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談高速公路隧道爆破施工技術(shù)

前言:想要寫出一篇引人入勝的文章?我們特意為您整理了談高速公路隧道爆破施工技術(shù)范文,希望能給你帶來靈感和參考,敬請閱讀。

談高速公路隧道爆破施工技術(shù)

摘要:隧道爆破是高速公路工程施工一個(gè)比較特殊的施工環(huán)節(jié),不僅在技術(shù)方面有著極高的要求,而且施工流程也非常繁瑣,一旦爆破施工出現(xiàn)問題,不僅會(huì)影響到整個(gè)工程的施工進(jìn)度,甚至可能造成嚴(yán)重的人員材料損傷,因此,提升高速公路隧道爆破施工技術(shù)水平,確保隧道爆破施工的質(zhì)量具有至關(guān)重要意義。近幾年,隨著現(xiàn)代社會(huì)的飛速發(fā)展,隧道爆破施工技術(shù)水平不僅有了提升,且技術(shù)種類也越來越多,需要施工單位依據(jù)高速公路工程的具體情況,選擇最佳的隧道爆破施工技術(shù)與方案,從而為高速公路隧道施工的順利開展打下良好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞:高速公路;隧道;爆破;施工技術(shù)

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,讓現(xiàn)代交通建設(shè)步伐也不斷加快,社會(huì)各界對(duì)于高速公路的施工質(zhì)量也提出了更高的要求,而隧道爆破施工則是高速公路工程建設(shè)中至關(guān)重要的一項(xiàng)工作,如果高速公路隧道爆破施工質(zhì)量不佳,對(duì)整個(gè)工程的施工質(zhì)量與安全都會(huì)產(chǎn)生影響,因此,選擇適當(dāng)?shù)谋剖┕ぜ夹g(shù)、設(shè)計(jì)合理的爆破方案,提升隧道爆破的施工質(zhì)量,不僅可以提升高速公路的施工效率,確保工程施工的順利開展,更是影響整個(gè)高速公路施工質(zhì)量的關(guān)鍵,施工單位必須給予高度的重視。

1工程概況

現(xiàn)以當(dāng)金山隧道為例,該隧道自西北向南東向起,需斜穿當(dāng)金山與阿爾金山山脈,金山北坡為進(jìn)口端,大鄂博頭溝左岸為出口,隧道起訖樁號(hào):YK278+350(ZK278+351)-YK282+768(ZK282+792),總長度:4418m,埋深最高:460m,是高寒干旱地區(qū)的雙洞石質(zhì)特長型隧道,隧道依據(jù)雙洞單進(jìn)行分離設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)車速為80Km/h,行車道寬:7.5m,左側(cè)向:0.5m,右側(cè)向:0.75m,檢修道寬分別為:0.75m,建筑的限界寬:10.25m,高:5m;隧道內(nèi)緊急停車帶右側(cè)向?qū)挘?.75m,建筑限界寬:13.25m,高5.0m;車行橫洞限寬:4m,高:5m;人行橫洞限寬:2m,高:2.5m。該隧道處于中高山區(qū),由東向西延伸,域內(nèi)山勢陡峻,層巒疊嶂,且植被稀少,基巖裸露明顯,溝谷縱橫,山體南北兩側(cè)寬度為:11-35km,山體總寬度:13km,:“V”大溝谷百居多,兩側(cè)山坡坡度:30-60°,北坡尤其陡峻,南坡略緩,地表嚴(yán)重風(fēng)化,破碎巖體較多,地形地貌主要由東西向的斷裂構(gòu)造控制,隧道經(jīng)由山梁北坡的臨近區(qū)斷裂F1、F2及F3,地勢偏低,東西向的多溝谷,地形較破碎,地表被強(qiáng)烈切割,起伏過大,巖體嚴(yán)重風(fēng)化、褶皺;南坡的山體非常陡峻,地勢偏高,山脊高聳,地表切割小,坡體相對(duì)完整,隧道軸線方向?yàn)椋篠E108°,地面高程:3000-3540m,相對(duì)高差大約:540m。

