酒泉沙砾层中光面爆破施工

此地质构造只存在于地区及新疆部分地区，酒泉砂砾层是由于造地运动中大海底部逐步凸起砂砾石堆积形成的，其结构形式为：泥质胶结、钙质胶结二种形式。

2、引水洞工程概况

进水口后压力隧洞布置于疏勒河右岸Ⅲ、Ⅳ、 Δ V 级阶地之中，长1367.46m，埋深 2 1 ～ 6 8 m ，上部地形较为平坦，无沟道切割，围岩由半胶结密实的 al-plQ2 冲洪积砂砾卵石构成，围岩中无地下水活动。围岩物理力学指标：密度 2 . 1 5 ～ 2 . 3 8 g/ c m3 ，变形模量 ，泊松比0 . 3 ～ 0 . 3 5 ，内摩檫角 ，纵波波速 1 4 5 0 ～ 2 0 1 0 m / s ，坚固系数1 ～ 1.2，单位弹性抗力系数 1.0 ～ 1.5 Mpa ／ cm。

隧洞开挖断面不大，断面为直径 5 . 7 m 的圆形，大型机械无法使用。

3、施工方案

（1）、隧洞全长1367.46 米，分为进口、支洞上游、支洞下游三个工作面。设计进口开挖480 米、支洞上游开挖580 米，支洞下游开挖337 米。

（2）、隧洞进口、支洞口洞脸围岩进行打锚杆挂网喷混凝土支护，再做 3 m 明洞，然后进行全断面开挖，拱底预留 7 0 c m 厚石碴。

（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 ϕ 2 2 六角空心工具钢，钻头选用 D 36m 十字形合金钻头。根据围岩、断面、工期及采用的施工方法，循环进尺取 2 . 6 m 。周边眼深 3 m ，掏槽眼深取 3 m ，底板眼深 3 m ，辅助眼深 2 . 8 m ，取周边眼距 ， 周边眼抵抗线 ，周边眼密集系数M=E ／W=0.83。依断面炮眼均布原则，经计算炮眼总数为38 个，其中周边眼 19 个，底板眼 4 个，辅助眼 9 个，掏槽眼 6 个。周边眼在断面轮廓线内 2 5 c m 处开孔，底板眼在断面轮廓线内 3 0 c m 处上开孔，孔底落在设计轮廓线内 处，其它眼的布置误差不大于 。

② 、装药量

掏槽眼单眼装药 1 . 5 k g ，装药密度为 1 . 5 ÷ 3=0 . 5 k g / m， 总装药量1 . 5 × 6=9 k g ；雷管采用1 段毫秒雷管，共6 枚。

辅助眼单眼装药 1 . 2 k g ，装药密度为 1 . 2 ÷ 2 . 8=0 . 4 3 k g / m 总装药量1 . 2 × 9=1 0 . 8 k g ；雷管采用3 段毫秒雷管，共9 枚。

底板眼单眼装药 1 . 2 k g ，装药密度为 1 . 2 ÷ 2 . 8=0 . 4 3 k g / m. 总装药量1.2×4=4.8kg ；雷管采用 7 段毫秒雷管，共 4 枚。

周边眼单眼装药 1 . 0 5 k g ，装药密度为 1 . 0 5 ÷ 3=0 . 3 5 k g / m. ， 总装药量1.05×19=19.95kg ；采用 5 段毫秒雷管起爆导爆索，雷管 1 枚，导爆索 。

采用 1 枚电雷管起爆 20 枚毫秒雷管，毫秒雷管、导爆索起爆 2# 岩石炸药。

③ 、装药结构和起爆方式

光面爆破采用不耦合装药，一般不耦合系数为 1 . 5 ～ 2 . 0 ，炮眼装药按装药集中度计算出的药量均匀装入炮眼内。为克服底部炮眼的阻力，在炮眼底部放半个标准药卷，使光爆层易于脱离岩体。施工中采用如下图装药结构： ① 1/2 普通标准药卷（ф35）起爆； ② 小直径药卷（ф25）空气间隔装药。

④ 、光面爆破的起爆顺序为

掏槽眼——辅助眼——周边眼——底板眼。采用多段微差起爆（由内向外），光爆层的光爆眼用导爆索一次同时起爆。

⑤ 、爆破经济指标

炮眼数量 38 个；炮眼总长度 1 1 2 . 2 m ；爆破方量 ；爆破效率9 2 % ；炮孔密度 1.49 个 ；钻孔量 ；循环进尺 2 . 6 m ；炸药总量44.55kg ；雷管总量21 枚；导爆索总量 7 5 m ；雷管单耗 0.32 发 ；炸药单耗 0.67kg ／ ；导爆索单耗 。

