第１３卷第３期工程爆破ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＢＬＡＳ丁ＩＸＧＶｏ又１３，Ｘｏ．３ ２００７年９月５〔ｐｔｅｍｂｅｒ２０ｏ７文章编号：１００６一７０５１【２００７）０３一００３６一０２隧道工程光面爆破施工改进宁远思１，闰春岭２，崔振东３ １．中铁十五局集团，河南焦作４５４００３；２．南华大学核资源与安全工程学院，湖南衡阳蛇１ｏ０（１３．同济大学地下建筑与工程系，上海２００ｏ９２） 摘要：在新奥法施工中，传统的光面爆破直接用纯炮泥缤塞炮孔，其炸药能量有效利用率不高。本文介绍了铁由坪隧道掘进工程中，对光面爆破施工进行了改进，采用了水一土复合填塞炮孔的装药结构，并适当减少了炸药量，使隧道月平均进尺〕２５５、、最高时达１４６．ｓｍ，施工质量达到优良标准，并取得了良好的经济效益．关键词：隧道掘进；光面爆破；炮孔填塞；装药结构中图分类号：Ｕ４５５．４１文献标识码：ＡＩＭＰＲＯＶＥＤＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＯＦＳＭＯＯＴＨＢＬＡＳＴＩＮＧＯＮＴＵＮＮＥＬＥＮＧＩＮＥＥＲ工ＮＧ ＮＩＮＧＹｕａ刀一５１‘，丫ＡＮＣｈｕ”一ｌｆｎｇＺ，ＣＵＩＺｈ己双一ｄｏｎｇ汀（１．Ｔｈｅ１５ｔｈＥ凡ｇｆ刀ｅｅｒｉｎｇＢｕｒ君ａ祝ｏｆＣｈｉ刀ａＲａｉｌ切ａｙＧｒｏｕｐ，Ｊｉａｏｚｕｏ４５４００３，Ｈ亡刀ｄ即，Ｃｈ艺刀ａ；２．Ｆａｃｕｌｔ 夕ａｆＮｕｏｌｅａｒＲｅ：。ｕｒｃｏｓａｎｄｓａｆｅｔ，Ｅｎｇｉ，ｅｅｒｆｏ９，饰艺．ｅｒｓ￡艺少ｏｆｓｏｕｔｈＣｈ艺，ａ，Ｈｅｎｇ）ａｎｇ４２ｌＯＯＩ，Ｈｕ刀ａ刀，Ｃ ｈｉ刀“；３．Ｄ已Ｐａ川拼己ｎｔｏｆＧｅｏｔ己ｃｈｎ￡ｃａｌＥ刀ｇｆ刀ｅ巴ｒ￡ｎｇ，Ｏ刀幻ｉＵＴ 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光面爆破在隧道工程施工中广泛应用，从小跨度发展到中、大跨度，从坚硬岩石发展到松软围岩，从浅埋发展到深埋。光面爆破具有施工速度快、节约材料、降低造价等一系列优点〔１弓，但光面爆破对围岩的破坏深度，直接决定着掘进施工质量的好坏和锚喷或衬砌支护工程量的大小，进而影响掘进施收稿日期：２０Ｇ７一０３一１９作者简介：宁远思，高级下程师，主要从事岩石力学领域的施下与研究工作 ２５１．ｓｍ、最高时达１４６．ｓｍ，质量达到优良标准，并取得了良好的经济效益。万方数据宁远思等：隧道工程光面爆破施工改进２光面爆破的改进在隧道施工中，开挖进尺一直是隧道施工的关 键，它直接影响隧道１乙程的各项技术和经济指标。传统的光面爆破直接用纯炮泥填塞炮孔，虽然在一定程度上保证炸药充分反应，但是爆破气体逸出自由面的温度仍然很高，能量有效利用率达不到５０％反针对这种情况，工程指挥部提出了一种水一土复合填塞炮孔爆破方法。２．１水一土复合填塞炮孔爆破作用机理炸药在岩石中爆破时释放出来的能量，主要是 以冲击波和爆生气体膨胀压力的方式作用于孔壁上造成岩石破碎。采用水一土复合填塞炮孔爆破，炸药在炮孔中爆炸具有如下特性：①高压气团的膨胀形成高速射流，可起到加强岩石破碎的作用。②冲击波经过水介质时，由于水的压缩性小，与其它介质相比，吸收的爆炸能量少。因此与普通光面爆破相比，其有节能效果。③水介质的能量传递效率高，且均匀．故炸药消耗量小，破碎块度均匀。④爆破粉尘能被水气吸收，起到雾化降尘的作用。