隧洞施工

(甘肃省水利水电工程局 甘肃兰州 730046)

摘要:引大入秦东二干渠黑武分干渠2#隧洞工程位于兰州市永登县东缘与皋兰县东北 部接壤地带，该洞全长1670m，断面型式为马蹄形，成型断面2.5m×2.5m(宽×高)隧洞通过 地层为s1m千枚夹板岩，部分洞段岩体为极薄软岩，围岩自稳能力较差。全段属Ⅲ、Ⅳ类围 岩。在采用光面爆破法进行洞室开挖后，比合同工期缩短2个月。

关键词：光面爆破；加固洞口 一、概述

(1)隧洞桩号K1+180～K3+850，全长1670m。

(2)根据地质勘探资料。隧洞通过地层为slm千枚夹板岩，部分洞段岩体为极薄软岩 较差。全段属Ⅲ、Ⅳ类围岩，开挖难度较大。

(3)隧洞开挖断面不大，仅为2.5m×2.5m(宽×高)，不适应于机械化施工。 (4)有效施工工期较短，只有8个月左右。 (5)存在许多不可预见性。 二、施工方案

(1)隧洞全长1670m，分为进口、出口2个工作面开挖。设计进口开挖840m，出口开挖830m。 (2)隧洞进出口两个工作面。洞口段在开挖前，对洞帘围岩先应进行喷混凝土支护后搭

设防护棚，然后进行全断面开挖。隧洞入口开挖成形后，采用挂钢筋网、架设钢拱架、喷混 凝土临时支扩加固，最后进行洞身部分的开挖。

(3)隧洞开挖掘进采用全断面光面爆破方案。 (4)隧洞开挖爆破。以下为光面爆破参数的选择。

①钻孔及炮眼布置。钻孔采用YT-28气腿式风钻，钻杆选用φ22六角空心工具钢，钻头选用D 36m一字形合金钻头。根据围岩、断面、工期及采用的施工方法，循环进尺取15m。按85％ 爆破效率考虑，周边眼深15m÷85%=176m，取l.8m，掏槽眼深取1.9m，按SDJ212-83规范 要求，取周边眼距E=43cm，，周边眼抵抗线W=50cm，周边眼密集系数M=E／W=0.86，符合要 求。依断面炮眼均布原则用规范要求，经计算炮眼总数为35个，其中周边眼15个，底板眼15 个，辅助眼11个，掏槽眼5个(其中1个为空眼)。周边眼和底板眼在断面轮廓线上开孔，孔底 落在设计轮廓线外5cm处，其它眼的布置误差不大于10cm。 ②装药量。按规范要求，周边眼线装药密度按0.09kg／m计算，其它眼线装药密度按0.12kg/ m计算，则周边眼单眼装药量为0.09×1.6=0.144kg，装药总量为0.144×15=2.16kg，其它眼 单眼装药量为0.12×1.7=0.204kg，装药总量为0.204×(11+4+4)=3.876kg。

每个循环的炸药单位消耗量为(2.16+3.876)÷(1.5×5.3)=0.76kg。装药参数、爆破经 济指标如下：

ⅰ)装药参数：眼号1、炮眼名称为掏槽眼、段别1、炮眼深度1.9m、炮眼个数4+1个、单

眼装药量0.204kg、合计装药量0.816kg、雷管个数4发；眼号2、炮眼名称为辅助眼、段别3 、炮眼深度1.9m、炮眼个数11个、单眼装药量0.204kg、合计装药量2.244kg、雷管个数11发 ；眼号3、炮眼名称为周边眼、段别5、炮眼深度1.8m、炮眼个数15个、单眼装药量0.144kg 、合计装药量2.160kg、雷管个数15发；眼号4、炮眼名称为底版眼、段别7、炮眼深度1.8m 、炮眼个数4个、单眼装药量0.204kg、合计装药量0.816kg、雷管个数4发；合计：炮眼个数 35个、合计装药量6.036kg、雷管个数35发。 ⅱ)爆破经济指标：炮眼数量35个;炮眼长度65m;爆破方量7.95;爆破效率85%;炮孔密

度6.42个/;钻孔量8.18m/;循环进尺1.5m;炸药单耗0.76kg／;炸药总量6.036kg;雷管 单耗4.4发／③隧洞出碴采用人工装车，手扶拖拉机运碴至洞外指定弃碴场。