（5）、出碴：出碴采用30 装载机运至洞外碴场。

（6）、洞底留 7 0 c m 厚石碴作为运输道路，待隧洞贯通后再清底。欠挖部分补炮，超挖部分回填C10 混凝土。

4、光面爆破施工工艺

（1）、放样布眼

钻眼前，测量人员用全站仪准确定出隧道中心线和拱顶面高程；用红油漆画出开挖轮廓线，并标出炮眼位置，其误差不得超过 5 c m ；每次测量放线的同时，要对上次爆破断面进行检查，及时调整爆破参数，以达到最佳爆破效果。

（2）、钻眼要求

掏槽眼：深度、角度按设计施工，眼口间距误差和眼底间距误差不得大于 。

辅助眼：深度、角度按设计施工，眼口排距、行距误差均不大于10cm。

周边眼：开眼位置在设计断面轮廓线内 2 5 c m ，允许误差不得大于5cm ；炮眼方向可以 3 % ～ 5 % 的斜率外插，眼底不得超出开挖断面轮廓线内 15cm。辅助眼至周边眼的排距，误差不得大于 5 c m 。钻眼装药率调整，当开挖面凹凸较大时，应按实际情况调整炮眼深度（相应调整装药量），力求所有炮眼（除掏槽眼外）眼底在同一平面上。钻眼完毕，按炮眼布置图进行检查并做好记录，有不符合要求的炮眼重钻，经检查合格后，方可装药爆破。

（3）、清孔装药

装药前用小直径高压风管将炮眼内沙及石子吹净，装药需分片，分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管要“对号入座”不得混装。所有炮孔均用炮泥堵塞，堵塞长度周边眼不小于 2 0 c m ，其他眼不小于 2 5 c m 。周边眼采用小药卷配导爆索，以增加不耦合系数和爆破时的缓冲作用，炮孔装药均采用反向装药结构。

（4）、连接起爆网络

起爆网络采用并联网络，以保证起爆的可靠性和准确性。将所有毫秒雷管用绝缘胶布包扎在引爆雷管上，聚能穴背向传爆方向，网络连好后要有专人负责检查后再起爆。

（5）、光面爆破施工技术措施

① 、对所有爆破作业人员进行岗前培训，使他们充分了解光面爆破的重要性及一些有效可行的施工方法，以提高操作熟悉程度。

② 、选用低爆速、低猛度、低密度、传爆性能好、爆炸威力大的 2 号岩石铵梯炸药。

③ 、用不耦合装药结构，光面爆破不耦合系数为 1 . 5 ～ 2 . 0 ，但药卷直径不应小于该炸药的临界直径，以保证稳定传爆。

④ 、严格掌握与周边眼相邻的辅助眼的爆破效果，为周边眼爆破创造临空面。辅助眼应与周边眼有相同的外插角，周边眼应同时起爆。

⑤ 、控制装药集中度，必要时采取间隔装药结构，为克服眼底岩石的夹制作用，可在眼底加强装药。

5、爆破效果

在黄土湾水电站引水隧洞酒泉沙砾层围岩爆破施工中，对钻爆设计进行优化，从直眼掏槽到斜眼掏槽方式及组合斜眼掏槽方式进行优化，爆破效果显著，线性平均超挖 1 0 . 4 c m. 炮眼利用率均达到 9 0 % ～ 9 5 % ，酒泉沙砾层爆破后无炮眼残留，几乎每茬炮进尺均达 2 . 6 m （孔深 2 . 8 m ）。这一效果极具经济价值。

6、结语

① 酒泉沙砾层隧道爆破施工中，中小隧道宜采用全断面法施工，对爆钻设计，先现场试验，再不断的总结，不断的完善。

② 酒泉沙砾层由于沉积不均匀，夹砂层较多，施工中容易出现小规模的塌方。

③ 对于大部分围岩，采用光面爆破，爆破后轮廓一般在周边孔外2 0～3 0 c m 。酒泉沙砾层光面爆破施工是一个长期发展的施工方法，可以采用工程类比法和现场试验法相结合选择爆破参数，要不断的总结。

参考文献：

[1] SDJ 212-83 水工建筑物地下开挖工程施工技术规范

[2] 现代公路工程爆破 刘运通 高文学 刘宏刚 人民交通出版社