2高速公路隧道爆破施工方案與工藝流程

2.1爆破施工方案

依據(jù)該隧道地質(zhì)條件,隧洞爆破控制工程主要選擇以下施工方法:針對(duì)II、III級(jí)圍巖,選擇光面爆破法;針對(duì)Ⅳ級(jí)圍巖,則選擇的分臺(tái)階法,交叉段的高速公路振速允許為2cm/s,對(duì)單段的最大裝藥量進(jìn)行嚴(yán)格控制,以確保高速公路運(yùn)行后的安全性。為了對(duì)控爆、鉆爆參數(shù)進(jìn)行合理控制,選擇最佳的炸藥單耗,先對(duì)安全防護(hù)措施效果進(jìn)行驗(yàn)證,同時(shí)檢測爆破振動(dòng)會(huì)對(duì)沈海高速福泉段地下管線產(chǎn)生的影響,為確保爆破安全,應(yīng)先進(jìn)行試爆與爆破振動(dòng)監(jiān)測,如果遭遇斷層破碎帶、軟弱圍巖以及涌水地段,應(yīng)先做加固處理,確保止水后,再進(jìn)行開挖施工;如果圍巖的穩(wěn)定性差或是圍巖破碎嚴(yán)重,需采用大管棚進(jìn)行超前支護(hù),隧道開挖方案需依據(jù)圍巖與實(shí)際情況進(jìn)行選擇[1]。

2.2爆破工藝流程

隧道爆破施工的工藝流程為:施工前準(zhǔn)備→測量放線、鉆孔→清孔處理→連線、裝藥→爆破施工→通風(fēng)→處理的危石→出渣(如圖1所示),具體內(nèi)容如下:

2.2.1測量放線與鉆孔。爆破開始前,依據(jù)工程設(shè)計(jì)方案實(shí)施測量放線,如中線、拱頂以及起拱線等,明確爆破輪廓線和爆破位置,在采用光面爆破形式時(shí),要注意先預(yù)留600mm的光爆層,依據(jù)施工方案要求,將槽眼于規(guī)定掌子面位置設(shè)置。

2.2.2清孔處理。掏槽眼,由于孔深度相較于周邊位置槽眼深出100mm,故為了確保證孔位垂直掌子面,讓其始終保持在中心線,眼底與眼口間隔誤差必須低于50mm;輔助眼,深度為1.1m,垂直掌子面,平行于中心,二圈眼平行于光面爆破眼平行。光面爆破眼,此眼在整個(gè)爆破施工中有著極其重要的作用,需將其于輪廓線位置開設(shè),間距a=400-500mm,眼底與眼口差應(yīng)于30mm,外率2-3%;對(duì)鉆孔進(jìn)行清洗,將內(nèi)部泥漿完全清除[2]。

2.2.3裝藥與起爆網(wǎng)絡(luò)連線。裝藥方式主要包括2種,即裝入光爆孔的準(zhǔn)20小藥卷和準(zhǔn)32裝入的大藥卷,裝藥成功后,要確保孔內(nèi)炮泥填充充份,分度與深度:150-200mm;連接起爆網(wǎng)絡(luò),于槽眼內(nèi)置入7m毫秒非電導(dǎo)爆管雷管,以每15-18根導(dǎo)爆管,制成一簇,每簇均與爆管連接,最后對(duì)傳爆管與導(dǎo)爆管進(jìn)行組合,使其成為一簇,確保任何1發(fā)雷管爆炸,均能讓整個(gè)部分爆炸。裝藥與起爆網(wǎng)絡(luò)連線時(shí),依據(jù)設(shè)計(jì)孔眼完成裝藥,雷管的數(shù)量必須與實(shí)際施工需求符合,且確保準(zhǔn)確連線,最大程度的提升爆破效果。

2.2.4爆破、通風(fēng)以及危石處理。爆破、通風(fēng)成功后,應(yīng)該安排專業(yè)技術(shù)水平較高,且經(jīng)驗(yàn)豐富的人員進(jìn)入爆破面,對(duì)危石進(jìn)行處理,確保頂部圍巖穩(wěn)定達(dá)標(biāo)之后,方能進(jìn)行后續(xù)施工[3]。

3隧道爆破相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)

3.1先擇合理的爆破控制參數(shù)

在布眼鉆孔施工開始前,首先依據(jù)施工方案提出的相關(guān)要求,選擇爆破技術(shù),并在設(shè)計(jì)位置以試驗(yàn)方式進(jìn)行確定,依據(jù)爆破監(jiān)測獲取參數(shù)作出合理調(diào)整,最終設(shè)定出佳的施工技術(shù)參數(shù)。本隧道施工的爆破參數(shù)如下:D(炮眼直徑)=42mm;孔距:E(光爆眼)=400mm,F(預(yù)裂眼)=400mm,依據(jù)地質(zhì)勘測結(jié)果可知,本工程施工所處位置以Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)圍巖居多,Ⅳ級(jí)圍巖采用臺(tái)階法爆破,Ⅲ級(jí)則選擇光面爆破,在爆破參數(shù)方面,2種方法均以工程經(jīng)驗(yàn)和施工規(guī)范進(jìn)行設(shè)定(見表1),確保槽眼的監(jiān)督、輔助眼間均達(dá)到工程標(biāo)準(zhǔn),周邊眼施工依據(jù)開挖輪廓線進(jìn)行,采用準(zhǔn)20mm的小直徑藥卷,并采用不耦合方式填充炮眼部分,降低震動(dòng)影降至最低;藥量布置依據(jù)工程實(shí)際需求進(jìn)行,確保周邊巖石的穩(wěn)定性符合工程要求;布置槽眼時(shí),應(yīng)以隧道開挖斷面下部部的隧道重心作為依據(jù),若此時(shí)無需加大藥量,則更有利于后面的爆破施工[4-5]。

3.2炮眼布置

光面爆破和周邊眼都必須沿輪廓線完成斜打眼,斜度參數(shù):1.7-2.5°,二圈眼應(yīng)和光爆眼布置保持平行,斜率:3-6%;掘進(jìn)槽眼必須與導(dǎo)洞當(dāng)中的中線保持平行;掏槽眼以豎直方式進(jìn)行設(shè)置,深度比其它槽眼深出200-300mm左右。臺(tái)階法爆破掏槽眼同樣為斜打眼,眼深度:2.5-3m,傾斜度:45-60°,眼底間的距離:20cm,眼口的水平距離:5m,兩排眼之間的間距:30cm[6-7]。

3.3選擇炸藥和雷管

炸藥選擇2號(hào)乳化炸藥完成爆破,采用準(zhǔn)32mm、準(zhǔn)20mm藥卷,以準(zhǔn)20mm的小藥卷進(jìn)行爆破施工,槽眼裝入準(zhǔn)20小藥卷,結(jié)構(gòu)形式為不耦合形式;其余炮眼均裝入準(zhǔn)32藥卷,結(jié)構(gòu)為底部連續(xù),采用炮泥完成填充,此項(xiàng)工程中主要選擇非電毫秒雷管與導(dǎo)爆管組合完成爆破[8]。

3.4起爆順序

起爆嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行,以確保爆破效果,當(dāng)中的光面爆破,以先槽眼裝藥起爆,再起爆周邊眼的順序施工,臺(tái)階爆破法則以相反方式進(jìn)行,依據(jù)爆破的原理,相鄰的兩次爆破必須保持足夠的間隔距離,并依據(jù)爆破順序設(shè)定,以確保爆破質(zhì)量符合工程標(biāo)準(zhǔn),滿足后續(xù)施工要求[9]。

3.5監(jiān)控量測

依據(jù)隧道工程的地質(zhì)特點(diǎn),對(duì)Ⅲ級(jí)與Ⅳ級(jí)圍巖地段進(jìn)行應(yīng)測,觀察地質(zhì)與支護(hù)狀況、水平收斂、拱腰收斂,同時(shí)進(jìn)行拱頂下沉量測、錨桿內(nèi)力量測;對(duì)圍巖內(nèi)部的位移情況、鋼支撐內(nèi)力、噴混凝土的實(shí)際應(yīng)力、二次襯砌壓的應(yīng)力等進(jìn)行量測,若發(fā)現(xiàn)凈空位移量高于或者是相對(duì)于收斂沉速度,無穩(wěn)定趨勢,應(yīng)馬上采取襯砌結(jié)構(gòu)的補(bǔ)強(qiáng)處理[10]。

結(jié)束語

總之,爆破是高速公路整個(gè)隧道工程施工中至關(guān)重要的環(huán)節(jié),更是我國山川地區(qū)公路建設(shè)的關(guān)鍵施工技術(shù),其質(zhì)量與安全性對(duì)整個(gè)公路工程都有著直接影響。因此,各項(xiàng)爆破施工必須嚴(yán)格按照工程施工的要求進(jìn)行方案設(shè)計(jì)與技術(shù)參數(shù)設(shè)定,以最大程度降低對(duì)周邊結(jié)構(gòu)的影響,同時(shí)確保隧道施工的質(zhì)量。

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[7]潘俊.高速公路隧道光面爆破施工技術(shù)的應(yīng)用分析[J].建材與裝飾,2019,(15):280-281.

[8]馮劍鋒.大斷面隧道下穿既有高速公路單側(cè)掏槽+數(shù)碼雷管干擾減振施工技術(shù)[J].國防交通工程與技術(shù),2020,18(6):70-73.

[9]張立人,張青峰,楊偉偉,等.翻壩高速公路寨子包隧道施工爆破振動(dòng)研究[J].施工技術(shù),2020,49(1):72-74.

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作者:范貴鴻 單位:華邦建投集團(tuán)股份有限公司

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