④隧洞底部爆破后可留约50～60cm厚石碴做交通运输道路。待隧洞打通后再清底碴。欠 挖部分再补炮，修整规格。

三、施工方法

在进行洞身开挖前，要对隧洞进出口进行挂钢筋网、架设钢拱架、喷混凝土临时支护加

固断面同洞身、长度为20m；另外洞脸开挖后的边坡需进行喷5cm厚细石混凝土固结的安全防 护。在完成洞口加固和边坡防护后，采用全断面光面爆破法进行洞身段开挖。

(1)施工程序：准备工作→测量→布孔→钻孔→装药→爆破→排烟、通风→查炮→出渣 →下一循环。

(2)测量：采用经纬仪定出开挖断面控制线——十字中轴线，控制点要准确、牢靠；每 一个开挖循环测量放样一次，每lOm进行复检一次。

(3)布孔：依据施工方案所定的孔眼数和间距等，通过测量控制点定出每个孔眼的位置 并用红油漆予以标识。

(4)钻孔：施工前应准确标出设计边线和边孔的钻孔位置，掌握好孔的方向、角度和深

度，各边孔炮位应相互平行，孔底应落在同一水平面上；采用天水产YT-28型风钻施工，钻 孔的数量、技术参数要按设计标准和测量点进行。施工钻过程中手不能离开钻机及风门，禁 止用胸部顶住钻机，吹风管和钻机接头要保证牢靠；打炮孔时要严格控制，尤其是周边孔施 工不准欠挖，超挖控制在10cm内，通过验收后方能进行下道工序的施工。

(5)装药：①装药前对所有炮孔进行检验，不合格者应采取补救措施，并吹干净炮孔内的石 粉。②全部药卷套用塑料定位器，使药卷与孔壁有径向空隙，用以减弱爆破振动和冲击波， 炮孔顶部要用由1份粘土和2份砂混合成的材料堵塞。③超装量控制在5％内。

(6)爆破：①爆破采用毫秒微差分段爆破。②当岩层相邻厚度挖至中风化岩40m、微风化岩30 m时，只允许一方起爆并在此之前通知对方人员和设备撤离。③爆破由专人负责指挥，设警 戒范围、定起爆时间、设标志信号并进行清场。

(7)排烟通风、照明：采用KJ66-11矿井轴流通风机吸出式通风，待炮烟抽尽后才允许进 入工作面；洞内照明采用36V安全电压，设置足够数量的灯炮保证照明充足。

(8)查炮：查炮要待炮烟吹散后才允许进入，查炮时照明要充足，同时要查看拱顶安全情况 ，查炮要用手电筒时必须使用绝缘手电筒。

(9)出渣：石渣由人工装车，手扶拖拉机运至洞口外指定地点。出渣人员每班配备两个班的 人数，做到人停机不停。

四、施工中的特殊处理

1不良地段临时支护处理。隧洞开挖在进行到桩号2+172～615、2+334～354、2+945～990 三处地段时，围岩为S1m千枚夹板岩，岩层强烈折曲，裂隙发育。岩体为较薄层软岩，有部 分岩石破碎，且后两段埋深小于2倍洞径。该三段共长508m，为防止这两处地段拱顶围岩开 裂、变形而导致洞身坍塌，随开挖随及时采用架设钢拱架、挂钢筋网、喷混凝土混合支撑。 钢拱架每榀间距80cm，采用φ108mm钢管，钢拱架间采用φ20钢筋连接，间距100cm;钢筋网 采用φ6圆钢焊接成120×200cm网片，网格20×20cm；喷5cm厚细石混凝土。

2瞎炮处理。发现或怀疑有瞎炮时，进行警戒，禁止硬拉或直接掏出起爆药包，该工程使 用硝铵炸药，由有丰富经验的炮工根据现场实际情况采用灌水法、殉爆和重新起爆的方式处 理瞎炮。3微风化围岩围护。由于洞身开挖完成后距衬砌混凝土施工还有一定时间间隔 ，为防止拱顶围岩裂变及石块掉落，采用喷5cm厚细石混凝土固结以策安全。 五、结语

该工程采用光面爆破法施工隧洞，单位耗药量小，施工进度快，洞身平均日进尺达9m，

洞身欠挖和超挖平均控制在8cm内，开挖质量达到优良，无人员伤亡。在短短7个月内完成16 70m洞身开挖，达到了业主、监理贯通隧洞的工期目标，为提前通水创造了条件，得到广大 社会各界的认可，取得了显著的社会和经济效益。