高速公路隧道光面爆破施工技术应用研究

发表时间:2019/3/28   来源:《电力设备》2018年第30期   作者:张锦
[导读] 摘要:在社会经济快速发展的环境下,交通建筑工程建设规模不断扩大,高速公路作为交通建筑工程的重要组成部分,其施工技术对工程整体质量有着直接的影响。
        (安徽雷鸣科化股份有限公司  安徽淮北  235000)
        摘要:在社会经济快速发展的环境下,交通建筑工程建设规模不断扩大,高速公路作为交通建筑工程的重要组成部分,其施工技术对工程整体质量有着直接的影响。本文主要对高速公路隧道光面爆破施工技术应用进行研究。
        关键词:高速公路隧道;光面爆破施工技术;应用
        0.引言
        在隧道工程建设的过程中施行爆破作业时,常回出现坑道表面的轮廓线不平整的现象,究其根本原因,是因在实际施工的过程中,未进行欠挖,故造成较大的超挖,最终不仅影响了施工的正常进度,也进一步加大了工作量,给后续施工的有序进行造成了极大的影响。在高速公路隧道工程的爆破施工中,采用传统的爆破施工技术,会给围岩造成极大的扰动,进而降低其稳定性。为解决上述问题,满足喷錨支护的需求,应用光面爆破施工技术。
        1.工程概况
        高速公路工程中的隧道段内具有冲沟发育、山高坡陡与地形起伏法的特点,呈现中低山地貌。因冲沟的主要走向是南北,次为东西方向,故沟谷呈V字型。隧道轴线与地段地面之间的距离为1043.23m,经过测量,其地形的坡度变化范围在45°到75°之间。320m是本次工程中隧道的最大埋深。隧道施工地点位于植被与山坡较多的地段,该地段基岩多裸露,以灌木丛与松木这两种植物数量较多。隧道施工所处的区域属于亚热带湿润气候,具有夏无酷暑与冬无严寒的气候特征,年平均气温不超过18℃,7月是一年中气温最高的一个月,最高的一天气温可达到27℃。元月气温最低,为5℃左右。下雨情况频繁,降水量较多,根据相关数据调查显示,年降水量在1000到1600m之间,最高一天的降雨量在180mm。12月到来年的2月降水量最低,成为枯季,5到8月为雨季。年均日照时长近1117小时,无霜时最长,一年至少有260天是无霜天,自历史记载,最大积雪深度接近20cm。隧道施工所处的区域周围仅存在少量的地表水体分布,地下水主要是通过大气降水进行补给。在对钻孔内地下水位观测隧道表面过程中,得到以下相关信息:(1)地下水位的变化与季节的转换有着非常紧密的联系,在雨季,地下水位出现不断上升的迹象,且水量也在增大。而在旱季,地下水位明显降低,其水量也相应地减小。(2)地形与地下水位之间存在一定的关联性,地形切割强烈地段,地下水位埋深度增加,同时地下水位的波动幅度也开始出现上升的趋势。而在平缓地段地下水位埋藏相对要浅许多,水位波动幅度也不明显。从上述的内容中,了解到隧道地表水主要由大气降水补给,根据当地工程的隧道施工经验,隧道的地下水与地表水的水质对混凝土不会构成腐蚀。
        2.光面爆破施工原理
        光面爆破亦称控制性爆破,是一种将平整度控制与隧道开挖轮廓超欠挖这两种技术进行有机结合的爆破技术[1]。光面爆破施工的具体操作是先进行底板眼、辅助眼、掏槽眼与周边眼的布置,然后根据起爆的顺序,并利用每个起爆环节的微差时间构建临空面,最后采用压顶的爆破手段,进而提高爆破施工的效果[2]。在光面爆破施工的过程中,还可以采用不连续且不耦合装药的方式,根据雷管的位置进行分断布设,并引用高速公路隧道爆破施工中专用的红线爆索形式构建装药结构,进而实现周边眼同一时间内起爆的目标。同时,还可以通过分散装药量的方式,降低爆破施工对围岩的扰动,确保其稳定性,进而获得平整岩面与岩面光滑的施工技术。在确定地质条件下进行光面爆破施工,爆破参数选择的合理性直接影响到光面爆破的效果。因此,在实际施工中,必须严格按照高速公路中隧道爆破参数施工炮眼,同时还要结合围岩的具体情况,对爆破参数进行适当调整,确保光面爆破可达到理想的效果。
        3.光面爆破施工设计
        3.1凿岩机具选取
        按照施工现场的实际情况,制定爆破方案,本次隧道爆破施工中选用的爆破机具为YT28型号气腿式凿岩机,该凿岩机的钻头直径为42mm,主要材料为硬质合金钢,呈一字型。

