淺談高速公路隧道爆破施工

淺談高速公路隧道爆破施工

隨著我國(guó)高速公路的快速發(fā)展，山地隧道的建設(shè)越來(lái)越多。許多科學(xué)家在道路隧道的輸送過(guò)程中進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究，取得了許多研究成果和寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)，為完善爆炸理論的計(jì)算做出了積極貢獻(xiàn)。公路隧道施工大部分任務(wù)是開(kāi)挖坑道同巖,而圍巖的開(kāi)挖就需要爆破技術(shù),目前我國(guó)的爆破技術(shù)比較成熟,但適合隧道爆破的技術(shù)有其特殊的專(zhuān)門(mén)要求:一是,爆破不能對(duì)四圍的圍巖擾動(dòng)較大,保證其穩(wěn)定性;二是,隧道往往是制約工期的重點(diǎn),要求掘進(jìn)速度快;三是,開(kāi)挖出來(lái)的斷面必須符合設(shè)計(jì)圖紙的要求,不能有超挖、欠挖,開(kāi)挖面要平整,同時(shí)要求爆破后的石渣塊度不能太大,以便裝運(yùn)。這就給施工提出了問(wèn)題,如何才能滿(mǎn)足以上要求使安全施工達(dá)到工期、質(zhì)量上的要求?1超欠挖的質(zhì)量控制在隧道施工過(guò)程中應(yīng)建立一個(gè)比較完善、系統(tǒng)I向質(zhì)量保證體系。對(duì)爆破設(shè)計(jì)、鉆爆作業(yè)實(shí)施全面的監(jiān)督管理,對(duì)有關(guān)人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)。建立質(zhì)量責(zé)任制,實(shí)行質(zhì)量獎(jiǎng)懲制度。并以預(yù)先制訂的各項(xiàng)作業(yè)方法和作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)則。經(jīng)常檢查各項(xiàng)作業(yè)質(zhì)量。建立及時(shí)準(zhǔn)確的信息反饋系統(tǒng),保證超欠挖的信息及時(shí)反饋給現(xiàn)場(chǎng)施工人員,以便及時(shí)調(diào)整施工方法和施工步驟,將超欠挖值控制在規(guī)范范圍之內(nèi)。同時(shí),施工中應(yīng)加強(qiáng)地質(zhì)超前預(yù)報(bào),準(zhǔn)確探明前方圍巖類(lèi)型,隨圍巖條件變化及時(shí)調(diào)整鉆爆參數(shù)。通過(guò)采用合理的施工方法和施工工藝,并輔以先進(jìn)的精密儀器,來(lái)達(dá)到爆破控制預(yù)期效果。2道路隧道施工的爆炸技術(shù)2.1增大孔徑,改善爆破性能過(guò)大的炮眼直徑要求很強(qiáng)的鑿巖能力,直徑過(guò)小,會(huì)因目前常用的硝銨炸藥在藥包直徑太小時(shí)會(huì)發(fā)生傳爆不良或拒爆,因此,目前常用比標(biāo)準(zhǔn)藥包(直徑35mm)略大一些的孔徑,一般直徑為40mm左右。近年來(lái),由于鉆爆技術(shù)的發(fā)展,新型機(jī)具及新型炸藥不斷改進(jìn),為了更好地提高爆破效果,有的炮眼相應(yīng)地增大了孔徑,有的則相反卻縮小了孔徑。增大孔徑可改善炸藥性能,因藥量相對(duì)集中,提高爆破效果,這需有較大的鉆孔能力,炮眼數(shù)可減少。但大直徑炮眼易產(chǎn)生輪廓不齊、石渣塊度大,不利裝渣?？s小孔徑(24-32mm),可采用輕型鑿巖機(jī),此時(shí)需要采用高威力炸藥。小孔徑炮眼鉆孔速度快,炸藥分布均勻,石渣塊度小,輪廓整齊,壓縮空氣用量較小,但孔數(shù)增加,爆破器材消耗較多。合理的炮眼直徑在相同條件下,掘進(jìn)速度快、爆破質(zhì)量好的孔徑,同樣需要考慮經(jīng)濟(jì)因素,故采用較多。2.2孔口的堵塞材料裝有雷管炸藥的腰藥包稱(chēng)為起爆藥包,不裝雷管的為普通藥包。起爆藥包一般設(shè)置在靠炮眼上部或下部,在下部設(shè)置需把雷管倒置,如果藥包不連續(xù),例如,在藥包之間隔以短木棍,此時(shí)稱(chēng)為分散裝藥結(jié)構(gòu)。分散裝藥結(jié)構(gòu)在爆破時(shí)振動(dòng)小,常用于光面爆破等抵抗線(xiàn)較小的控制爆破中,此結(jié)構(gòu)的起爆藥包一般設(shè)在中心偏外處。炮孔裝藥包需要堵塞,堵塞材料應(yīng)有較好的可塑性以及能提供較大的摩擦力,不透氣,常用黏土和砂的混合物制作(1:3的砂和黏土混合物,再加2%-3%食鹽)4炮泥進(jìn)行堵塞,有的用塑料水袋等作堵塞材料。