徐俊義

（中鐵二十三局集團(tuán)第六工程有限公司，重慶 401121）

爆破設(shè)計(jì)是隧道施工管理和安全管理的關(guān)鍵技術(shù)之一。在環(huán)境保護(hù)要求、周邊建筑物允許振速要求越來越嚴(yán)格的情況下，對(duì)不同巖質(zhì)以及在不同的環(huán)境條件下選擇合理的爆破參數(shù)和起爆方式，在大斷面隧道三臺(tái)階七步開挖爆破施工中極其重要，可以最大程度的減少對(duì)周邊圍巖的擾動(dòng)，并控制超欠挖，避免了后續(xù)施工過程中隧道發(fā)生其他問題。為了保證隧道工程光面爆破開挖的質(zhì)量和效果，我們對(duì)興隆臺(tái)隧道工程的三臺(tái)階七步開挖法爆破進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，并對(duì)隧道工程爆破施工的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)歸納，為后續(xù)施工提供了有利的實(shí)踐數(shù)據(jù)。

1 隧道工程概況

興隆臺(tái)隧道為重慶市渝黔高速公路擴(kuò)能項(xiàng)目的長(zhǎng)大隧道之一，位于重慶市綦江區(qū)趕水鎮(zhèn)與安穩(wěn)鎮(zhèn)境內(nèi)；本隧道屬構(gòu)造剝蝕，溶蝕低山地貌，隧道與山脊呈大角度相交。進(jìn)口段位于山脊斜坡近坡坡腳地帶，出口地形坡度較陡，主要為林地，附近無常年性河流分布。隧址區(qū)最高標(biāo)高點(diǎn)798.4m，最低標(biāo)高點(diǎn)400m，隧址區(qū)相對(duì)高差達(dá)339m，隧道最大埋深約320m。隧址區(qū)地表水河流屬于長(zhǎng)江水系及其支流綦江河水系，長(zhǎng)江為一級(jí)水系，綦江河為調(diào)查區(qū)內(nèi)長(zhǎng)江流域二級(jí)水系。隧址區(qū)地下水類型主要為碳酸鹽溶蝕裂隙水、碎屑巖孔隙裂隙水及松散巖類孔隙水。隧址區(qū)屬大陸性亞熱帶氣候，溫和潮濕，多云霧和雨，因地處山區(qū)，氣候變化較大。隧道左右線單延米總長(zhǎng)度5355m，其中V級(jí)圍巖Ⅳ圍巖4180單延米，占比78.1%；Ⅴ圍巖1175單延米，占比21.9%。隧道公路等級(jí)為雙向六車道公路，主洞建筑限界為凈高×凈寬（14.75m×5m)。隧道進(jìn)口位于R=2000m偏圓曲線，曲線長(zhǎng)度602.321m，出口位于R=1500m偏圓曲線，曲線長(zhǎng)度808.275m；洞身位于直線上。縱坡為單面上坡。該隧道從2017年12月16日開工，目前已施工700單延米，采用三臺(tái)階七步開挖法爆破開挖后輪廓較為圓順，為后續(xù)施工提供了很多便利，節(jié)約了大量成本。

2 隧道三臺(tái)階七步開挖法爆破設(shè)計(jì)

2.1 隧道爆破設(shè)計(jì)原則

興隆臺(tái)隧道三臺(tái)階七步開挖爆破采用光面爆破技術(shù)，隧道掘進(jìn)的爆破設(shè)計(jì)，原則上考慮該隧道的地質(zhì)情況、每循環(huán)開挖斷面的大小、循環(huán)開挖進(jìn)尺、中部開挖采用何種掏槽形式、炮眼的布置、數(shù)量、深度、起爆順序、選擇何種爆破器材以及爆破的時(shí)間間隔等條件編制了初步的爆破設(shè)計(jì)，并根據(jù)實(shí)際光爆效果以及圍巖變化進(jìn)行調(diào)整和動(dòng)態(tài)管理。

本隧道根據(jù)上述條件選擇了低爆速、低猛度的防水乳化炸藥，采用非電毫秒雷管毫秒微差起爆來控制隧道爆破振動(dòng)速度來減少對(duì)周邊圍巖及建筑物影響，且周邊眼采用導(dǎo)爆索起爆，目的是為了減小起爆時(shí)差；采用間隔裝藥法，使裝藥量沿著炮眼均勻全長(zhǎng)分布，并合理的控制藥卷直徑，以達(dá)到不耦合裝藥的目的。起爆順序按照掏槽眼→輔助眼→側(cè)壁周邊眼→拱部周邊眼→底板眼依次起爆。

2.2 隧道開挖進(jìn)尺設(shè)計(jì)

