洋乾隧道洞口及洞身爆破施工技术

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摘要：隧道工程施工技术要求严，造价高，绝大多数都是地下工程，安全系数要求高是隧道的共有特点，一直是公路建设中的重点和难点，本文通过施工总结，阐述隧道洞口及洞身爆破施工技术特点，总结经验，提高施工技术水平。

关 键 词：隧道洞口及洞身爆破施工技术

中图分类号：TU74 文献标识码：A

1.工程概况

洋乾隧道施工里程为K28+776～K29+066，长390m，进出口段洞口处于山脊斜坡地貌,围岩地层为Ⅴ级围岩碎块状强风化变质砂岩,F34断层构造破碎,岩石裂隙较发育,伴糜棱岩化,开挖中地下水呈淋雨状,地下水相对丰富,洞顶及侧壁稳定性差。

1.2洞口工程施工方法

1.2.1边、仰坡开挖施工

(1) 施工工序：测量放线截水沟施工边仰坡开挖边仰坡防护。

(2) 施工方法：

① 配合项目部进行导线测量复测，并作好控制点的布置，加密导线点。

② 洞口施工前，先进行测量放线，放出隧道中线及边坡、仰坡的开挖线，在开挖线5米以外施作截水沟。

③ 施工队根据测量交底及技术规范要求，进行M7.5浆砌片石截水沟砌筑，将洞顶以上的地表水截排到隧道洞口范围以外。

④ 开挖队根据测量、技术交底，按照施工要求从上向下分层开挖。每开挖一层，高差为5米时，检查坡面是否满足施工要求，满足施工要求即进行坡面防护。

⑤ 开挖时土方用PC200挖掘机开挖，人工配合刷坡，软石用风钻打眼，小药量松动爆破开挖，以减少对周围边坡的扰动。用PC200挖机装碴，自卸车运碴。在边坡及仰坡适当位置，设置位移、沉降量观测桩，加强边仰坡稳定性观测。

1.2.2洞口工程施工支护及辅助施工措施

①锚杆安装：按设计要求布置锚杆位置，钻孔之后清孔并将锚杆顶入，锚固剂锚固。

②钢筋网：钢筋网在锚杆施作好后安装。将洞外加工成片的钢筋网紧贴隧道围岩凹凸面起伏敷设，用电焊与锚杆尾部焊接牢固。

③喷射砼：采用喷浆机作业，砼由洞外拌合站集中拌料，砼运输车运到工作面；喷射砼前检验开挖断面尺寸，清除开挖面的松动岩块及在拱脚与墙脚处的岩屑等杂物；设置控制喷层厚度的标志，并先用高压水、高压风对岩面粉尘、松动岩石和杂物进行清理（注：若为土质岩面不能用高压水冲刷岩面），并应保证岩面保持一定的湿度；喷射作业分段、分片、分层由下而上顺序进行；一次喷射混凝土的最大厚度，不得超过10cm。分层喷射混凝土时，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。喷射作业紧跟开挖面时，混凝土终凝到下一循环爆破作业时间不得小于3h。

1.3洞身开挖施工技术措施

1.3.1洞身开挖具体施工方法

（1）洞身开挖方法

①V、Ⅳ级围岩段开挖

施工顺序：测量上半断面打眼装药上半断面分段爆破通风找顶、出碴初喷砼封闭岩面上半断面立拱架、挂钢筋网施作径向注浆锚杆注浆复喷至设计厚度下一循环。

上半断面进尺大于5－6m后下断面测量下半断面打眼装药下半断面分段爆破通风找顶、出碴初喷砼封闭岩面下半断面立拱架、挂钢筋网施作径向锚杆注浆复喷至设计厚度下一循环。

仰拱开挖与下半断面开挖类似。

施工方法：V级围岩上台阶高度4米，采用人工手持风钻钻孔，短进尺，光面爆破，预留核心土，核心土长度控制在3米左右，高度满足掌子面顶部作业需要，在施作初期支护前初喷砼封闭掌子面。

下台阶采用人工钻孔，光面爆破开挖，用ZL50C装载机装碴，5t自卸汽车出碴。每循环进尺0.75m。施工中严格坚持“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、勤量测”的施工方针。根据监控量测结果及时调整台阶长度。初期支护紧跟开挖工作面。为了避免初期支护拱架拱脚下沉，设置锁脚锚杆，并加强围岩监控量测以观察拱顶下沉和拱脚收敛情况，若变形速率突然增大，则立即停止开挖工作，查明原因，及时采取补强等支护措施。

② Ⅲ级围岩段开挖

施工顺序： 测量 打眼装药光面爆破通风、找顶出碴下一循环。

洋乾隧道Ⅲ级围岩段开挖采用大型机械配套施工，多功能作业台架配合人工钻孔，非电毫秒雷管起爆、光面爆破全断面开挖，ZL-50C装载机装碴、5T自卸汽车运碴出洞，循环进尺控制在3m；开挖后及时依设计施作系统锚杆（φ22，L=2.5m）、喷10cm厚砼支护，埋设量测点，加强隧道拱顶下沉及收敛观测，及时掌握围岩变形情况并适用于施工。

