淺談千枚巖地質條件下的隧道爆破施工

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     摘要：本文首先分析了千枚巖地質條件下的爆破方案選擇；其次，從掏槽、周邊眼間距、裝藥結構及藥量等方面介紹爆破方案；第三部分論述爆破地震效應措施，最后闡述爆破效果。
    千枚巖是一種顯微變晶片理發(fā)育面上呈絹絲光澤的低級變質巖。千枚巖典型的礦物組合主要有綠泥石、石英和絹云母，有的還含有少量的長石以及碳質和鐵質等物質。有些千枚巖中還少量的含有方解石、雛晶黑云母以及黑硬綠泥石或錳鋁榴石等類型的變斑晶。一般的千枚巖表現(xiàn)為細粒鱗片變晶結構，粒度一般也都小于0.1毫米，在片理面上常有小皺紋構造出現(xiàn)。千枚巖的原巖一般為黏土巖、粉砂巖或中酸性凝灰?guī)r，是低級區(qū)域變質作用的產(chǎn)物，其巖石強度一般較差。鉆爆法是隧道施工中較為常用的方法，其中光面爆破是關鍵。千枚巖地質條件比較特殊，其巖石強度差，巖石破碎，飽和單軸抗壓強度低，所以，研究通過光面爆破技術使此類巖石爆破參數(shù)得以優(yōu)化，減輕爆破給巖石造成的影響，確保隧道輪廓的完整，具有重要的現(xiàn)實意義。
     隧道施工是指修建隧道及地下洞室的施工方法、施工技術和施工管理的總稱。隧道施工方法的選擇主要依據(jù)工程地質和水文地質條件，并結合隧道斷面尺寸、長度、襯砌類型、隧道的使用功能和施工技術水平等因素綜合考慮研究確定。
    1.確定爆破方案
    在千枚巖地質條件下，一般采取臺階法開挖方式，具體方法是：在超前于洞身拱部三到五米的地方起挖，為新奧法施工提供平臺，其次，洞身下半部與洞身拱部同時開挖，并同時進行錨噴支護。
    所用到的周邊切縫藥包巖石定向斷裂爆破技術的優(yōu)勢有：首先，炮孔藥量較少，爆破給周圍巖石的破壞性降低；其次，可以控制爆破成型，使爆破給圍巖造成的影響減?。蛔詈?，減少炮孔數(shù)量，是炸藥爆破能量利用率提高。
    2.爆破方案
    2. 1掏槽方式及間距的確定
    在隧道開挖爆破中，掏槽爆破一直是一項比較關鍵的爆破技術，掏槽爆破的主要作用是掘進。其目的是在只有一個臨空面的條件下，首先在工作面中央形成較小但有足夠深度的槽穴，然后通過槽穴進行爆破。因此，從這個角度來看，這個槽穴也是整個地下坑道、隧道等施工開挖中的先導。掏槽方式以及間距的確定就顯得尤為重要了。一般來說，隧道爆破掘進中常用的掏槽方法有三種，分別是斜眼掏槽、直眼掏槽和混合掏槽。斜眼掏槽適用干各類巖石，一般而言，炮服與工作面夾角通常為55度到70度，這個夾角會隨著巖石堅硬程度的提升而變小，每個掏槽眼間距一般去3到5分米，并且隨著巖石堅硬度的提高，間距的取值也越小夾角越小；直眼掏槽一般是設置空眼作為自由面，然后依次起爆臨近空眼的炮孔，逐步擴大，待擴大到400~800mm時，即為輔助眼形成了足夠的自由面?；旌咸筒燮鋵嵕褪侵毖酆托毖厶筒刍旌喜贾?，在實質上還是直眼掏槽，只是在擴大槽孔時采用斜眼。結合千枚巖的地質條件，千枚巖地層隧道的圍巖宜采用混合掏槽。對于掏槽眼來說，一般的地質條件下可以采用大間距的楔形掏槽，這種掏槽對口掏槽眼距可以達到5m 左右，能夠起到少鉆眼，少裝藥以及加快施工進度的目的。但是，在千枚巖地質條件下，采用大間距的爆破效果往往很難保證，因此，可以適當?shù)臏p小楔形掏槽眼間距，一般的，V 級千枚巖地層掏槽眼間距可以確定為3米。
     2. 2周邊眼間距和周邊眼最小抵抗線的選擇
     實際上，周邊眼間距和周邊眼最小抵抗線并沒有一個確定的量。它們的選擇是要根據(jù)千枚巖本身的抗爆性、采用的炸藥性能以及炮眼直徑和裝藥量而定的。在一般的情況之下，周邊眼的間距應該要小于其它炮眼的間距，周邊眼的最小抵抗線也要相應地減小。通過長期實踐的總結，一般周邊眼間距可以取E = 320到 720毫米，最小抵抗線可以取W = 500到800毫米。從減小爆破產(chǎn)生的振動效應，降低對周邊圍巖的破壞和減少爆破引起的圍巖穩(wěn)定性出發(fā)，采用了周邊切縫藥包巖石定向斷裂爆破技術，根據(jù)隧道層狀巖體相似模擬爆破試驗和現(xiàn)場爆破地震動測試，進行了千枚巖地段的爆破參數(shù)設計，并結合爆破數(shù)值模擬，提出了相應的減震措施，從而達到隧道后期安全快速施工的目的，并為類似工程爆破施工提供了較好的借鑒。
     2.3裝藥結構