海拔3000米以上隧道爆破技術探討44

--中交交一一公公局局三三公公司司2013.9隧道道爆破破技技術術探探討討匯報報概概述述1、項目目概況況2、導導洞洞擴擴挖挖的的特特點點及及難難點點3、導導洞洞擴擴挖挖光光面面爆爆破破設設計計4、導導洞洞軟軟巖巖爆爆破破實實例例5、導導洞洞較較硬硬巖巖爆爆破破實實例例6、正正洞洞開開挖挖爆爆破破方方式式第一一部部分分1、項目目概況況2、導導洞洞擴擴挖挖的的特特點點及及難難點點1、項項目目概概況況1.項目目概概況況中交一一公公局局三三公公司司承承建建的的青青海海省省西西久久公公路路拉拉脊脊山山隧隧道道工工程程第第A合同同段段工工程程全全長長4.315km，合合同同造造價價1.18億元。。拉脊脊山山隧隧道道隧隧址址區(qū)區(qū)屬屬于于海海拔拔嚴嚴寒寒地地區(qū)區(qū)，，海海拔拔3200-4041m，右右線線全全長長5565m，我我部部承承建建右右線線進進口口段段，，起起訖訖樁樁號號為為YK17+182－YK19+850，長長2668m，其其中中有有798m的導導洞洞擴擴挖挖段段。隧道道單單洞洞隧隧道道限限寬寬10.25米，，凈凈高高7.2米，，建建筑筑限限界界高高度度5.0米。。設設計計行行車車速速度度：：60km/h。導洞洞擴擴挖挖示示意意圖圖2、導導洞洞擴擴挖挖工工程程特特點點及及難難點點2、工程程特特點點及難點點1）擴擴挖對圍巖巖形成成二次次擾擾動動，極極易塌塌方方；；2）隧隧道道進進口口邊坡坡陡陡峭峭，單單側偏偏壓壓，，進進洞難難度度大；；3）洞洞內巖巖石石巖巖性性差差異異大，變化化頻繁繁，水水量量較大大；；4）隧道道地處處典典型型的高高原原、、高高寒寒氣氣候候，，冬冬季季時時間間長長、、氣氣溫溫低低，，冬冬季季施施工工困困難難；5）隧隧道道導洞洞有有370m為千千枚枚巖巖，，其其物物理理力力學學性性能能差差，，易易造造成成坍塌塌。。6）氣氣候候惡惡劣劣，，風風速速大大，，有有效效施施工工時時間間短短。。導洞洞擴擴挖挖示示意意圖圖第二二部部分分3、導導洞洞擴擴挖挖光光面面爆爆破破設設計計4、導導洞洞軟軟巖巖爆爆破破實實例例5、導導洞洞較較硬硬巖巖爆爆破破實實例例6、正正洞洞開開挖挖爆爆破破方方式式3、導導洞洞擴擴挖挖總總體體設設計計思思路路導洞洞開開挖挖光光面面爆爆破破設設計計要要充充分分利利用用導導洞洞形形成成的的臨臨空空面面，，減減少少裝裝藥藥量量，，形形成成好好的的爆爆破破效效果果，，根據據不不同同的的圍圍巖巖調調整整，，爆爆破破參參數(shù)數(shù)，，根根據據導導洞洞的的實實際際情情況況，，設設計計圍圍巖巖等等級級涉涉及及ⅤⅤ、、ⅣⅣ、、ⅢⅢ級級，，圍圍巖巖情情況況變變化化較較多多，，巖巖石石有有軟軟有有硬硬（（導導洞洞擴擴挖挖段段多多屬屬軟軟巖巖或或次次堅堅巖巖，，情情況況復復雜雜，，所所以以要要根根據據不不同同種種類類圍圍巖巖選選擇擇合合理理的的光光面面爆爆破破參參數(shù)數(shù)。。導洞洞的的光光面面爆爆破破設設計計軟硬硬巖巖光光面面爆爆破破軟巖光面爆破設計硬巖光面爆破設計軟巖巖光光面面爆爆破破設設計計光爆爆裝裝藥藥量量計計算算方方法法，，因因其其理理論論觀觀點點不不同同，，計計算算方方法法各各異異，，利利用用巖巖石石的的抗抗壓壓強強度度比比抗抗拉拉強強度度大大的的力力學學性性質質特特點點建建立立理理論論公公式式。。一一般般情情況況下下，，軟軟巖巖的的抗抗壓壓強強度度與與抗抗拉拉強強度度的的比比值值平平均均值值為為：：Rb/RI=14左右右；；硬硬巖巖的的抗抗壓壓強強度度與與抗抗拉拉強強度度比比值值為為：：Rb/RI=35左右右。。