中空六棱形是该机具钻杆的主要规格,其钻杆的长度主要由3.5m、2.5m、2.0m与1.5m这四种。
        3.2爆破器材选取
        爆破器选取以下几个方面进行:(1)炸药。一般情况下,在高速公路的隧道光面爆破施工中,选用2号岩石乳化炸药与32mm的标准药卷。(2)雷管。在光面爆破施工中,雷管主要用于孔内,作为连接各控的一种工具。在选用雷管的过程中,应当采用非电毫秒微差雷管,这种雷管一般有15段,在起爆雷管用电雷管中,发挥着重要的作用。(3)导爆索。主要引用导爆索进行传爆,周边眼间隔装药[3]。(4)装药结构。在布置周边眼的过程中,可以通过间隔不耦合装药的方式,在使用导爆索连结各药卷的过程中,必须结合施工现场的实际情况,选用合理的堵塞与装药方式。同时,周边眼也可以采用非电雷管起爆32mm岩石乳化炸药,可应用空气间隔装药与堵塞的方式进行起爆作业。其他炮孔均采用孔底正向进行起爆。
        3.3页岩夹炭质泥质粉砂岩层爆破设计
        (1)炮眼根据台车的分布进行设计。沿开挖台车一架二架的布置方式相同,均是采用四排排掏心眼的形式进行布置。压顶炮眼的布置分两排进行。在底板眼、周边眼与辅助眼各布置一排。如图1所示,开挖上台阶炮眼布置。(2)在上台阶光面爆破设计中,可以通过毫秒延时的方式,并利用雷管顺序起爆之间的微差时间,选用单数段位13段。在掏槽眼布置中,可以选用1、3、5、7与9段,顶层压顶眼与底板眼均选用9段,辅助眼应用11段,周边眼选用13段,底层压顶眼使用7段。毫秒管凝土密实度,同时还要确保新的混凝土结构与原有的混凝土结构相同,确保施工的安全性。(3)以40cm为周边眼间距的主要设计标准。而辅助眼与周边眼之间的排间距均设计为30cm,唯有这样才能形成光爆结构。起爆作必须严格按照高速公路隧道光面施工的标准要求进行,先进行掏槽眼、扩槽眼与掘进眼起爆,然后再进行底板眼与内圈眼起爆,最后再对剩下的周边眼与辅助眼进行起爆。
        4.质量保证措施
        (1)项目单位要专门设立一个光面爆破小组,并在此基础上,实行TQC科技公关,对高速公路随便光面爆破施工的质量目标进行统一,确保各项施工责任落到实处。(2)做好技术交底工作,并完善技术交底制定,在施工前,要发放关于光面爆破施工作业指导书,确保每一位参与施工作业的工作人员明确自身需承担的施工责任与施工内容[3]。(3)坚持持证上岗制度,在施工前,要对施工人员进行全面的岗前培训,提高施工人员自身的专业施工技术水平。(4)对各施工工序的过程进行全方面的控制,同时做好相关的施工记录工作,坚持三检制度。(5)根据施工现场的具体情况与爆破效果,对光爆设计参数进行科学、合理的修正,为施工班组及时提供准确的指导意见。
        5.光爆后效果
        在经过多次的优化与试验后,发现光面爆破可以对周边眼炸药的爆破效果进行有效的控制,且在岩壁上新形成的孔迹非常清晰,在爆破施工中对围岩未造成明显的扰动,围岩的稳定性得到了有效的保障。同时,超挖量也减少了4%到6%。此外,在提高施工安全的同时,又相应地减少了欠挖与超挖,使工程的进度与质量得到大幅度的提高,进而建设了支护、回填与装运的费用与工程量。
        6.结语
        综上所述,隧道施工是高速公路工程中重要的组成部分,其施工质量直接影响到高速公路后续的正常使用,而爆破施工又是影响施工安全性与稳定性的关键。因此,在隧道爆破施工中,选择光面爆破施工技术,不仅可以降低施工过程中对围岩的扰动,还可以确保后续施工活动有序进行。
        参考文献:
        [1]杨传玉.狮过山隧道光面爆破施工技术[J].  公路交通科技(应用技术版).2017(06)
        [2]王伟. 隧道光面爆破及超欠挖控制[J].低碳世界.2017(06)
        [3]叶吉军. 隧道光面爆破施工技术研究[J].科技创新导报.2017(29)
 
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