因此，水一土复合填塞炮孔代替纯炮泥填塞炮孔，利用水的不可压缩性和炮泥的填塞作用，减少冲击波在传播过程中的衰减，相对延长了爆生气体的作用时间，提高了岩石的破碎度和炸药的有效能量利用率朗，节省了炸药、加快了进尺、提高了经济效益，同时也改善了隧道内施工环境。１（ ）水袋、炮泥的加工工艺：水袋为长２０Ｏｈｌｍ、直径３６ｍｍ的聚乙烯塑料袋，袋中充满水后，将袋口扎紧以防漏水（建议采用中铁西南科学研究院工程公司研制的ＰＳＰ一１型炮孔水袋自动封装机，即塑料袋灌水及封口自动完成，使用方便，且效率高，每小时可注装７００个水袋）。制作炮泥的材料一般为薪土，可以采用中铁西南科学研究院工程公司研制的ＰＮＪ一１型炮泥机制作，炮泥的规格和长度均可根据实际需要作调整。炮泥最好在使用前１￣Ｚｈ制作好，以免放置时间过长，炮泥失水变硬。２（ ）炮孔的装药结构炮孔的装药结构依次为药卷、水袋、炮泥。建议在实际施工过程中，药卷和水袋之间加ｓｃｌｎ左右的炮泥，以防止水袋在放置、运周边孔装药结万方数据图１周边孔装药结构 Ｆｉｇ ＣｈＲ了ｇｌｎｇｓｔｒｕｅｔｕｒｅｏｆｐｅ了ｉｐｂｅ了ａｌｈｏｌｅｓ实例３．１工程概况 铁山坪隧道是渝怀铁路第五标段重点项目，隧道全长２８５２ｍ，地质条件复杂，主要由泥岩、砂岩和页岩组成。在三叠系上统须家河组（Ｔ。茂）有煤层出现，煤层厚度１０一ＺＯｃｍ，煤质较差该隧道节理发育，最大涌水量３８４Ｏｍ３／ｄ，属于瓦斯隧道。其施工方法采用光面爆破，皿级围岩采用全断面开挖，Ｗ、Ｖ级围岩采用台阶法开挖，锚喷施工支护３．２施工简况 隧道班级围岩采用全断面开挖，按新奥法施工。与常规普通光面爆破相同的条件下，即同样的炮孔分布、炮孔数量、炮孔深度和同样的起爆顺序与间隔时间，采用的水一土复合填塞炮孔装药结构如图１所示。与常规普通光面爆破装药结构相比，有所调整和改变，并且适当减少了各炮孔的装药量３．３爆破效果比较闲工程指挥部施工的铁山坪隧道进口段，自采用改 进的光面爆破即水一土复合填塞炮孔爆破施工，至完工近３００个作业循环，两者爆破效果对比见表１。表１两种光面爆破效果比较 Ｔａｂｌｅ１Ｅｆ工ｅｃｔｓｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｔｗｏｋｉｎｄｓｓｍｏｏｔ卜ｂ］ａｓｔｉｎｇ爆玻类型炮孔装药量开挖进炮孔利用通风排烟总数／ｋｇ尺／ｍ率２％时间／爪１刀纯炮泥爆破 （常规光爆） １２０１６７１０９０４０水一土复合填塞爆破１２０１４３（改进的光面爆破）４７９５３０此表为平均每作业循环的数据４结论 改进的光面爆破施工成功地应用于重庆铁山坪隧道施工中，其效果是显著的。 （１）利用水一土复合填塞炮孔，提高了炸药能量利用率，可节省炸药２７％。２（ ）采用水一土复合填塞炮孔比常规光爆平均每循环进尺提高。．３６ｍ，即水一土复合爆破８次循（下转第４１页） ２．２水一土复合填塞炮孔的施工工艺输时有轻微的渗水，影响爆破效果构如图１所示。水袋、炮泥的装填比例根据各孔装药后的剩余空间，具体由现场试验确定。侯卫红等：复杂环境下扩堑爆破及安全防护技术据炮孔布置进行作业，炮孔的角度应根据前次爆破安全，优化爆破设计方案和安全防护措施同等重要形成的临空面情况进行调整，尤其是靠近车站线路 （２）在临近电气化铁路石方爆破，排架防护和爆一侧外面的一排炮孔，要确保其最小抵抗线方向与破体覆盖二者缺一不可，排架防护是爆区与既有线线路方向一致。轨道接触网的隔离屏障，爆破体覆盖则是减少偶然６．２装药及填塞飞石破坏线路的一道重要防线。装药前先对孔深及其最小抵抗线、 孔距、排距进３（ ）梅花山车站扩堑在起爆网路上，采用“同排行复核，实际装药量应根据实测结果进行计算。