其其中中Rb為巖巖石石抗抗壓壓強強度度(MPa)，RI為巖巖石石抗抗拉拉強強度度(MPa)。周邊邊眼眼裝裝藥藥量量公公式式：：公式式（（3）推推演演公式式（（3）參參數(shù)數(shù)說說明明g1———單單孔孔裝裝藥藥量量(kg)；∑S———光光爆爆主主要要受受拉拉面面積積(mm2)；Z———每每千千克克炸炸藥藥產產生生的的壓壓力力(N/kg)硝銨銨二二號號炸炸藥藥z=1.0×107N/kg；D———不不耦耦合合系系數(shù)數(shù)。。公式式（（4）參參數(shù)數(shù)說說明明E—一一周周邊邊眼眼間間距距(mm)；W———周周邊邊眼眼抵抵抗抗線線厚厚度度(mm)；Lmax———炮炮眼眼深深度度(mm)。公式式（（5）參參數(shù)數(shù)說說明明yd一藥藥卷卷直直徑徑(mm)；kd———炮炮眼眼直直徑徑(mm)。公式式（（3）、、（（6）使使用用范范圍圍公式式（（6）中中A為換換算算系系數(shù)數(shù)1，常常采采用用的的2號巖巖石石硝硝銨銨炸炸藥藥為為1。公式式(3)、(6)適用用于于軟軟巖巖(飽和和單單軸軸抗抗壓壓強強度度Rh≤30MPa)。其他他炮炮孔孔裝裝藥藥量量計計算算g2———單單孔孔裝裝藥藥量量(kg)；Kg—一一單單孔孔裝裝藥藥量量(kg/m3)，擴大大眼眼0.6，挖挖底底眼眼0.52；a—一一炮炮眼眼間間距距(m)；W———炮炮眼眼爆爆破破方方向向抵抵抗抗線線(m)；L———炮炮眼眼深深度度(m)；λλ————炮炮眼眼所所在在部部位位系系數(shù)數(shù)裝藥藥量量計計算算E=400mm，W=600mm，藥藥卷卷直直徑徑32mm，炮炮眼眼直直徑徑42mm，巖巖石石抗抗拉拉強強度度=2Mpa（相相當當于于抗抗壓壓強強度度28Mpa）；；得得到到g1=0.49kg。開挖挖面面積積70m2炮眼眼密密度度2.11個/m2單位位用用藥藥量量0.69kg/m3預進進尺尺2.0m周邊邊眼眼裝裝藥藥量量g1=0.45kg/2m。光面面爆爆破破裝藥藥參數(shù)數(shù)表表序號炮眼名稱眼深（m）眼數(shù)（個）裝1藥結構裝藥量段位藥卷（個）單孔藥量（kg）小計上臺階8561.051一排掘進眼2.27連續(xù)裝藥32х200-71.057.3512二排掘進眼2.26連續(xù)裝藥32х200-71.056.333三排掘進眼2.25連續(xù)裝藥32х200-71.055.2556輔助眼2.012連續(xù)裝藥32х200-50.75977二環(huán)眼2.016連續(xù)裝藥32х200-50.751298周邊眼2.031間隔裝藥32х200-30.4513.95119底板眼眼2.28連續(xù)裝藥32х200-60.97.213V級圍圍巖巖（（軟軟巖巖））的的施施工工優(yōu)優(yōu)化化三臺臺階階開開挖挖應應用用在在泥泥質質千千枚枚巖巖段段落落，，此此地地段段采采用用挖挖掘掘機機開開挖挖開開挖挖，，沒沒有有爆爆破破，，所所以以采采用用了了三三臺臺階階開開挖挖方方式式，，后后經經優(yōu)優(yōu)化化方方法法，，V級圍圍巖巖也也采采用用了了上上下下臺臺階階方方法法開開挖挖取取得得了了不不錯錯的的效效果果（（詳詳見見后后光光爆爆實實施施效效果果））。。