供水工程輸水隧洞鉆爆設計與施工

王玉英

興安盟河海供水有限公司

供水工程輸水隧洞鉆爆設計與施工

王玉英

興安盟河海供水有限公司

在輸水隧道的施工時，一般采用鉆爆法開挖施工，影響鉆爆法施工的因素眾多，這些因素影響實際施工的進度、施工成本和施工工期。針對供水工程輸水隧洞地質特點，本文對炮孔深度及掏槽眼的設計、輔助眼、裝藥量與裝藥結構設計、周邊光面爆破的設計、起爆順序的設計分別進行了分析。

隧洞鉆爆設計；光面爆破；隧道施工

1　、前言

鉆爆開挖施工的質量直接與隧洞的施工質量、施工安全、施工進度、施工成本有著緊密聯系。光面爆破參數的設計是決定鉆爆施工質量的主要環節，鉆爆設計是在鉆爆開挖前根據實際情況、開挖斷面、開挖方法以及爆破材料來進行的。

2　、炮孔深度及掏槽眼的設計

2.1炮孔深度的設計

炮孔深度的設計主要是根據工程所處地區的地質條件來決定的，還要根據鉆孔機械器具的選擇、隧洞開挖斷面的尺寸以及相應的爆破材料來考慮炮眼的深度。本供水工程輸水隧洞的開挖的斷面尺寸高度是3m，寬度是3.2m，均采用手風鉆打孔。三類炮孔深度為2m至2.5m，每月進尺110m，四類和五類炮孔深度為1m至 1.5m，每月進尺70m。

2.2掏槽眼的設計

掏槽眼的設計是根據巖石的堅硬程度和循環進尺兩個主要原因決定的，掏槽眼的主要目的是增加臨空面。本工程采用平行掏槽眼，施工時先鉆中心孔，在鉆其他孔，其他孔與中心孔平行，槽眼布置如下圖：

3　、輔助眼、裝藥量與裝藥結構設計

3.1輔助眼的設計

輔助眼的設計主要根據抵抗線決定，裝藥直徑d與抵抗線有如下關系：Wmax=kj*d，（Wmax為抵抗線的最大值，kj為抗徑比，抗徑比根據巖石性質和填的密度決定，巖石硬度較大時可取20，硬度較小時可取40）。對于掏槽區周圍的輔助眼需將抵抗線降低到百分之二十或者增強爆破的威力。輔助眼的采用線性布置，布置間距應大于實際抵抗線，正常情況下，輔助眼的間距為：A=（1-1.2）W。

3.2裝藥量與裝藥結構的設計

當采用平行直眼掏槽時，如果裝藥量較多會導致不能爆破，當采用小直徑空孔掏槽時，需將裝藥量控制在空孔區內的巖石內爆破，才能取得較好的爆破效果，1號炮孔的藥卷密度為0.5kg/m，爆破藥按照柱狀裝藥，并將孔口堵塞，避免瞎炮，其他輔助眼的裝藥量的密度可控制在0.5-1.25kg/m。當炮眼深度小于2m時，藥卷直徑與炮眼的直徑相同，當炮眼深度大于2m時，按照柱狀裝藥，周邊眼的裝藥結構見下圖：

4　、周邊光面爆破的設計

周邊光面爆破的設計主要根據裝藥量和裝藥深度來確定，光面爆破的目的是防止出現由于超、欠挖而導致圍巖不穩定的現象。光面爆破的炮孔間距a與炮孔直徑D有著緊密聯系，其關系為：a=（10-15）D，當圍巖較為不均勻時，取10，當圍巖較為均勻時，取15。周邊孔的密集系數m與間距a和抵抗線的最小值W也有相應的關系，當圍巖硬度較大時，密集系數取0.65，單圍巖硬度較小時，取1。光面爆破藥卷直徑d與周邊孔徑D關系如下：K=D/ d；D=（1.2-2.4）d，（K為不偶合系數），在施工中，由裝藥的間隔間距來決定不偶合系數。光面爆破的爆破參數由每次的爆破試驗決定，光面爆破參數參考表如下：

根據試驗表明，未采取周邊光面爆破的超挖量為采取光面爆破時超挖量的雙倍左右，可見，實施周邊光面爆破具有十分重要的意義。由于隧洞施工中超挖是不可避免的，所以，較好的控制超挖量是施工中需要引以為戒的一點，確保不會出現圍巖塌方現象。

5　、起爆順序的設計

隧洞施工中，除了掏槽眼工序外，隧洞斷面的其他炮眼的起爆應盡可能的選在無夾制的環境下起爆，這樣不僅僅對圍巖的破壞較低，而且能取得較好的爆破效果。起爆順序根據矩陣的原理設計，具體起爆順序圖如右，圖中可以看出，爆破線決定了炮眼的位置。

6　、結語

綜上所述，本文根據供水工程輸水隧洞鉆爆的設計與施工，對炮孔深度及掏槽眼的設計、輔助眼、裝藥量與裝藥結構設計、周邊光面爆破的設計、起爆順序的設計分別進行了分析研究。通過本文的分析發現，要想更好的進行輸水隧洞的施工，不僅僅需要合理實際的施工組織設計，而且需要先進的設計技術，在實際施工中盡量控制超挖現象的產生，因為隧洞施工的關鍵環節就是隧洞的開挖，開挖施工的關鍵要素就是鉆爆施工，所以，嚴格控制鉆爆的設計與施工對隧洞工程的施工具有十分重要的意義。

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［2］黃鑫進，佘明心，儲彥安.巖石抗力和內外溫差對大型水電站蝸殼結構的影響［J］.浙江大學學報（工學報），2001（11）：343-355

王玉英（1979-），興安盟烏蘭浩特人，本科，工程師，研究方向：工程管理。