硝銨炸藥

施工中遇水現(xiàn)象，將改用防水乳化炸藥。

3.4.2 起爆網(wǎng)絡(luò)

（1）材料：采用MS1～15段非電毫秒導(dǎo)爆管雷管，8#紙質(zhì)火雷管，導(dǎo)火索、導(dǎo)爆索。

（2）起爆方法：周邊眼采用導(dǎo)火索及8#紙質(zhì)火雷管引爆非電豪秒導(dǎo)爆管雷管。通過導(dǎo)爆索傳爆起爆炸藥；其它眼采用導(dǎo)火索及8#紙質(zhì)火雷管引爆非電毫秒導(dǎo)爆管雷管，非電毫秒導(dǎo)爆管雷管起爆炸藥。

（3）起爆順序：為先掏槽孔，再輔助孔，輔助孔起爆后再起爆周邊孔，底孔最后起爆。

3.5 鉆爆設(shè)計(jì)endprint