地下洞室复杂断面石方爆破技术与质量控制

周一生

摘要：对地下洞室复杂断面的石方爆破技术研究及质量控制方法，利用爆破原理和崩塌漏斗成型机理，采用光面、预裂、定向爆破的施工方法和爆破特点，对岩体进行多方案爆破试验，得出多向布孔、分次爆破的爆破方案，得到实际爆破参数提供施工使用，强化科学管理，用统计数据优化、改进爆破参数，实现被保护岩体的完整性和正确性。

探讨。

关键词：地下洞室复杂断面岩体爆破技术质量控制爆破

1引言

地下洞室复杂断面石方爆破技术主要应用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级围岩，围岩的力学特点是抗压强度高而抗拉强度低。复杂断面的成型爆破，大致有岩台爆破、拱脚爆破、锐阳角爆破、岩锚梁岩台、洞室交叉阴阳角等异形结构爆破，复杂断面结构为洞室承载的关键部位,爆破成型精度要求很高,采用普通钻爆法施工消耗大,功效低，很难保证设计轮廓形状及周边围岩稳定,经过反复试验确定适宜的爆破参数,采用预裂加光面爆破技术，设计多向布孔、分次爆破的控制爆破开挖方法,爆破效果良好,台阶和边墙面平顺,棱角顺直,周边围岩稳定且无损坏,经济效益明显。

2爆破技术关键点

岩台主要承受动载和静载，岩台是结构的主要承重部位，爆破效果的好坏直接影响到整个结构以后的的稳定和使用安全。

为了使用的方便，对一些部位尽可能地采取减少超欠挖方法来降低成本，对一些断面设计较复杂，出现锐阳角断面及小断面到大断面过渡部分爆破和阴阳直角爆破。

在这些复杂异形断面施工前,应设计异形洞室断面形状，设计爆破岩体的先后次序和破碎孔、拱顶孔、拱脚孔、直立孔、岩台孔、边墙孔等各种孔的位置和孔径及深度，通过制定爆破参数计算装填的炸药量，采用多排孔微差爆破和预裂加光面爆破技术，进行爆破效果的试验验证。

由于爆破的理论基础是最小抵抗线原理，爆破漏斗的角度垂分于临空面,如果炮孔距保留岩台的距离小于岩石的最小抵抗线,则保留岩台在爆破漏斗范围内,不可避免地造成爆破破坏,因此平行于临空面钻孔进行爆破,岩台是保不住的。因此，更改被爆破岩层的临空面和爆破次序及钻孔平行方向，可保证保留岩台在爆破漏斗范围外。

地下洞室爆破施工中,钻孔是爆破成形质量控制的重要环节,是超欠挖控制的关键；而钻孔质量的好坏主要受钻孔位置、钻孔方向、钻孔倾角三个因素的影响。

3复杂断面爆破技术

3.1爆破设计的技术参数和振动控制与安全检算

爆破设计的技术参数有炮孔直径d，炮孔间距a，最小抵抗线w，炮孔装药量Q，线装药量q，岩石单轴抗压强度σc。

根据《爆破安全规程》（GB6722-2014）的规范进行爆破振动控制与安全检算，应结合工程结构断面特点和爆破安全规定选取允许爆破振动安全速度，进行爆破振动控制。爆破点地形、地质条件系数和衰减指数按《爆破安全规程》的规定结合工点岩石坚硬程度取用。

一次起爆最大药量以不产生压缩波和弹性波的峰值叠加现象为准则，且微差分段爆破提高预裂缝的形成质量和爆破岩石的破碎效果，预裂缝的存在可以有效地衰减爆破振动，其衰减幅度一般为40％左右。