Ⅴ級級圍圍巖巖一一次次爆爆破破進進尺尺深深度度控控制制在在1m~1.5（2~3榀拱拱架架間間距距））2.4導洞洞軟軟巖巖開開挖挖實實例例拉脊脊山山導導洞洞擴擴挖挖自自YK17+350~YK17+550段200m長度度范范圍圍遇遇到到巖巖層層特特別別差差的的情情況況，，巖巖體體極極破破碎碎，，后后變變成成泥泥質質軟軟巖巖，，巖巖層層描描述述：：弱弱-中風風化化千千枚枚巖巖，，灰灰黑黑色色，，泥泥質質結結構構，，千千枚枚狀狀構構造造，，主主要要礦礦物物成成分分為為泥泥質質物物、、碳碳質質物物，，次次為為長長石石等等，，巖巖體體較較破破碎碎，，軟軟質質巖巖，，物物理理力力學學性性質質差差，，無無支支護護時時易易發(fā)發(fā)生生較較大大坍坍塌塌，，有有小小股股滲滲流流現(xiàn)現(xiàn)象象，，采采用用挖挖掘掘機機可可以以挖挖動動。。遇遇到到此此情情況況開始始采用用了了機機械械開開挖挖，，三三臺臺階階施施工工的的方方案案，，但但是是進進度度較較慢慢，后調調整整施施工工方方案案，，采采用用兩兩臺臺階階光光面面爆爆破破開開挖挖，，取取得得了了良良好好的的效效果果，，每每月月進進度度達達到到90m經多多次次試試驗驗，，取取得得了了光光面面爆爆破破的的參參數(shù)數(shù)，，具具體體如如下下。。掌子子面面圍圍巖巖照片片：：極極軟軟巖巖導洞洞頂頂布布設設的的鉆鉆爆爆網網絡絡局部部周周邊邊眼眼采用用雙雙眼眼裝裝藥藥減小超挖挖有效措措施導洞右側側圍巖的的鉆爆網網絡爆破后的的掌子面面圍巖殘眼率95%以上極軟巖爆爆破后效效果周邊眼間距40cm,根據巖石情況此部分裝藥0.075~0.15kg，（0.5~1卷標準2號巖石銨銻炸藥），或者采取炮眼間隔裝藥的方式，圖中裝0.5卷標準2號巖石銨銻炸藥。雙層周邊眼間距35cm,根據巖石情況此部分裝藥0.075-0.15kg（0.5-1卷標準2號巖石炸藥），雙層周邊眼控制拱頂超挖的有效措施。周邊眼間距40cm,根據巖石情況此部分裝藥0.15-0.45kg，（1~3卷標準2號巖石銨銻炸藥），或者根據巖石情況采取炮眼深淺結合的方式，深眼正常裝藥，淺眼深度約為深眼的1/2-2/3，藥量為深眼的一半，圖中裝2卷標準2號巖石銨銻炸藥。根據巖石情況此部分裝藥0.3~0.45kg，（2~3卷標準2號巖石銨銻炸藥），此處為上臺階底板眼，藥量適當增加，圖中裝5卷標準3號巖石銨銻炸藥。軟巖光面爆破設計硬巖光面爆破設計硬巖光面面爆破設設計光面爆破破裝藥量量的計算算，主要要是確定定周邊眼眼光爆層層炮眼裝裝藥集中中度，即即以kg/m表示，一一般采用用實驗方方法求得得或從同同類工程程中選取取。q=QEW式中q—裝藥集集中度，，kg/m；Q—單位體體積耗藥藥量，g/m3；E—周邊眼眼間距，，m；W—光爆層層厚度，，m；巖石類別周邊眼間距E（cm）周邊眼抵抗線W（cm）相對距離E/W裝藥集中度q（kg/m）極硬巖50～6055～750.8～0.850.25～0.30硬巖40～5050～600.8～0.850.15～0.25硬巖光面面爆破設設計光面爆破破參數(shù)（（選用2號巖石硝硝銨炸藥藥）上表的適適用范圍圍為炮眼眼深度2~4m鉆爆機具具材料鉆孔采用用10臺YT—28型鑿巖機機和4臺22m3空壓機機，人工工鉆孔，，鉆孔直直徑為42mm，一字形形合金鋼鋼鉆頭。。采用ΦΦ32mm的2#巖石銨梯梯炸藥。。引爆雷雷管為電電雷管，，周邊眼眼設計采采用空氣間隔裝藥藥，導爆爆索聯(lián)接接，輔助助眼、周周邊眼采采用跳段段雷管以以光爆效果。弱風化中中基性火火山長巖巖：灰綠綠、灰色色，細晶晶結構，，塊狀構構造，節(jié)節(jié)理裂隙隙發(fā)育，，原巖結結構部分分破壞，，呈碎石石壓碎結結構。巖巖體較完完整。局局部夾千千枚巖。。拱部無無支護時時易出現(xiàn)現(xiàn)小坍塌塌。導洞的光光面爆破破設計炮眼布置置實例爆破效果果圖較軟巖，，拱頂超超挖嚴重重爆破改進進改進起因因：爆破破后超挖挖嚴重