隧道IV、V級圍巖爆破開挖的控制

摘要：目前影響隧道爆破開挖施工的不利因素越來越多，難度越來越大，所以我們應加強爆破控制，為安全生產提供保障。本文介紹了爆破控制對隧道施工的影響，隧道IV、V級圍巖開挖方式，最后具體說明了隧道IV、V級圍巖爆破開挖的控制。

關鍵字：隧道施工；IV、V級圍巖；爆破開挖控制

目前影響隧道爆破開挖施工的不利因素越來越多，難度越來越大，所以我們應加強爆破控制，為安全生產提供保障。對于隧道Ⅳ、Ⅴ級圍巖，如何選用相適應的開挖方法和支護條件是關鍵的第一步。隧道開挖將導致地層的地應力場、滲流場重分布，雖然圍巖的結構性質類似，但開挖的內輪廓及超欠挖的情況大不一樣。雖然爆破引起的超欠挖難以避免，但如果我們不斷改進爆破方法與技術，就可以把超欠挖控制在一定的范圍之內。

1 爆破控制對隧道施工的影響

1、工程質量、安全方面

我們保護圍巖的主要途徑是控制爆破對圍巖的影響，減少超挖，控制欠挖。因為隧道圍巖爆破開挖的重點環節是保護圍巖以充分發揮山體圍巖自承能力，降低爆破開挖對圍巖的損傷，保持圍巖固有的自支護能力。鉆眼爆破開挖法采用光面爆破，確保圍巖穩定，嚴格控制超欠挖。超欠挖控制不好將直接影響到隧道整體質量，開挖時根據各段地質情況，根據圍巖走向不斷調整鉆爆方案，Ⅳ、Ⅴ級圍巖采用臺階法，臺階長度3m～5m，其中以鉆孔精度對超欠挖影響最大。我們利用激光全斷面儀過程檢查，控制超欠挖的重點是爆破技術的控制。

由于開挖過程中的爆破控制不到位，使圍巖松馳變形，改變了隧道的承載特性，在隧道總事故率中隧道開挖過程中的安全事故占到的50％左右。爆破過程中對巖體的震動增加了圍巖坍塌機率，超欠挖不到位增加了背后空洞和襯砌厚度不足的機率。

2、工程資金、進度方面

爆破施工的質量同時制約著工程進度、工程造價、施工管理等方面。隧道是資金密集的工程，成本目標控制非常重要，因此我們盡一切可能加快施工進度。如果隧道爆破控制不好，容易造成塌方、超欠挖，塌方處理又非常費時費力，增加出渣、回填、欠挖部位處理，這就會延遲工程時間，給后續作業造成一定困難。欠挖還會造成人工、工期和材料的超額消耗，從而增加工程成本。因此爆破控制不好勢必會導致隧道整體施工進度滯后。

2 隧道IV、V級圍巖爆破開挖的控制

1、實施圍巖監控，加強地質情況預測

監控量測是確保隧道施工安全的信息化手段，是新奧法施工過程中必不可少的施工程序。我們通過對圍巖支護系統的穩定狀態進行監測，將各項量測情況填入記錄中，進行數據處理和回歸分析，可以為初期支護提供依據，是確保施工安全的重要手段。當位移-時間曲線出現反常變化時，表明此時的圍巖、支護系統已處于不穩定狀態，必須立即停止開挖，確保已開挖段的安全。

2、提高放樣精度，杜絕隨意性

影響超欠挖的主要因素包括鉆眼精度以及周邊眼的深度、精度等等。因此了解開挖后斷面各點的超欠挖情況，我們要準確畫出開挖輪廓線，杜絕隨意性，還要及時檢查反饋信息。我們將控制點按規定要求進行埋置，同時還要定期對控制點進行檢查。然后，根據超欠挖原因，更改爆破設計，依據嚴格的施工技術措施來保證技術的實施。采用超前錨桿等輔助施工手段來嵌固圍巖是防止超欠挖的產生的有效途徑。一般隧道的超欠挖是通過程序來控制的，首先編出線路程序，再根據設計給的坡度，斷面半徑，設計高程來編出斷面超欠挖程序，然后測量，把坐標輸入計算器來計算和控制超欠挖，例如直線需要要素，有路面坡度，開挖半徑，斷面圓心高程與路面設計高程差，線路方向方位角。