3.2飞石控制

拱部衬砌以后，应对爆破飞石进行严格控制，防止其对拱部及其他结构的破坏，采取的主要技术措施如下：

创造良好的前排临空面，采用微差爆破技术，使逐排依次爆破，减少炮孔爆破时岩石的夹制力，降低飞石强度。

加强炮孔堵塞质量，深孔炮孔堵塞长度大于炮孔排距，浅眼炮孔堵塞长度大于500mm，采用略带潮湿的黄土堵塞，并分层捣实。

对爆破体进行覆盖防护，防护材料为用橡胶输送带编制成的1.5m×2m橡胶垫。

3.3复杂异形断面钻爆技术

复杂断面是洞室爆破中的重点和难点，典型断面有扩大拱脚爆破断面、岩台爆破断面、锐阴角爆破断面、小断面到大断面过渡部分爆破断面等。施工中要严格控制岩台上边墙侧面、岩台水平面、岩台下边墙侧面的爆破质量达到面平、线条顺、角直，确保岩台梁完整性、围岩稳定性、衬砌不受损坏。预裂孔采用间隔不耦合装药结构,破碎孔采用连续耦合装药结构。

拱脚是拱部被覆支撑受力点，采用预裂爆破，预留1.5m厚岩层作为保护层，设空孔，隔孔装药，爆破应减少对拱脚围岩的扰动并确保拱脚成型质量。

在岩台爆破面上部和侧面分别预留1.0m和2.0m的围岩作为保护层，成型面采用预裂爆破技术，隔孔装药，根据围岩质量确定预裂孔间距，空孔作为爆破临空面，起导向作用。控制分段药量使爆破振动在安全允许的范围内，破碎孔采用密眼弱装药结构，减少爆破对围岩的扰动，保证岩台成型及其稳定性。

尖角预留断面两侧采用预裂爆破技术，破碎孔采用密眼弱装药结构，以减少爆破对围岩的扰动，预留围岩保护层，保护层厚度约1.0m，根据甲方要求和节约成本的原则，严格按照设计施工。

为保证洞室变断面处预留约1.5m的岩石保护层，采用预裂爆破，隔孔装药，空孔起导向作用，破碎孔采用密眼弱装药结构，保证台阶成型质量和围岩稳定性。

4施工注意事项

爆破施工前应进行洞室岩体的爆破断面设计，爆破的分区设计，爆破的次序进行试验验证，验证爆破后岩体的成型质量和围岩稳定性情况，如效果不理想应利用爆破的最小抵抗线准则更改爆破方案直至方案可行。

爆破过程中遇到破碎、软弱等特殊围岩地段,及时更改开挖方法和支护参数,保证施工安全进行。洞室周边采用光面爆破技术施工,洞室的周边孔在断面轮廓上钻孔，钻眼机具和爆破器材等按光爆设计。施工中记录好围岩类别与爆破参数,爆破效果,以便及时调整后续爆破参数,使爆破对围岩产生的震动影响减少到最低,超挖部分用与设计等强度的混凝土填筑,确保爆破效果满足设计和施工规范要求。将炮眼内泥浆、石粉吹洗干净,方可装药,按设计药量装药。

5结语

正确采用光面、预裂、定向及抛出等爆破技术，按爆破最小抵抗线原理和崩塌漏斗原理避免爆破对设计断面以外岩体的破坏，使被保护岩体符合设计岩体断面要求。

爆破前均要预留1m~2m的岩体保护层，减小爆破振动对岩台完整性的破坏和影响，采取了适宜的造孔设备和导向措施，并通过多方案比选和试验论证，确定爆破参数和施工方法，采用多向爆破、分步成型的施工方法，有效地提高了岩体爆破开挖质量。

参考文献:

[1]崔民地下洞室复杂断面石方爆破技术与质量控制科技情报开发与经济，2010（11）：171-174.

[2]赵瑞亮地下洞室复杂断面石方爆破技术与质量控制铁道建筑技术，2007（3）：39-42.

[3]尹俊宏,徐萍大断面地下洞室爆破成形控制关键技术研究工程爆破，2007（4）：28-40.