光面爆破技術(shù)在盤縣排洪洞工程中的應(yīng)用

李太軍

（貴州黔水工程監(jiān)理有限責任公司，貴州 貴陽 550002）

1 工程簡介。貴州省盤縣水洞排洪洞工程為五級防洪工程，按20年一遇洪水設(shè)計，設(shè)計流量為230m3/s，工程由疏通水洞暗河和新建排洪洞兩部份組成，疏通水洞由暗河進口（碧云公園）至暗河內(nèi)綠陰塘，河道長1380m。新建排洪洞由暗河內(nèi)綠陰塘至風洞河，隧洞長2396m，為出口單頭掘進的長隧洞，隧洞斷面為6.4m×5.53m城門型，坡降為2.12%。

2 前期施工存在問題

（1）施工進度慢、工程成本高。前期施工平均每輪炮造孔72個，裝藥量54.5Kg，孔深2m，來炮1.4m，來炮率為70%，單位耗藥量為1.22Kg/m3，平均進尺31m。單循環(huán)進尺小，施工進度慢，工程成本高。

（2）洞室圍巖穩(wěn)定性差、超欠挖嚴重。因為爆破所耗藥量大，爆破對圍巖的振動較強烈，致使圍巖破碎嚴重，穩(wěn)定性差，采用噴混凝土方法進行臨時支護，但不同程度的塌方仍很頻繁。施工中超欠挖嚴重，局部欠挖在30cm左右，局部超挖達60cm，頂拱塌方段超挖達150cm左右。

3 光面爆破技術(shù)應(yīng)用。為加快工程施工進度，經(jīng)研究決定成立三結(jié)合的光面爆破科技攻關(guān)小組。為了控制超欠挖，提高爆破單循環(huán)進尺，科技攻關(guān)小組對前期施工中的各種原始資料進行收集整理、分析研究，在實踐、認識、再實踐的過程中，掌握了光面爆破各種技術(shù)參數(shù)，針對不同巖性情況所產(chǎn)生的爆破效果，初步摸索了一套適應(yīng)不同圍巖的光面爆破技術(shù)措施。

3.1 圍巖地質(zhì)情況及開挖斷面分類

根據(jù)不同的圍巖地質(zhì)情況將整個隧洞分為以下兩種開挖斷面。

（1）A型開挖斷面。從樁號0+000至1+500，長1500m，地層為二迭系下統(tǒng)茅口組（P1m）。巖性為淺灰色中至厚層塊狀灰?guī)r，含白云質(zhì)燧石團塊，巖質(zhì)堅硬致密。從樁號1+620至2+396，長776m，地層為三迭系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組第一段（T1yn）巖性為淺灰色中厚層灰?guī)r，蠕蟲狀泥灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r，局部為厚層狀灰?guī)r，巖層較堅硬。此兩段巖石較堅硬劃為A型開挖斷面。

（2）B型開挖斷面。從樁號1+500至1+620，長120m，其中 1+500至1+580段地層為二迭系下統(tǒng)梁山組（P1L），巖性為深灰、灰黑色薄至中厚層鈣質(zhì)泥巖，灰質(zhì)頁巖，夾中厚層灰?guī)r、泥灰?guī)r及劣質(zhì)煤線，巖層軟弱。樁號1+580至1+620段為盤縣大斷層帶，斷層破碎帶物質(zhì)組成：底部由灰質(zhì)泥頁巖組成，夾灰?guī)r透鏡體，厚1.5～2m；中部為方解石膠結(jié)良好的灰?guī)r角礫，厚6m；上部由灰黑色炭質(zhì)頁巖夾扁豆狀灰?guī)r，方解石脈發(fā)育，厚約1.5m。此兩段巖石較軟弱破碎劃為B型開挖斷面。

3.2 光面爆破參數(shù)選擇

（1）巖石參數(shù)。根據(jù)巖層堅硬程度不同分為以下幾種級別。A型開挖斷面樁號0+000至1+500段茅口組灰?guī)r為IX級，巖石堅固系數(shù)f=8～10，圍巖級別為Ⅱ類。樁號1+620至2+396段永寧鎮(zhèn)組灰?guī)r為VIII級，巖石堅固系數(shù)f=6～8，圍巖級別為Ⅲ類。B型開挖斷面樁號1+500至1+620段巖石級別為VI級，巖石堅固系數(shù)f=2～4，圍巖級別為Ⅴ類。

（2）爆破材料選擇。根據(jù)光面爆破技術(shù)要求，本工程采用的爆破材料是云南燃料一廠生產(chǎn)的非電毫秒雷管（1至20段），火雷管、導(dǎo)火繩、2#硝銨炸藥、乳化炸藥。

3.3 光面爆破設(shè)計

（1）A型開挖斷面光面爆破設(shè)計A型開挖斷面光面爆破炮孔布置詳見下圖1，A型光面爆破技術(shù)指標詳見下表1：

表1 A型開挖斷面光面爆破技術(shù)指標表

表2 B型開挖斷面光面爆破技術(shù)指標

（2）B型開挖斷面光面爆破設(shè)計

B型開挖斷面光面爆破炮孔布置與A型開挖斷面光面爆破炮孔布置基本相似，只是對周邊孔進行了加密，孔深度降低，B型開挖斷面光面爆破技術(shù)指標詳見表2。

4 光面爆破技術(shù)取得成果

科技攻關(guān)小組在光面爆破技術(shù)應(yīng)用中起了特別重要的作用，每輪炮都組織科技攻關(guān)人員在洞內(nèi)爆破作業(yè)現(xiàn)場進行監(jiān)督，包括對造孔數(shù)、孔位、孔深、裝藥量、毫秒雷管段數(shù)等進行檢查監(jiān)督，并對洞室圍巖的穩(wěn)定性進行分析預(yù)報。

采用A型斷面光面爆破技術(shù)開挖，超欠挖在10cm左右，來炮率為92%，單循環(huán)進尺由原來的1.4m/輪，提高到2.3m/輪，提高工效約60%。因B型斷面巖層軟弱，穩(wěn)定性極差，開挖6.4m寬的隧洞后，原來處于穩(wěn)定的圍巖，可相對穩(wěn)定1至2天，在圍巖應(yīng)力釋放和爆破振動力作用下，相繼坍塌，前期采取臨時噴錨支護和木支撐根本解決不了問題。后期采用B型光面爆破開挖，開挖后立即進行噴錨支護及混凝土襯砌（襯砌側(cè)墻和頂拱）。開挖掌子面與混凝土襯砌工作面的距離保持在15m左右，基本上能防止塌方現(xiàn)象，順利突過了斷層帶。取得了顯著成績。采用光面爆破技術(shù)后平均月洞挖進尺達到105m，最高月洞挖進尺達到132m，與前期月均進尺31m相比，極大提高了爆破工效，加大了掘進力度，使隧洞貫通工期比合同工期提前4個月，保證了1998年汛期防洪安全，發(fā)揮了防洪效益。

通過本工程隧洞開挖光面爆破技術(shù)的應(yīng)用，可見，要使光面爆破收到良好效果，不但要根據(jù)不同的地質(zhì)條件選擇光面爆破參數(shù)進行光面爆破設(shè)計，而且還要在施工過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗，不斷探索。

[1]SDJ212-83；水工建筑物地下工程開挖施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2]DL/T5135-2001；水電水利工程爆破施工技術(shù)規(guī)范[S].