填同段孔外等间隔控制延时起爆网路”提高了爆后岩塞材料用土，填塞动作要轻，保证导爆管的安全。石的破碎度，减少甚至基本避免了二次破碎工作量，６．３施爆过程中安全措施提高了工效。爆破前向梅花山车站提出中请，经认可后通知 ４（ ）在临近既有线上爆破时，坚持“要点后爆破、装药。起爆前半小时必须装药完毕，连好起爆网路爆破后安检、安检后消点”的原则是确保行车安全必进行覆盖，驻车站联络员接到现场准备就绪报告后，不可少的条件向车站值班员提出请求爆破时间，当接到封锁命令后，进行双方签认。参考文献： 接到起爆命令后，立即进行爆破警戒，警戒距离〔１〕Ｌａｎｇ已ｆｏｒｓＵ，ＫｉｈｌｓｔｏｒｍＢ．ＭｏｄｅｒｎＴｅｃｈｎｌｑｕｃｏｆＲｏｃｈ一般为２００ｍ。所有人员、机械撤离爆区，确认无误Ｂｌ ａｓｔｉｎｇ［Ｍ二．３ｒｄ．ｅｄ，Ｎｃｗｙｏｒｋ，ｗ、Ｉｃｙ，Ｈａｌａｓｔｃｄ，１９７８．后由爆破指挥人员下达起爆指令。〔２〕王海亮．铁路工程爆破仁Ｍ」北京：中国铁道出版社，起爆ｓｍｉ ｎ后爆破人员进人现场检查有无瞎２００１－ 炮、危石及落石并进行处理。韶〕冯叔瑜杨杰昌，王开，等．衡广铁路复线工程运输繁忙对车站既有线进行检查，经检查确认符合条件， 地段石方爆破技术仁Ａ］．工程爆破文集（ 第四辑）［Ｃ」．北通知车站调度员办理开通手续，并经车站值班员签京冶金工业出版社， １９９３．〔４〕何广沂．工程爆破新技术仁Ｍ〕．北京：中国铁道出版社，认消点后开通线路。对爆破后确实有危及行车安全２０００． 的危石需处理，应立即向车站报告，继续要点进行处〔５〕何广沂．大量石方松动控制爆破新技术〔Ｍ〕．北京：中国理以确保行车安全。铁道出版社，１ ９９５．７结论〔们房泽法，周振生，周光，等．昌俄公路路基拓宽控制爆破［Ｊ］．爆破器材，２ ００２，３１（１）２７一３０（１ ）铁路车站扩建改造石方控制爆破是一项技〔７〕刘明全．扩堑石方控爆中空气隙间隔装药结构的应用术复杂、难度大的工程，为保证铁路设施和铁路行车厂Ｊ］．爆破器材，２００２３１（１）２２一２６－ （上接第３７页）环累计进尺相当于常规光面爆破９次循环进尺。在（４）６０一６２－ 后续施工近３００个循环中，并考虑碴堆、岩石的破碎〔２〕王力功．光面爆破技术研究及其在隧道掘进中的应用度等，可缩短工期近２０天，提高了施工效率，缩短了仁Ｊ 」．工程爆破，２００１，７（１）：６５一６５・工期川〔３〕戴俊．爆破工程〔Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００５．招）采用水一土复合填塞炮孔与常规爆破相比， 〔幻冯伟凯，浅议酮室水压爆破技术的应用［Ｊ」山西建筑人工费用虽略有增加，但仅就节约炸药一项，收益可２００６，３２（６）：土４９一１５０． 观，提高了经济效益。饰〕张旭东．工程水压爆破新技术应用［月．施工技术，２。。３，４（ ）洞内粉尘大大减少，改善了洞内施工环境。３２（９）：２３一２４． 因此，水一土复合填塞炮孔爆破施工是一项技 〔６〕崔振东，闺春岭．炮泥填塞炮眼与水一炮泥复合填塞炮术上可行、经济上合理、安全上可靠的综合施工技眼爆破的比较研究仁Ａ］．湖湘论丛一２。。３年湖南省研究 术，应大力推广。生论文集仁Ｃ〕， 长沙：岳麓书社，０２（３ｊ：４７９一４８２参考文献：口〕高晓东．隧道平行导坑水压爆破掘进［Ｊ〕．工程爆破２００６，１２（９）：５０一５２． 〔１二张伟勇．喷锚支护优点浅析「Ｊ〕．路基工程，２ｏ０４，１１５万方数据