淺談隧道爆破的掏槽技術(shù)

吳 沛

商丘市公路管理局，河南 商丘 476000

影響隧道爆破開挖的質(zhì)量，關(guān)鍵在掏槽爆破技術(shù)和周邊成型控制爆破技術(shù)。掏槽爆破的目的在于為后續(xù)炮眼爆破提供新的﹑足夠的臨空面和空間。

1 半斷面開挖中深眼掏槽爆破技術(shù)

半斷面的開挖面積約20m2～50m2，中深炮眼深度為1.5m～3.5m。有以下幾種掏槽類型。

1）V形掏槽，適用于中硬巖﹑硬巖的中深眼隧道爆破。只要鉆眼精確（達到深度﹑保證角度），按設(shè)計裝藥，一般均能取得良好的效果。

（1）三級復(fù)式楔形掏槽

上下排距用50cm～90cm，硬巖取小值﹑中硬巖取中值﹑軟巖取大值。硬巖爆破時最好全部采用高威力炸藥；排數(shù)通常上下兩排即可，十分堅硬巖石可用三排或四排。如圖1所示。

圖1

（2）二級復(fù)式楔形掏槽

二級復(fù)式楔形掏槽如圖2所示。

圖2

（3）幾個關(guān)鍵技術(shù)技術(shù)

①開挖斷面較寬時，盡量縮小掏槽角，因而要盡量加大第一級掏槽眼的水平間距。

②掏槽炮眼深度＞2.5m，其底部加強裝藥應(yīng)占1/3炮眼長度，前部裝藥集中度可減為底部裝藥集中度的40%～50%，留出20%的炮眼程度不裝藥，并裝填不少于40cm長的炮泥。

③掏槽眼應(yīng)每級均盡量同時起爆，級間間隔時差以25ms～50ms為宜，以保證前段爆破的巖石破碎與拋擲。

2）大直徑中空直眼掏槽

由中空眼逐步擴大形成槽腔。常用的有單螺旋﹑雙螺旋掏槽，對稱掏槽。要求鉆孔方向精確；減少眼位偏差值；使用毫秒雷管按設(shè)計起爆順序起爆；控制掏槽眼間距，防止殉爆；控制掏槽眼的炸藥用量，防止拒爆。

2 全斷面深眼掏槽爆破技術(shù)

在掌子面中下部鉆大直徑中空炮眼，周圍配合一些逐漸最大間距的小炮眼進行掏槽。一般有菱形﹑螺旋﹑對稱等掏槽（如圖3所示）。

圖3

設(shè)計時要考慮以下幾個問題：

1）影響直眼掏槽的最重要的因素是巖石特性。主要有3個方面：

（1）在塑性巖石中直眼掏槽比脆性巖石直眼掏槽困難的多；

（2）巖石結(jié)構(gòu)是中空直眼掏槽必須考慮的因素；

（3）巖體的結(jié)構(gòu)面或不均質(zhì)性是設(shè)計時的特殊問題。

2）空眼的直徑與數(shù)量構(gòu)成的容積至少滿足破碎巖石的膨脹余量要求，否則爆碎拋不出，導(dǎo)致掏槽失敗。目前國內(nèi)采用空眼直徑75mm～100mm，空眼個數(shù)2個～4個。

3）在裝藥眼條件及裝藥密度一定時，根據(jù)裝藥眼與空眼間距，其間巖石可發(fā)生四種情況：

（1）塑性變形。眼間巖石被剪切到空眼，大部分巖石密實﹑變質(zhì)固結(jié)在空眼中，不增加槽口；

（2）破碎。巖石被破碎，大部分殘留或掛在槽腔內(nèi)。對脆性巖石大多可達到掏槽；但塑性巖石的碎屑在槽腔內(nèi)重新固結(jié)，掏槽失敗；

（3）完全拋出。理想的間距必須處于完全拋出帶，不僅巖石破碎，且拋出槽腔之外；

（4）兩眼貫穿。槽口并無增大。

實踐證明，空眼直徑102mm，裝藥眼直徑40mm，空眼到裝藥眼巖壁間距18～20mm，掏槽爆破效果非常好。

4）炸藥的性質(zhì)和裝藥量對掏槽影響很大，其中爆速最具決定性。中硬巖選用爆速3000m/s，硝銨類炸藥；堅硬巖選用爆速4000m/s，乳膠﹑乳化類炸藥。

裝藥量往往采用把炮眼基本填滿，淺眼留出10cm～20cm的炮眼，深眼留出20cm～40cm的炮眼裝填炮泥。

5）起爆順序和段間隔時差。距空眼最近的炮眼最先起爆﹑后續(xù)炮按此確定。段間隔時間50ms～100ms，效果較好，開始幾段一定要跳段使用，以免串段。

6）除第一段順向起爆外，其余眼均反向起爆，以便破碎巖石﹑拋出槽外。

3 結(jié)論

總之，掏槽技術(shù)配合隧道爆破施工，可以達到良好的施工效果，在爆破之前根據(jù)隧道斷面的大小等因素綜合考慮，合理適度爆破，不僅可以縮短工期而且保證了隧道的施工質(zhì)量。

[1]余永強，路耀邦，楊小，等.高地應(yīng)力斷裂破碎隧道爆破開挖振動效應(yīng)[J].工程爆破，2010(3).

[2]何本國，朱永全，張志強.超小凈距隧道不同爆破方式現(xiàn)場試驗研究[J].鐵道科學(xué)與工程學(xué)報，2010(5).

[3]李強.拱隧道爆破荷載效應(yīng)分析[J].公路，2010(10).

[4]李云，龔倫.接隧道施工爆破振動監(jiān)測技術(shù)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2009(22).

[5]李東陽.復(fù)雜環(huán)境下的控制爆破安全技術(shù)[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2010(12).