如何利用光面爆破技术进行复杂地质隧洞开挖工作
如何利用光面爆破技术进行复杂地质隧洞开挖工作
在设计光面爆破参数时，由于该水电站引水隧洞洞径很小，加上围岩性质也比较特殊，依据工程类比法进行计算，并且参照其他具有相似围岩特性的隧洞类型进行爆破参数的初步选定，并与现场实验的实际结果进行结合，最终确定爆破的参数值以及制定出科学的施工方法。
今天学习啦小编要与大家探讨的是要如何利用光面爆破技术来进行复杂地质隧洞开挖工作。具体内容如下，欢迎参考阅读!
如何利用光面爆破技术进行复杂地质隧洞开挖工作
光面爆破技术在隧洞开挖中的应用主要是通过正确的施工方法与科学的爆破参数，使爆后壁面达到平整规则，并且轮廓线符合洞室开挖的设计要求。相比于传统爆破技术而言，光面爆破技术最大的优势就是对周边眼炸药的爆破，并且有效降低对围岩的扰动作用，从而大大提高了施工的安全性与围岩的稳定性。光面爆破虽然机理复杂，理论方面也相对不够成熟，然而在定性分析方面已经有了共识。
1 、某水电站隧洞工程概述
该水电站引水隧洞的总长度为3441.6m，在引水隧洞的左岸部分为有压隧洞，该隧洞开挖自Y0+500.00至Y2+037.60，总开挖长度为1475.2m，开挖洞面类型为马蹄形(顶拱半径3.5m，侧墙半径4.3～4.4m)。
该水电站引水隧洞沿线上覆的岩体厚度通畅都大于60m，厚度最大可达220m，洞身大部分位于新鲜的岩体中。由于上覆岩体厚度不大，一般都在30～40m，还有些洞段位于强风化地带的下段部位，从而导致洞身围岩总体的稳定行并不是很好。由于IV类围岩需要考虑钻爆后可能出现的顶拱安全隐患，因而循环进尺通常控制在2.3～2.5m。而II、III类围岩的整体性较好，因而循环进尺通常控制在2.8～3.0m。其次，由于引水隧洞衬砌洞段开挖的总长度为1475.2m，且隧洞端面本身尺寸不大，因而可以采用一次全断面爆破支护方案，并用手风钻进行洞挖钻采工作。爆破工作完成后需要人工除险，采用ZL50装载机出渣，并用装载量为8t的自卸车进行运输。
2、 光面爆破技术的应用与方案制定
2.1 火工品选择。依据本次爆破工程的充填系数与成孔直径，采用乳化炸药进行爆破，炸药卷的规格为半径16mm，单节炸药重量为0.2kg。采用导爆索作为光面爆破导报材料、非电毫秒微差塑料导爆管作为起爆材料，将雷管段数控制在5～20段。
2.2 钻孔设备选择。根据隧洞端面的具体尺寸，选择手风钻钻孔作为作业钻孔，单工作面需要配置6把型号为YT28的气腿式手风钻。
2.3 炸药单耗确定。根据改水电站引水隧洞围岩的主要特性，同时考虑到作业人员所能承受的工作强度，进行最终的爆破设计。可以参照其他围岩特性相似的隧洞施工经验，II类、III类围岩炸药单耗在0.75～1.00kg/m3，IV类围岩在0.65～0.75kg/m3，断面越大所用炸药单耗越小。
2.4 钻爆设计。依据引水隧洞钻具性能与围岩的特性，选择四空孔十字形、平行直孔掏槽方式，眼孔的深度至少比辅助眼孔多0.2m。
辅助眼与掏槽眼钻爆设计方面，单孔装药量的计算方式为
Qd=η?r?h
上述式中，Qd表示单孔装药量，其单位为kg;η表示炮眼装药系数，主要与岩石坚硬的程度相关[3]。本次爆破工程中的η值取0.8;r表示每米炸药的重量，主要依据炸药选择的种类进行确定，单位为kg/m;h表示孔深，单位为m。至于掏槽眼，则应当在单孔装药量计算出来的基础上再增加10%，同时所有辅助眼与掏槽眼都采用连续装药。
在设计光面爆破参数时，由于该水电站引水隧洞洞径很小，加上围岩性质也比较特殊，依据工程类比法进行计算，并且参照其他具有相似围岩特性的隧洞类型进行爆破参数的初步选定，并与现场实验的实际结果进行结合，最终确定爆破的参数值以及制定出科学的施工方法。该水电站引水隧洞的拟定的光面爆破参数见表1。其中，α表示插入角，D表示孔径的大小，d表示炸药卷直径大小，Dd代表不耦合系数，E表示的是周边眼间距，W表示最小周边眼抵抗线，E/W表示相对距，ρ表示周边眼线的装药密度。
2.5 钻孔作业。
制定钻孔方案时，应采用一次全断面爆破技术，同时将操作平台搭设在台车上作为钻孔平台，钻孔作业时将其时移至工作面上，光面爆破时则将其运到工作面以外的地方;布置孔眼时，需要对隧洞开挖轮廓线及中线进行测量，并依据设计图用油漆画出;连接起爆网路时，为了使周边孔能在同一时间起爆，应当使孔外、孔内导爆索串联，使同段雷管在一起爆破;爆破孔的起爆依据不同段别的非电微差雷管起爆，通过接力网路、并联网路作为孔外网路[4]。
2.6 洞挖支护工程。
IV围岩的支护工程主要依据地质特性采用钢拱架支护，由于围岩相对比较破碎，爆破工作完成之后不仅要在第一时间将危岩清理干净，还要即刻进行开挖工作面的锚杆混凝土喷射、钢拱架等临时固定处理[5];II、III类围岩由于结构稳定性较好，支护形式建议采用系统锚杆与挂钢筋网喷混凝土方案，同时为了防止爆破工作对支护造成的影响，通常可滞后掌子面35m以上。
3 、结束语
光面爆破技术在复杂地质隧洞开挖工作中有着十分重要的作用，只有在优化爆破参数的基础上采用科学的施工方案，才能取得较好的爆破效果。除此之外，还要对不良地质地段进行特殊的施工，从而使整个隧洞开挖爆破工作更加合理、完善。