第３８卷第１３期 ２ ０ １ ２年５月 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ 山 西 建 筑 Ｖｏ１．３８ Ｎｏ．１３ Ｍａｙ． ２０１２ ・２０５・ 文章编号：１００９－６８２５（２０１２）１３—０２０５—０２ 高速公路三车道隧道Ⅲ级围岩钻爆设计探究 何文胜 （中铁三局二公司，河北石家庄０５００３１） 摘要：结合具体工程实例，针对高速公路三车道隧道Ⅲ级围岩钻爆设计方案进行了介绍，分别阐述了施ＴＩ艺流程，相关爆破参 数，光面爆破效果控制措施及施工质量安全控制要点，为今后同类工程积累了宝贵经验。 关键词：隧道，Ⅲ级围岩，钻爆设计，质量控制 中图分类号：Ｕ４５５．６ 文献标识码：Ａ １ 工程概况 西（安）一合（肥）西部大通道陕西境商州到陕豫界高速公路 尚属首次，要求标准高，技术难度大。 ＤＪＮ８合同段承建的关家台隧道，左洞全长８５０ Ｉｎ，右洞全长 ２．４打眼 进行打孔作业，打孔时要做到“对位准、方向正、角度精”三要 平整的保证，尤其是周边眼。 是陕西省境内一条三车道高速公路。三车道隧道施工，在陕西省 点。钻孔角度是爆破岩面光滑、２．５装药 打眼完毕后，清孔，开始装药，无水地段采用硝铵炸药，按照 周边眼采用导爆索，间隔装药。 ８４３ ｍ，合同工期２０个月，采用单方向掘进施工。本隧道是全线 钻爆设计装药，第三长隧。隧道最大埋深２００ ｍ，围岩为石英片岩，灰色、青灰色， ２．６连线 细粒鳞片状变晶结构，片状构造。隧道建筑界限净宽１４ ｍ，净高 ５ Ｉｎ，设计行车速度１００ ｋｍ／ｈ。 装药完毕后，连线采用“一把抓”方式连接，最后采用火雷管 起爆。 本隧道主要为Ⅲ级围岩，Ⅲ级围岩全长１ ２８０ ｍ。在Ⅲ级围 ２．７起爆后的检查 岩中，设计只有１５ ｃｍ的初期支护厚度，为了严格控制超欠挖，对 起爆后立即进行通风，出碴作业，找顶，初喷。然后，详细观 光面爆破的要求就非常的高。所以做好钻爆设计，就成为了本隧 察爆破效果，根据爆破效果，调整钻爆设计，直到最终确定钻爆设 道的控制性工序。本隧道的围岩主要为石英片岩，节理较发育。 计方案。在各级围岩施工中，钻爆设计方案各不相同，要根据围 岩石坚硬，经过试验检测，抗压强度高达１２０ ＭＰａ以上。 岩情况对各级围岩进行不同的钻爆设计。 ２主要施工工艺 由于本隧道Ⅲ级围岩设计无钢拱架，且宽高比非常大，全断 ３钻爆设计 面开挖具有一定的危险性，因此，现场采用上下断面法施工。 总体设计原则是：周边采用光面爆破，掏槽采用直眼抛掷爆 破的成型施工技术。尽可能减轻对围岩的扰动，以维护围岩自身 的稳定性，达到良好的光爆效果。 ２．１ 根据围岩状况进行钻爆设计 钻爆设计根据设计图纸、规范、施工经验和其他相关技术要 ３．１ 爆破器材 求进行。 由于本隧道涌水较少，主要采用２号岩石硝铵炸药，有水地 ２．２技术放线 段采用乳化炸药。周边眼采用专用光爆炸药（２号光爆炸药及 技术人员根据隧道设计图纸和钻爆设计，标出每个炮眼的位 ２号低爆速炸药）或导爆索结合普通卷状２号岩石硝铵炸药。雷 置，要做到放线准确，否则影响光面爆破效果。 管采用非电毫秒雷管，段位采用１，３，５，７，９，１１，１３，１５，１７，１９共 ２．３凿岩台架就位 架利用装载机就位，就位后做风、电、水的连接准备工作。 １０个段别。起爆雷管采用８号工业雷管，导爆索起爆。非电毫秒 安全正常起爆，每次起爆采用２个火雷管。 要根据隧道的断面，制作合理、施工方便的凿岩台架，凿岩台 雷管和火雷管采用一把抓的方式。为了防止火雷管失效并保证 ［２］杨玉光．从设计施工阶段分析桥梁建设中混凝土产生裂缝 ［４］徐小柱．建筑沉降事故分析与处理［Ｊ］．山西建筑，２００８，３４ 的原因［Ｊ］．黑龙江交通科技，２００９（６）：８． ［３］ 杨［Ｊ］．工程质量，２００９（７）：１１． （２９）：１２２．１２４． （１０）：１４． 勇，梅佐云，杨兆鹏．某工程大开间现浇板的加固处理 ［５］ 郝妹珍．桥梁裂缝产生的原因［Ｊ］．科学之友（Ｂ版），２００８ Ｃａｕｓｅｓ ａｎｄ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｒａｃｋｓ ＳＵ Ｘｉａｏ－ｙｉｎｇ （Ｓｈａｎｘｉ Ｊｉｎｚｈｏｎｇ Ｒｏａｄ ａｎｄ Ｂｒｉｄｇｅ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｊ／ｎｚｈｏｎｇ ０３０６００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｔｈｅｓｉｓ ａｎａｌｙｚｅｓ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｒａｃｋｓ ｉｎ ｓｕｒｆａｃｅ ｆｒｏｍ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｄｅｓｉｇｎ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｈｒｉｎｋａｇｅ，ｈｏｔ ｃｅ－ ｍｅｎｔ ｓａｃｋ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ，ａｎｄ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｒａｃｋｓ，ＳＯ ａｓ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｏｆ ｏｖｅｒａｌｌ ｂｒｉｄｇｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂｒｉｄｇｅ，ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｒａｃｋ，ｆｏｒｍｉｎｇ ｃａｕｓｅｓ， 收稿日期：２０１２－０２．１５ 作者简介：何文胜（１９７８．），男，工程师 ・２０６・ 第３８卷第１３期 ２ ｏ １ ２年５月 山 西 建 筑 ４光面爆破效果控制 隧道开挖的超欠挖指开挖处至设计开挖轮廓线的垂直距离， ３．２炮眼布置原则 先布置掏槽眼：掏槽区布置下方偏离中心线１．５ ｍ～１．８ ｍ， 爆破原则布置周边眼；然后是底板眼、内圈眼、二台眼；最后布置 且距底板线１．５ ｍ～１．８ ｍ，采用１段一２０段毫秒雷管。再按光面 及该点到设计圆心的距离与设计半径之差。 超欠挖检测宜采用操作简单且方便快捷的悬高法和支距法， 施工过程中要严格控制刚拱架的加工尺寸和比样误差，在安 装过程中须对拱架安设尺寸及误差进行严格控制，且每个工作循 掘进眼（均匀布置）。内圈眼比掘进眼密一些，比周边眼稀一些， 但要求测点距离不能过大，局部要加密。 其间距为周边眼间距的１．５倍左右，抵抗线为间距的０．７倍左右。 并适当加密二台眼，底板眼间距与内圈眼差不多。 ３．３爆破参数 环和各步序都须对拱架平面位置、拱顶高程、垂直度、偏位等工序 １）循环进尺：Ⅲ级围岩掏槽眼深度为３．４ ｍ，掘进眼和周边眼 严格检查。为保证二次衬砌的混凝土厚度，施工时二衬外轮廓线半径即 的深度为３ ｍ，循环进尺为２．８ ｍ左右。 ２）钻眼直径：炮眼采用＋４２的钻杆进行钻孔。 光面爆破时增加２０％左右。 ４）光爆炮眼：光爆周边眼间距为Ｅ＝（８—１２）Ｄ＝３０ ｃｍ一 定为：隧道设计初期支护外轮廓线半径＋二次衬砌模板台车预留 ａｍ。 ３）炮眼数目：单位面积钻眼数目为１．５ ５＂／ｍ ～４．５个／ｍ ， 变形５５施工质量控制 为了加强对质量的控制，我项目部成立了以总工为首的质量 ７０ ａｍ，抵抗线为Ｗ＝（１．０—１．５）Ｅ，装药集中度为０．１ ｋｓ／ｍ一 领导小组，工程部、质检部各负其责，严把质量关。具体措施主要有： ０．４５ ｋｓ／ｍ（硝铵炸药），本隧道取用０．４ ｋｓ／ｍ。 １）建立２４ ｈ值班制度，对现场施工全过程监控，保证施工质量。 ５）一次爆破总药量： Ｑ＝ＫＬＳ。 面积。 ２）严格技术交底制度，开挖班要严格按照钻爆设计和技术交 底进行打眼、装药、起爆，遇到围岩变化需要部分调整打眼深度、 须报高驻办审核批准。 ３）建立定期检查和不定期检查制度，对检查发现的问题严格 ｑ＝ＫａＷＬＡ。 其中，Ｋ为单位炸药消耗量，ｋｓ／ｍ ；Ｌ为钻孔深度；Ｓ为爆破 角度、方向的，必须经过工程部批准，大范围的调整钻爆设计，必 ６）单眼装药量： 其中，ｑ为单眼装药量，ｋｇ；ａ为炮眼间距，ｍ；Ｗ为抵抗线，ｍ；￡ 为炮眼深度；Ａ为炮眼部位系数（掏槽眼２～３，扩槽眼１．５～２，掘 进眼０．８～１．２，内圈眼０．５—０．８，二台眼１．２—１．５，底板眼１．５～ 整改，严肃处理。 ４）严格控制钻眼间距和质量，特别是周边眼间距，不得大于 ５０ ａｍｏ ５）每一环开挖完毕后，必须进行断面扫描和总结，要不断调 ２）。光爆单眼装药集中度为０．１ ｋｓ／ｍ～０．４５ ｋｓ／ｍ；预裂爆破单 整优化钻爆设计，以达到最理想的效果。 眼装药集中度为０．１５ ｋｓ／ｍ一０．４ ｋｓ／ｍ。 ３．４装药结构 除光爆眼（周边眼）采用问隔装药导爆索起爆，其余炮眼均采 用连续装药，起爆采用非电毫秒雷管“一把抓”式连接。 下台阶：炮眼间距１．０ ｍ～１．１ ｍ，层距１．０ ｍ～１．１ ｍ，循环进 尺２．０ ｍ。 ６施工安全措施 为了加强对安全的控制，我项目部制定了相关的安全技术措 施，保证钻爆作业的安全。具体措施主要有： １）建立２４ ｈ值班制度，对现场施工全过程监控，保证施工安全。 ２）建立定期不定期安全检查制度，现场发现安全隐患，现场 纠正消除，同时，对责任人进行批评教育，责令其改正。 ３）严格爆破物品管理，按照管理处、丹凤县有关部门的要求 设置炸药库、设专人看管。严格领用制度，必须由爆破员来进行。 ４）制定安全技术交底，做好安全技术培训。 ５）必须由爆破员和安全员检查后方可放炮，并且在各个临界 面设监炮人员，以防止过往行人及车辆经过。放炮后由爆破员和 安全员检查后方可进行下一道工序。 装药量：掘进眼１．２ ｋｇ／个，周边眼０．９ ｋｓ／个，底板眼１．５ ｋｓ／个。 预裂爆破要求： １）预裂缝要贯通且在地表有一定的开裂宽度。对于中等坚 硬的岩石，预裂缝宽度应大于１．０ ｃｍ；坚硬岩石的预裂缝宽度应 达到０．５ ａｍ左右；但在松软岩石上预裂缝宽度达到１．０ ｃｍ以上 时，减振作用并没有显著提高，这时应做一些现场试验，以便总结 经验。 ２）预裂面开挖后的不平整度不宜大于１５ ｃｍ。预裂面不平整 ７结语 我公司承建的关家台隧道在整个施工过程中，坚持安全第一 度是指预裂孔所形成的预裂面的凹凸程度，不平整度是衡量钻孔 尊重监理服从业主原则，在整个商界隧道施工过程中， 和爆破参数是否合理的重要指标，可根据此参数验证、调整设计 质量至上，直是一面鲜艳的旗帜，为三车道山岭公路大断面隧道施工积累 数据。 一３）预裂面上的炮孔痕迹保留率应大于８０％，并且炮孔附近的 了宝贵经验。在两年的施工中无安全质量事故发生，无人身伤亡 事故，并于２００８年６月顺利通过业主组织的交工验收。 岩石不应出现严重的爆破裂隙。 Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｄｒｉｌｌ ｂｌａｓｔ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｃｌａｓｓ ｍ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｃａｒｒｉａｇｅｗａｙ ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ ＨＥ Ｗｅｎ－ｓｈｅｎｇ （Ｔｈｅ Ｓｅｃｏｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ ｏｆｔｈｅ Ｔｈｉｒｄ Ｂｕｒｅａｕ ｉｎ Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ，Ｓｈ￣ｉａｚｈｕａｎｇ ０５００３１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｆａｃｔｕａｌ ｅｘａｍｐｌｅｓ。ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｉｌｌ ｂｌａｓｔ ｏｆ ｃｌａｓｓⅢｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｃａｒ— ｒｉａｇｅｗａｙ ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ，ａｎｄ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｃｒａｆｔ，ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒ，ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｍｏｏｔｈ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ，ａｎｄ ｔｈｅ ｓｆａｅｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｈｅｔ ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ，ＳＯ ａｓ ｔｏ ａｃｃｕｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｏｕｓ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｏｆｒ ｓｉｍｉｌａｒ ｐｒｏｊｅｃｔｓ ｉｎ ｆｕｔｕｒｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｕｎｎｅｌ，ｃｌａｓｓ ｍ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋ，ｂｌｓｔｉａｎｇ ｄｅｓｉｎ，ｑｕａｌｇｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ
