隧道边坡爆破控制的研究

程晓红

(四川工程职业技术学院，四川德阳 618000)

1 工程概况

广深港客运专线百足地隧道进口右侧陡山坡原为采石场开采所形成，平均垂直高度为74.9 m，坡度80°～90°。为了保证百足地隧道进口明洞段的施工及以后的行车安全，特对隧道明洞段(DK52+180～DK52+304)124 m范围内的山坡进行刷坡爆破治理。设计刷坡治理方案为，将原山坡分台阶治理，每20 m一个台阶，台阶坡面为 1∶0.5，台阶平台宽为 1.5 m，坡面采用 φ22 L=4 m锚杆进行加固，锚杆间距1.5 m×1.5 m，梅花形布置，后挂25 cm×25 cmφ8钢筋网，最后喷C20混凝土，厚10 cm。

2 刷坡爆破总体方案

根据本工程地形、环境条件以及“安全第一”的原则，为确保隧道洞口和附近碎石加工厂的安全，边坡开挖采用光面爆破。石方爆破开挖顺序为:自上而下的松动控制爆破，竖向分层、纵向分段，靠近边坡采用光面爆破。台阶布孔直径d=76 mm和d=140 mm，光面爆破钻孔直径选择d=76 mm和d=42 mm。

3 爆破施工流程

爆破施工工艺流程图见图1。

图1 爆破施工工艺流程图

4 爆破控制

4.1 爆破参数

1)深孔台阶控制爆破。一般情况下，深孔垂直布置，深孔平面布置成矩形或梅花形，爆破参数按下式计算(H为台阶高度，d=76 mm和d=140 mm):

最小抵抗线 W=(25 ～40)d，m;钻孔超深 h=(0.25 ～0.35)W，m;炮孔深度 L=H+h，m;填塞长度 L1=(1.0 ～1.2)W，m;孔间距a=(1.0～1.5)W，m;排间距 b=(0.8 ～1.0)W，m;单孔药量 Q=gabH 或 Q=gWaH，m;炸药单耗 g=0.4 kg/m3～0.55 kg/m3。

根据台阶高度，具体数据如表1，表2所示。

表1 d=76 mm深孔台阶控制爆破参数

表2 d=140 mm深孔台阶控制爆破参数

2)大块二次破碎控制爆破。钻孔直径d=42 mm，单位炸药单耗控制在0.05 kg/m3，钻孔深度不超过石块厚度的2/3，最小抵抗线为0.5 m ～0.8 m。

3)浅孔控制爆破。孔径 d=42 mm;孔深 L=H+h，超深0.4 m ～0.5 m;孔距1.2m ～1.4 m;排距1.0m ～1.2 m;炸药单耗g=0.35 kg/m3～0.4 kg/m3;填塞长度 L1=1.2 m ～1.4 m。

根据台阶高度，具体数据如表3所示。

表3 d=42 mm浅孔爆破参数

4)光面爆破控制。合理的炮眼间距应保证炮眼间贯通裂隙完全形成。综合考虑爆炸应力波和爆生气体在贯通裂隙形成过程中的作用，D=76 mm光面爆破孔设计参数如下:

最小抵抗线(光爆层厚度)W=1.2m～1.5 m;孔距 a=1.0 m ～1.2m;线装药密度 g1=0.3 kg/m ～0.4 kg/m;堵塞长度L1≥1.0m;底部加强药包 Q1=1.0 kg;炮孔超深 h=1.0 m;爆破参数 W，a，g1对于完整岩体取大值，反之取小值。

4.2 装药与填塞

装药前必须对炮孔进行验收，计算每孔装药量，对不符合要求的炮孔要废弃或补钻孔。

深孔台阶控制爆破使用φ60乳化炸药作起爆药，主爆药为散装铵油炸药，填塞材料使用钻屑或砂粘土。起爆药包位于炮孔下部，当孔内有水时，孔内有水高度范围内全部用管状乳化炸药充填，高出水面1 m以上的采用散装铵油炸药，为了确保爆破效果，每孔装2发雷管。

浅孔台阶控制爆破，大块岩石二次爆碎爆破均采用管状乳化炸药作为主爆炸药，起爆雷管置于炮孔底部。使用钻屑或砂粘土填塞。

光面爆孔采用不耦合装药结构，将管状乳化炸药按照设计线装药另捆绑在导爆索上，制成光爆药半，并在光爆孔底部加大装药量，填塞材料使用钻屑或砂粘土。

5 起爆方法及爆破网络

1)采用毫秒电雷管微差起爆。同时视工作面情况，环境条件等分别采用V形、梯形、波形等多种起爆模式。

2)深孔台阶控制爆破前后微差时间为25 ms～100 ms，浅孔微差时间为25 ms～75 ms，光爆孔与主爆孔之间的微差时间为100 ms～150 ms。

3)如遇到雷雨季节，采用非电毫秒导爆管起爆，爆破网络采用并联。孔内微差，孔外传爆雷管采用网段雷管，每把雷管不得大于15发。

4)采用电与非电混合式起爆网络时，在装药堵塞作业结束后，电雷管才能与非电雷管的导爆管绑扎连接，如遇到雷雨天气，电雷管不能接入起爆网络。

6 结语

合理的爆破参数选择、规范的装药、填塞方法以及科学的起爆方法和爆破网络是保证隧道边坡爆破效果成败的关键。

［1］ 于亚伦.工程爆破理论与技术［M］.北京:冶金工业出版社，2004.

［2］ 姚爱军，薛廷河.复杂边坡稳定性评价方法与工程实践［M］.北京:科学出版社，2008.

［3］ 李的林，高振儒.爆破震动危害中几个重要因素分析［J］.工程爆破，1999(5):29-30.