王 寶 寧

(華北科技學院安全工程學院，河北 三河 065201)

1 工程概況

該工程區(qū)位于低緯高原的峽谷地區(qū)，兩岸岸坡均存在陡緩交接的階梯形特征，坡上發(fā)育多條切割較淺的季節(jié)性沖溝，隧道錨錨硐開挖淺部30 m硐室為Ⅴ級圍巖，節(jié)理裂縫很發(fā)育，巖體較破碎，坡體內40 m左右為Ⅳ級圍巖，巖石自穩(wěn)能力差。

該工程錨碇結構形式為隧道式錨碇，分左右兩側，前錨室洞口尺寸為11.6 m×10 m(寬×高)，頂部為圓弧形，圓弧半徑5.8 m。前錨室洞口頂長11.1 m；錨塊前錨面尺寸為11.6 m×14 m(寬×高)，頂部為圓弧形，圓弧半徑5.8 m;后錨面尺寸為17 m×24 m(寬×高),頂部圓弧形，圓弧半徑8.5 m,錨塞體長度40 m。后錨室端部尺寸為17 m×21.299 m(寬×高)，長3 m，左右兩側錨碇中心線與水平線夾角42°，散索鞍基礎采用擴大基礎，基礎長41 m,高8.5 m，底面寬11.6 m。

2 隧道錨碇施工分析

2.1 工程特點分析

1)隧洞圍巖級別為Ⅲ級～Ⅴ級，隧洞洞身斷面較大，圍巖較為破碎，爆破作業(yè)對相鄰隧洞的穩(wěn)定性有一定的影響，則左、右隧洞前錨室掌子面掘進需錯開15 m～20 m左右，對錨塞體及后錨室掌子面錯開20 m左右。

2)開挖根據(jù)巖層的風化程度和強度分別采用機械、小爆破開挖方法。開挖根據(jù)巖層的風化程度和強度分別采用機械、小爆破開挖方法。

3)采用左、右隧洞同時掘進。由于左、右隧洞凈距較小，對單隧洞采用短臺階法開挖，即分上、中、下三個臺階進行掘進。臺階長度3.0 m～5.0 m，開挖循環(huán)進尺1.0 m～1.5 m。

2.2 工程難點分析

1)隧洞洞口處左右隧洞凈距較小為15.4 m，洞底處左右隧洞凈距僅為10 m，為小凈距隧洞，隧洞開挖向下傾角大，開挖斷面大，隧洞出渣及支護要求高，施工技術難度大。后開挖錨室對已經成型錨室的振動要求嚴格。

2)距離下方隧道僅11.74 m，存在爆破施工的互相影響和擾動，群洞效應顯著，施工組織難度大。

3)洞室斷面變化頻繁，屬于變截面施工，要求鉆爆技術人員能根據(jù)斷面的變化情況，及時調整好控爆參數(shù)，特別是周邊的光爆孔需要根據(jù)輪廓線進行傾斜鉆孔，確保洞室輪廓成形達到設計標準。

3 爆破施工方案

該工程隧道錨采用光面爆破法，以保證圍巖的完整性，并應及時支護、施工襯砌，防止圍巖變形過大。前錨室隧洞圍巖級別為Ⅳ級、Ⅴ級，采用短臺階法開挖,上臺階先行開挖，一次開挖成形，下臺階緊跟，臺階長度3 m～5 m。錨塞體及后錨室隧洞圍巖級別為Ⅳ級、Ⅲ級，考慮開挖斷面過大，開挖時同樣采用臺階開挖方法[1-4]。

3.1 設備及爆破器材的選擇

深孔爆破鉆孔設備選擇40 mm孔徑的氣腿式鑿巖機；炸藥選用2號巖石乳化炸藥，雷管則選用國產非電毫秒延期導爆管雷管。

3.2 爆破參數(shù)的選擇

1)炮孔直徑的確定。由于鉆孔機具確定，炮孔直徑取φ=40 mm。

2)炮孔深度。由于圍巖破碎，炮孔深度取1.5 m。

3)光面炮孔。a.光面孔間距a，一般情況下a=(7～15)d，其中炮眼直徑d=40 mm；b.最小抵抗線W，其取值在(12～22)d范圍內，且W≥E；c.光面孔密集系數(shù)K，一般情況，以K=E/W=0.7～1.0為宜；d.裝藥結構，采用不耦合間隔裝藥，現(xiàn)場采用20 mm直徑藥卷；e.單孔裝藥量，Q1=η×L×r，其中，η為炮孔裝藥系數(shù)，取η=0.6；L為孔深；r為每米長度炸藥量，r=0.3 kg/m(2號巖石乳化炸藥，后行開挖由于有多個臨空面取0.3 kg/m);f.裝藥集中度q，采用2號巖石炸藥進行光面爆破時，q=0.2 kg/m～0.3 kg/m,取q=0.3 kg/m，必要時要在巖層中試驗，以求得更準確的爆破參數(shù)。

4 爆破振動校核

爆破振動速度值可以根據(jù)薩道夫斯基公式進行估算：

其中，Q為最大一次齊爆藥量，kg；R為爆心至測點的距離，m；Vkp為允許的質點振動速度，cm/s；K為與地質條件、爆破方式、爆破條件有關的系數(shù)，中等硬度巖石K=200；α為與傳播途徑、距離、地質和地形等有關的衰減系數(shù)，α=1.6。

隧道錨前、后錨室開挖最大一段藥量分別為9.9 kg,7.2 kg，距離先開挖錨洞15.4 m，距離南2號高壓線塔403 m，距離北2號高壓線塔470 m，距離附近隧道96 m，距離大橋樁基126 m，距離水電站1 826 m。則爆破振動值分別為:

V先開挖錨洞=8.55 cm/s，14.39 cm/s；V南2號高壓線塔=0.04 cm/s，0.039 cm/s；V北2號高壓線塔=0.03 cm/s，0.03 cm/s；V附近隧道=0.45 cm/s，0.386 cm/s；V大橋樁基=0.3 cm/s，0.249 cm/s；V水電站=0.004 cm/s，0.003 5 cm/s。

根據(jù)爆破安全規(guī)程要求對于交通隧道爆破振動速度應控制在15 cm/s以下。由以上計算可知，本設計方案設計的起爆網絡可以起到較好的降低爆破振動的作用，也就降低了爆破振動對先行錨洞的影響[5-7]。

5 結語

通過對該工程概況特點分析，解決了施工過程中效率低的問題，其中對隧道錨的開挖采用光面爆破，以及采用的開挖順序，爆破參數(shù)，起爆順序的選擇對以后的類似工程起到了借鑒意義。