堵塞長(zhǎng)度約為1/3的炮眼長(zhǎng)度,當(dāng)眼長(zhǎng)小于1.5時(shí),堵塞長(zhǎng)須有炮眼長(zhǎng)的1/2左右。堵塞能保證爆破時(shí)產(chǎn)生的高壓氣不至于由眼口沖出而降低爆破效果,這在眼深較小時(shí)是很有作用的。但當(dāng)眼深加大,達(dá)到一定程度后就可不用堵塞,甚至有反向裝藥時(shí)也可不用堵塞。通過(guò)實(shí)踐可知,不堵塞不但可以節(jié)省大量工作時(shí)間、人力、物力,而且還可以減少殘眼,甚至不留殘眼,提高爆破效果。2.3常用的爆破方法起爆是將所有鉆孔中的藥包按一定順序安全、完全引爆。起爆順序?qū)Ρ菩Ч泻艽笥绊?有時(shí)因起爆順序錯(cuò)誤,而不能將巖石爆下,尤其直線(xiàn)掏槽時(shí)更應(yīng)注意。起爆方法有兩大類(lèi):非電起爆及電雷管起爆。非電起爆中又有火雷管起爆、導(dǎo)爆索起爆法、非電導(dǎo)爆管起爆法等。目前,常用的是火雷管起爆及電雷管起爆法。導(dǎo)爆管起爆具有電爆法及其他非電起爆法的優(yōu)點(diǎn),但至今因成本較高未能廣泛使用。一般起爆順序?yàn)?掏槽眼一輔助眼一底眼?；鹄坠苡脤?dǎo)火索的長(zhǎng)短或點(diǎn)燃時(shí)間的先后來(lái)控制起爆順序,電雷管起爆可用遲發(fā)雷管控制起爆順序。起爆間隔時(shí)間太長(zhǎng),則由于各炮眼單獨(dú)爆破,能量利用率較低。若用毫秒爆破,即按順序起爆,其間隔時(shí)間僅若干毫秒,這樣,各藥包的能量可在一起發(fā)揮效能,從而提高爆破效果。點(diǎn)炮之前,非有關(guān)人員應(yīng)撤離現(xiàn)場(chǎng),火雷管起爆,在完全點(diǎn)燃后,應(yīng)留有充裕的時(shí)間使點(diǎn)炮人員安全退避,用電雷管起爆時(shí),作業(yè)人員必須認(rèn)真仔細(xì)檢查電路。2.4般的技術(shù)處理方法由于操作不良、爆破器材質(zhì)量差等原因,引起藥包沒(méi)有爆炸,沒(méi)有引爆的藥包稱(chēng)為瞎炮。瞎炮危及安全,在發(fā)生瞎炮后,必須嚴(yán)格按照安全技術(shù)規(guī)程處理。一般處理方法是:1)引爆:即在瞎炮旁不大于30mm處打一平行炮眼,裝藥引爆,使瞎炮殉爆,若沒(méi)有打平行炮眼的條件,或炮眼已裂碎、斷裂,則可用裸露藥包處理。2)用雷管起爆的藥包,產(chǎn)生瞎炮后需小心地用竹木器具掏出原填炮泥,直至發(fā)現(xiàn)藥包,然后再裝一起爆藥包重新誘爆。3)如果因炸藥失效,可往炮眼灌入鹽水,使炸藥和火具等完全失效,然后再用竹木器具輕輕掏出炸藥。2.5超挖和欠挖擴(kuò)大爆破時(shí)要按設(shè)計(jì)要求開(kāi)挖出隧道斷面。在施工中對(duì)超、欠挖應(yīng)有控制,如超挖多,則回填工作量就大,由于超挖增加了荷載,因此,超挖不宜過(guò)大。欠挖則會(huì)使襯砌結(jié)構(gòu)斷面不夠,影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,因此,除個(gè)別小范圍突出,既不影響襯砌強(qiáng)度的所謂“點(diǎn)欠挖”(如在1m2中有不大于0.1m2的突出,但侵入襯砌中小于1/3襯砌設(shè)計(jì)厚度者),一般不允許有欠挖,拱腳附近不允許有欠挖,以保證拱圈的承載能力。超挖和欠挖的具體規(guī)定,應(yīng)參照有關(guān)規(guī)程的規(guī)定。1)炮眼的布局(1)掏槽眼:隧道爆破采用中空直眼掏槽形式,為保證掏槽鉆眼精度,掏槽位置選擇在隧道中線(xiàn)偏下的位置。(2)周邊眼:根據(jù)光面爆破選定的周邊眼間距,沿開(kāi)挖輪廓線(xiàn)布眼,嚴(yán)格控制水平度外插角以保證光爆效果及減少超挖。(3)輔助眼:掘進(jìn)炮眼,其炮孔間距,視巖石堅(jiān)硬程度、裝運(yùn)手段、巖石破碎程度的要求等因素而定,一般取0.7m-1.2m,巖石堅(jiān)固取小值,反之取大值。(4)底板眼:底板眼沿開(kāi)挖輪廓線(xiàn)布置,并適當(dāng)增加藥量起翻渣作用,使爆落的巖渣翻松,便于裝載設(shè)備裝渣。2)裝藥包擴(kuò)大開(kāi)挖時(shí),圍巖有兩個(gè)或兩個(gè)以上的臨空面,與導(dǎo)坑開(kāi)挖相比,用藥量可減少。通常,兩個(gè)臨空而時(shí)可以節(jié)省40%,3個(gè)臨空面時(shí)可以節(jié)省60%。初步設(shè)計(jì)時(shí)按