（2）超欠挖控制

① 应严格控制欠挖，当围岩完整石质坚硬时，允许个别岩石个别突出部分（每1m2内不大于0.1m2）侵入衬砌，对整体式衬砌，侵入值应小于衬砌厚度的1/3，并小于10cm。在拱、墙脚以上1米范围内严禁欠挖。

② 在施工中减少超挖。采用光面爆破、提高钻眼精度、控制药量等措施，根据每次开挖情况，及时提高作业人员的技术水平，将超挖控制在允许值以内。

③ 如果围岩压力较大，支撑可能沉降量大时，为了保证衬砌设计厚度，在施工过程中可根据测量结果，调整预留沉降量的大小。

（3）钻爆作业

① 开挖中技术要求

a 严格按钻爆设计进行布眼、装药，爆破后及时修整。

b 周边眼采用不耦合间隔装药，将炸药分段绑在竹片上。

c 各部位钻眼一定要定人司钻，控制好炮眼的方向，禁止打残眼。

d 加强监控量测、数据处理和信息反馈，做到信息化施工。

e 做好洞内临时排水沟，禁止有坑洼积水浸泡边墙基础。

② 隧道爆破设计

Ⅰ 设计原则

采用光面爆破，根据地质条件、开挖断面、开挖进尺、爆破器材等条件进行设计。钻爆参数是动态的参数，根据围岩变化及时调整，进行动态管理。

a根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线，辅助炮眼交错均匀布置，周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上，掏槽炮眼加深15cm。

b严格控制周边眼的装药量，采用间隔装药，使药量沿炮眼全长均匀分布。

c选用低密度低爆速、低猛度的炸药，本工程采用乳化炸药。塑料导爆管非电毫秒雷管起爆。

d采用毫秒微差有序起爆，周边眼采用导爆索起爆，以减小起爆时差。

Ⅱ 钻爆参数的选择

通过爆破试验确定爆破参数，试验时参照 表5-1《光面爆破参数表》

表5-1 光面爆破参数表

岩石种类 周边眼间距E(cm) 周边眼最小抵抗线W（cm） 相对距

E/W 周边眼装药参数（kg/m）

硬质岩 55～70 60～80 0.7 ～1.0 0.35～0.3

中硬岩 45～65 60～80 0.7 ～1.0 0.2～0.3

软质岩 35～50 45～60 0.5 ～0.8 0.07～0.12

（4）出碴作业

① 此隧道采用无轨式自卸汽车卸碴。装碴作业采用1台ZL50C装载机配合4-5台5t自卸汽车出碴并根据弃渣运距进行合理调配。

② 装碴作业应符合下列要求：

a 机械装碴作业应严格按操作规程进行，不得损坏已有的支护和临时设备；

b 在台阶上装碴时，碴堆应稳定，防止滑坍伤人。

③ 弃碴作业应符合下列要求：

a 应根据弃碴场地形条件、弃碴利用情况、车辆类型，妥善布置卸碴线路，卸碴应在布置的卸碴线上依次进行。

b 卸碴时有专人指挥卸碴、平整。

c 卸碴场地修筑永久排水设施和其相应防护工程，确保地表径流不致冲蚀弃碴堆，防止水土流失。

d 弃碴场采取防护措施并配备推土机进行场地平整，必要时对弃碴物取土覆盖，防止造成环境污染，弃土完毕后进行绿化。

e 无轨运输洞内运输道路宜铺设简易路面，道路的宽度和行车速度应符合要求。

f 单车道净宽不得小于4.5m，并应隔适当距离设错车道，会车视距宜为40m。

g 行车速度在施工阶段和错车阶段不应大于10km/h，在洞内(成洞)不应大于20km/h。

h 运输路线应设专人按标准要求维修和养护，路面两侧排水，使其经常处于平整、畅通。线路和道路两侧的废碴和余料应随时清除，由于自卸汽车运输时容易损坏隧道底部，宜先铺设路面或者先作好铺底混凝土

j 运输车辆的性能必须良好，才能保证洞内运输线。路畅通，车辆的驾驶应有专门的管理规定，非专职人员严禁开车。

总结：施工过程中通过详细研究设计图纸，确定围堰地层等级情况，并结合现场踏勘，采取相应地开挖方案，安全顺利的将洞口开挖完成。隧道开挖后及时进行围岩、初期支护的周边位移量测、拱顶下沉量测；安设锚杆后，应进行锚杆抗拉拔力实验。当围岩差、断面大或地表沉降时，宜进行围岩体内位移量测。量测部位和测点布置，应根据地质条件、量测项目和施工方法等确定。取得监测数据后，要及时进行整理，绘制位移--时间曲线和变形时间曲线，当曲线趋于平缓时，进行数据处理和回归分析，以推算最终位移，掌握位移变化规律及结构安全性。充分考虑利用围堰的自承能力，喷射混凝土养护保证了开挖洞身的稳定。