3、提高爆破開挖的技術水平

（1）鉆爆爆破，臺階法開挖

在隧道工程掘進施工過程中，隧道Ⅴ級圍巖偏壓段采用雙側壁導坑法，采用線型微震爆破新技術進行爆破施工，盡可能減少傳給開挖范圍以外巖石的能量，減小擾動范圍。采用臺階法開挖隧道時，應根據圍巖條件，合理確定臺階長度和高度。圍巖穩定性較差時，臺階長度應控制在二到三倍洞徑。根據地質情況，先施作拱部超前小導管，然后開挖1部土石方，再在拱部按圖紙要求施作錨桿。我們要在拱部按圖紙要求施作錨桿，挖槽安裝工字鋼拱架，再在拱部掛鋼筋網，最后復噴砼至設計厚度。

鉆爆作業要按照爆破設計進行鉆眼、裝藥、接線和引爆。Ⅳ、Ⅴ級圍巖一般炮眼數量為4個，眼口間距誤差和眼底間距誤差不大于5cm。鉆眼前根據爆破設計標出炮眼位置，由測量班負責畫出開挖斷面中線，按照中線上每上下50cm的坐標及高程來控制隧道輪廓線，分內弧、外弧，偏角及孔深度等參數來控制方向。在周邊炮眼開挖輪廓線布置上下臺階法的上輪廓線和下臺階線，孔的深度控制在2.0m-2.2m，行距誤差均不得大于10cm，嚴禁超挖。為提高炸藥爆炸能量利用率，我們要嚴格按爆破參數表規定的單孔裝藥量，炮眼均應堵塞炮泥。這種爆破新技術的特點是：炮眼布置簡單；提高炸藥能量利用率；對圍巖的擾動小；控制爆破塊度；提高鉆孔效率；控制開挖輪廓；減少對圍巖的破壞；提高鉆爆效果，縮短工期；等等。

（2）光面爆破

爆破設計采用光面爆破，光面爆破是為避免隧道塌方而實施的，通過光面爆破的弱震動、少擾動，降低了局部圍巖受力集中后失穩坍塌的可能性，消除了開挖輪廓線上的應力集中。實施光爆技術可基本消除爆破對圍巖超挖的破壞性影響。光面爆破成功與否，不僅取決于裝藥量及結構，更取決于鉆孔偏差的大小。為更好地實現微差爆破，選用爆速低的炸藥和非電毫秒雷管，并采用四方形4中孔眼直眼掏槽。噴射混凝土在洞外采用集中拌合站拌制，由濕式噴射機配合砼噴射機械手施噴。為了使光面爆破達到最好的效果，我們要根據圍巖的具體特點，對可能的不良地質情況實施掌控，科學地確定鉆眼深度、最小抵抗線、爆破周邊眼間距、裝藥量等等。在施工中我們還要對爆破設計不斷地進行改進和優化，及時調整以上因此，盡量避免因欠挖而帶來的二次擾動，消弱爆破對圍巖的擾動。

4、加強支護

支護主要采用錨桿和噴射混凝土鋼筋、鋼支承，它是現代隧道工程中最常見也是最基本的支護形式和方法。隧道各部開挖后，除圍巖完整堅硬，以及設計文件中規定的不需支護者外，都必須根據圍巖情況、施工方法采取有效的支護。斷面開挖前在隧道拱部施工，一般分為超前中空注漿錨桿和超前砂漿錨桿，錨桿方向為隧道前進方向，超前錨桿一般從拱架中穿過，并與前后環超前焊接，與拱架形成整體受力，防止隧道斷面拱部發生坍塌。

5、規范制度，強化施工管理

建立規范的爆破開挖管理制度是控制超欠挖的有效措施之一。因此，我們在施工過程中應該實施標準化管理，明確各級質量責任人，將工程質量責任制度落到實處，突出主要開挖工序控制的重點，嚴防超欠挖的出現。另一方面，我們要加強對司鉆人員的培訓，把超欠挖值限制在最小范圍內，確保達到規定的孔位、孔深、傾斜度等。

3 結束語

Ⅳ、Ⅴ級圍巖爆破開挖設計需要根據具體工程的實際情況計算，我們在施工時嚴格遵守早預報、管超前、弱爆破、強支護、勤量測的原則，切實做到穩扎穩打，安全施工。施工過程中，我們還要經常檢查支撐襯砌的受力狀態，防止塌方等突然事故的發生，確保安全生產。

參考文獻

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