經(jīng)過對(duì)興隆臺(tái)隧道三臺(tái)階七步法開挖段落圍巖進(jìn)行分析和研究，對(duì)于隧道出口白云質(zhì)灰?guī)r地段、中風(fēng)化砂巖以及裂隙、節(jié)理發(fā)育等情況，我們決定利用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔，先布置掏槽眼，掏槽眼比其他眼深約15cm以上，然后根據(jù)掌子面地質(zhì)條件及開挖斷面的大小布設(shè)輔助眼和周邊眼。初步確定上導(dǎo)坑開挖高度在3.5m左右，左右側(cè)導(dǎo)坑開挖高度4m，錯(cuò)開3～5m同步施工，下導(dǎo)坑開挖2.5m,每循環(huán)開挖進(jìn)尺不大于3m。

2.3 爆破參數(shù)選擇

經(jīng)研究，決定爆破輪廓效果的核心條件是周邊眼的間距以及最小抵抗線和裝藥參數(shù)等，初步按照規(guī)范擬定的爆破參數(shù)以及掌子面地質(zhì)情況來確認(rèn)爆破參數(shù)，實(shí)際施工上場(chǎng)后再根據(jù)試驗(yàn)對(duì)爆破參數(shù)進(jìn)行微調(diào)，以達(dá)到最佳效果。此階段的核心是如何正確判斷掌子面的圍巖情況，并且根據(jù)實(shí)際擬定初步爆破技術(shù)參數(shù)及沃奧班經(jīng)驗(yàn)公式來確定延米裝藥量。為了減少爆破后粉塵，提高循環(huán)利用時(shí)間，參照目前其他隧道工程中成功的實(shí)例，采用水封裝藥結(jié)構(gòu)。在炮孔堵塞段增加定制水袋，利用爆破時(shí)的高溫高壓使得水袋霧化以達(dá)到吸收粉塵的效果。

2.4 隧道鉆爆設(shè)計(jì)

興隆臺(tái)隧道三臺(tái)階七步開挖法分七步開挖，采用手持風(fēng)鉆鉆孔，鉆孔的孔徑40mm。通過淺眼微差爆破，采用非電導(dǎo)爆管雷管孔內(nèi)微差網(wǎng)路起爆。三臺(tái)階七步開挖法炮眼裝藥參數(shù)見表1。

3 要點(diǎn)總結(jié)

經(jīng)過實(shí)際施工檢驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)總結(jié)發(fā)現(xiàn)，爆破設(shè)計(jì)在實(shí)際施工中會(huì)遇到很多細(xì)節(jié)執(zhí)行不到位的情況，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)加強(qiáng)管理，并根據(jù)巖層實(shí)際情況（中硬白云質(zhì)灰?guī)r、砂巖）對(duì)周邊孔距進(jìn)行了調(diào)整，最終實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的爆破效果，爆破后輪廓較圓順，炮孔痕跡保留率達(dá)70%～85%，為后續(xù)施工奠定了良好基礎(chǔ)，現(xiàn)將技術(shù)要點(diǎn)和控制要點(diǎn)總結(jié)如下。

表1 三臺(tái)階七步開挖法炮眼裝藥參數(shù)

（1）規(guī)范測(cè)量放樣及布眼是重中之重。鉆眼施工前需要測(cè)量人員用全站儀放樣出開挖斷面的輪廓線，并用紅油漆準(zhǔn)確繪出每個(gè)炮眼的位置，經(jīng)施工員檢查符合擬定的炮眼間距要求后方可鉆眼。當(dāng)隧道的開挖掌子面不平整時(shí)，特別是當(dāng)兩側(cè)不在同一斷面里程上時(shí)，應(yīng)按實(shí)際情況調(diào)整超前側(cè)炮眼深度，使得除掏槽眼外的其他所有炮眼眼底布設(shè)在同一垂直面上，并相應(yīng)的調(diào)整炮眼裝藥重量，以保證下一炮的斷面左右均在同一里程上。

（2）規(guī)范工班組的鉆眼施工工作。鉆眼時(shí)應(yīng)按照不同的功能孔位，將司鉆工做好合理分配，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)爆破情況對(duì)薄弱處的司鉆工進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)。工班應(yīng)有專人指揮，來確保鉆眼孔距符合設(shè)計(jì)要求。

（3）裝藥前應(yīng)及時(shí)清孔。開挖工班的裝藥程序需要進(jìn)行分組施工，并按炮眼裝藥參數(shù)確定的單孔裝藥量從上到下進(jìn)行裝藥，雷管要牢記“對(duì)號(hào)入座”，聽從管理人員指揮及要求，要根據(jù)臺(tái)架高度確定每個(gè)孔位的裝藥工作、段別、所處位置等，不能怕補(bǔ)炮而多裝藥，造成不必要超挖。已裝藥的炮眼由裝藥工及時(shí)堵塞密封。

4 結(jié)語

渝黔擴(kuò)能高速項(xiàng)目中興隆臺(tái)隧道完成了三臺(tái)階七步開挖法的爆破設(shè)計(jì)及優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了控制施工超欠挖以及避免由超欠挖造成的其他質(zhì)量問題，總結(jié)出了爆破設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為渝黔擴(kuò)能高速其他隧道提供了技術(shù)支持。