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1、荆竹岭平导小断面光面爆破技术中铁十九局遂渝铁路指挥部第三项目部魏文义、李少杰、高帅内容摘要：通过研究小断面光面爆破的不耦合系数、光面炮眼间距a、最小抵抗线W、炮 眼邻近系数m、线装药密度、起爆间隔时间等参数，选取最优数据，达到充 分发挥小断面掘进优势、提高光面爆破的经济效益，保证施工安全，加快掘 进进度的目的。关键 词： 小断面 光面爆破 光面层 平行导坑一、前言新奥法施工过程中，为提高围岩的自承载能力，减少围岩扰动，光面爆破的技术被 广泛应用。但由于平行导坑断面较小，围岩夹制作用较强导致爆破进尺较低。在荆竹岭 平导的施工过程中，为了提高爆破进尺，发挥光爆优势，爆破特别是公路、铁路隧道的 掘进
2、，光面爆破有以下优点：1、爆破后成型规整，符合设计轮廓，超挖量大大减少，普通方法掘进，超挖量可达 20%30%,而用光面爆破时可降低到5%以下，因此光面爆破可节省装运、回填、支护 等工程量和费用，产生很大的经济效益。2、爆破后不产生或很少产生爆震裂隙，新岩面保持原有稳定性，岩体承载能力不致 下降，因而可有效地保证施工安全，为安全施工、快速施工创造了有利条件。3、新岩壁平整，通风阻力小。二、工程概况：杉树陀隧道（中心里程DK234+656）全长4732m，位于渝怀铁路高谷站至下塘站之 间，紧临乌江逆行。隧道进口段地势平缓，植被较少，岩性为灰岩、页岩夹泥岩，围岩 破碎，节理发育，基岩裂隙发育。各级
3、围岩情况为：II级2810m, III级1177m, IV级80m, V级665m,V、V级围岩占隧道总长的15.9%，围岩相对较差。三、施工方法的选择：根据隧道的实际情况，结合以往的经验，经过实践后，我们决定用中壁导坑超前掘 进，全断面开挖紧跟的开挖方法。具体的说，中壁导坑高约4m,宽约4m左右，超前开挖15m左右，中壁导坑的作 用一是为了超前探察围岩情况，以便做相应的准备；二是为了增加工作面，因为施工中 有初期支护，如果全断面一起开挖，支护时必须停止掘进，这样施工组织不合理，中壁 导坑打孔深为2.8m,爆破后进尺约2.5m左右，全断面开挖紧跟为5m 一循环，恰好是 中壁导坑的 2倍，所以在
4、初期支护作业时，中壁导坑可同时作业，使施工组织合理化。 见图（一）。四、光面爆破技术参数的选择：1、不耦合系数 合理的不耦合系数应使炮孔压力低于岩壁抗压强度而高于动抗拉强度，通常采用1.13.0,其中1.52.5范围内用得较多。根据实际围岩情况，经反复实践，采用以下数 据：（1 ）钻孔孔径取 40mm 左右； （2）周边眼药卷直径取 22mm 小药卷； 不耦合系数=钻孔孔径/药卷直径=40/22宀1.82、光面爆破周边眼间距 a一般取为炮眼直径的1020倍，在节理裂隙比较发育的岩石中应取小值，整体性好 的岩石中可取大值，因实践中围岩节理裂隙比较发育，实际取值50cm，为炮眼直径的 12 .5倍
5、，炮眼布置如图（二）。3、最小抵抗线w光面层厚度，即周边眼到邻近辅助眼间的距离，是光面眼起爆时的最小抵抗线，一 般它应大于光面眼间距，实际取70cm，炮孔布置如图（二）4、炮眼邻近指数mm值过大时，爆后会在光面眼间的岩壁表面留下岩埂，造成欠挖；m值过小时，则 会在新壁面造成凹坑。实践表明，当m=0.70.9时爆破后的光面效果较好，硬岩中取 大值，软岩中取小值，实际m=a/w=50/700.71。5、线装药密度即装药集中度，它是指单位长度周边炮眼中装药量的多少（g/m），为了控制裂隙的 发育以保持新壁面的完整稳固，在保证沿炮眼联心线破裂的前提下，应尽可能少装药， 软岩中一般可用70120g/m，
6、中硬岩石中为100150g/m，硬岩中为150250g/m。应注意的是，上述数据为以往的经验值，在杉树陀隧道应用后不适合实际情况，数 值偏小。根据实际实验，决定取170 g/m效果较好，周边眼孔深5m,应装0.85kg，为便 于操作，取8卷0.84kg，效果较好。见表（一）全断面开挖参数表：序号雷管段别炮孔名称炮孔深度（m）炮孔数量（个）单孔装药数卷单孔装药量（kg）小计装药量（kg）Q 35申2211辅助眼5.03152.256.7523辅助眼5.03152.256.7535辅助眼5.03152.256.7547辅助眼5.011131.9521.4559周边眼5.03380.8427.726
7、9周边眼5.02152.254.5合计5573.92表一6、起爆间隔时间经以往实验表明，周边眼间的起爆间隔时间愈短，愈有利于贯通相邻周边眼，抑制 其它方向裂隙的发育，从而减少炮眼周围的裂隙产生，形成平整的壁面。所以在实施光 面爆破时，应尽可能减小周边眼间的起爆时差，这里采取零时差，也就是周边眼用同一 段别的雷管起爆，间隔时间为零。全断面掘进及中壁导坑的起爆顺序见图（三）、图（四）。7、其它几项参数的设定（1）间隔装药法：因周边眼较深，如采用连续装药，炸药装入后集中在孔底，孔口 区域光爆效果不好，所以采取间隔装药法，如图（五），实践证明效果较好。图三序号相应的雷管 总段别参看表一序号相应的雷管段
8、别 参看表二图五（2）中壁导坑中炮眼参数的设定：因中壁导坑不触及光面爆破的轮廓面，所以在这里 不详细介绍，炮孔布置如图（六），参数见表（二）。中壁导坑开挖参数表：序号雷管段别炮孔名称炮孔深度炮孔数量（个）p 35单孔 装药数（卷）单孔装药量（kg）小计装药量（kg）0中空眼3.0111掏槽眼3.06152.2513.523辅助眼2.84101.5635辅助眼2.81281.214.447周边眼2.87152.2515.7559周边眼2.8881.29.669周边眼2.8771.057.35合计4566.7表二这里说明一点，掏槽眼的药量一定要比其它孔内的装药量大，通常是装满的，只留 30cm 左
9、右的堵塞长度，中空眼不装药，是为了增加爆破时的临空面，使之能更完全的掏 出中心岩体。（3）外偏角的确定：为在每一循环后，在钻凿下一循环炮眼组时钻机有足够的工作 空间，在钻眼时要有一个外偏角度a , a过小，钻机工作空间不够，a过大，则有较大 的超挖出现，根据实际情况，选择a =12，此时眼底落在设计轮廓外约1015cm。 如图（七）。七、实施效果以上各种参数，都是经过反复实践总结出来的，实行后效果较好，超挖量很小，基 本控制在 4%以下，爆破后轮廓整齐，半孔残留率在 95%以上。多次受到铁道部、总公 司、渝怀总指、局处各级领导的表扬，增加了经济效益，保证了安全，并且对加快进度 也产生了有利的促进作用。
