隧道爆破開挖技術及塌方處理分析范文

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摘要：以某公路隧道為例，對其開挖施工中鉆孔爆破設計、掏槽方式、鉆爆作業施工參數、鉆孔爆破作業等施工技術進行了總結。由于該公路隧道地質情況復雜，在爆破開挖的過程中造成了小面積塌方現象，對此提出了相應的塌方處理方案。并對此次事故進行了總結，提出了塌方預防措施，確保了該項目后續施工的順利進行，也為以后類似項目積累了經驗。

關鍵詞：公路隧道；開挖；施工；塌方處理

1公路隧道開挖施工技術

1.1工程概況某高速公路隧道工程位于河北省境內，于2017年1月開工，根據巖土的特性，開挖過程中使用到了鉆孔爆破施工作業方式。該技術對隧道安全性提出了極高的要求，因此，需要做好設計和施工等各方面的工作，確保順利施工。

1.2鉆孔爆破設計在該公路隧道施工時，根據不同巖性、不同斷面結合爆破效果作適當調整。鉆孔采用2臺YT—28鑿巖機于工作面同時作業。爆破采用毫秒電雷管微差起爆的方法，起爆順序為掏槽眼→輔助眼→周邊眼，開挖爆破鉆孔設計圖如下圖1所示，1—9孔為掏槽眼、10—15孔為輔助眼、16—29孔為周邊眼。1.3掏槽方式掏槽采用雙空菱形掏槽，掏槽孔為直孔，布置形式見圖2。

1.4鉆爆作業施工參數影響洞室光面爆破的主要技術參數有：炮眼間距（E）、最小抵抗線（W）、不偶合系數（D）和線裝藥量（q）。本洞室依據工程類比法及施工經驗，對周邊光面爆破設計的主要參數見表1，表2。另外鉆設的周邊眼做到：準、平、直、齊。

1.5鉆孔爆破作業（1）鉆孔：采用鉆孔的開孔孔位依據測定標志出的炮眼布置圖確定。周邊孔在斷面輪廓線上開孔，其沿輪廓線的調整范圍和掏槽孔的孔位偏差不大于5cm，其他炮孔孔位的偏差不大于10cm。炮孔孔底均落在爆破圖規定的平面上。炮孔鉆設完成后要經檢查合格后，方可裝藥爆破。（2）裝藥爆破：對于炸藥采用人工方式裝入，并采用黏土炮泥和水泥炮泥結合對炮孔進行封堵，爆破采用分段毫秒延期電雷管全斷面一次性引爆。安全裝藥與爆破的程序與工藝：①驗孔。在裝藥前，用炮棍插入炮眼內，檢驗炮眼的角度、深度、方向及炮眼內的情況。②清孔。采用壓縮空所吹眼器清除凈炮眼內的巖粉，以防巖粉堵塞，使藥卷不能密接或裝不到眼底。③裝藥。撐子面的炮眼使用炸藥和電雷管的種類、品種、裝藥量、電雷管的段數必須符合放炮說明書的規定。裝藥時，用一手拉著電雷管的腳線，一手用炮棍將裝入眼口的藥卷一個個推入，使藥卷與眼底、藥卷與藥卷互相密接，不得用炮棍沖撞或搗實。采用反向起爆。所有藥卷和電雷管的聚能穴方向一致。④封孔。采用水炮泥與黏土炮泥相結合的夾泥法進行封孔。最初的兩段炮泥應慢用力、輕搗動，以后各段須依次用力一一搗實。炮泥的長度必須符合規定。⑤聯線。由專門培訓過的班組長協助放炮工按照爆破說明書規定的聯線方式，將電雷管腳線與腳線、腳線與聯接線、聯接線與放炮母線聯好接通。⑥起爆。在做好相應的安全警戒之后，讓施工的機械設備和人員及時撤離到安全區域，確定安全無誤后，采用放炮器通電起爆。（3）洞室的爆破安全：洞室的爆破作業遵循一般爆破作業的安全規程；爆破作業時，要認真做好安全的警戒工作。人員撤至距工作面不少于200m的安全地點，施工機具撤至距工作面不少于100m的安全地點，難以撤離的施工機具和設備應加以妥善防護；本隧洞采用電力引爆，作業時，裝炮時距工作面30m以內，斷開電流，在30m以外用投光燈照明；在與相向開挖的貫通工作面相距30m放炮時，雙方人員均撤離工作面，相距15m時停止一方工作，單向開挖貫通。

2塌方處理措施

該公路隧道采用上文所述的爆破方法對其進行開挖，但在開挖施工的過程中，出現了小面積塌方。分析其原因，主要是由于地質情況復雜，加上該公路隧道穿越嚴重分化的隨層帶等地下水較為豐富的地方很容易造成塌方。經過專家的討論，決定對其進行加固處理，改變該地質段的開挖方法，具體如下。

2.1對塌方體后方進行固結在保證塌方段洞室圍巖維持穩定后，在塌方體后方打入超前小導管，并同時進行預固結灌漿。就超前小導管的選擇，主要推薦長度為5m，環向間距30cm的Φ48有孔鋼管。通過邊鉆邊注漿的方式，并依據注漿孔周圍吃漿量的大小以及巖體的變化情況，將注漿壓力嚴格控制在0.4MPa以內。另外，為最大程度地保證固結質量，施工人員還可以將自進式錨桿增加在影響段破碎部位，并在軟弱圍巖中增加L型Φ22鋼筋將自進式錨桿與工字鋼焊接連接，以良好控制圍巖和掌子面的穩定性。

2.2對塌方體進行固結一般來說，塌方體較多為碎塊頁巖，松散的碎塊會對隧洞的臺階法開挖產生較大的影響，因此一定要良好的固結塌方體。首先，沿塌方體坡面噴射C25混凝土做止漿墻，在掌子面下部布置3排注漿管，再采用水玻璃雙漿液進行注漿，并要將注漿壓力控制在0.6MPa以內。2.3臺階法開挖臺階法開挖一半都是遵循著由左至右的原則，首先在頂部弧形段，使用風鎬進行鑿除開挖，開挖完成后，及時初噴3～5cm素混凝土，進行噴、錨、網系統支護并架設I18城門洞型工字鋼架，設置橫撐在工字鋼架的底部和中部，在鋼架拱腳上方約30cm處，設置鎖腳錨桿，并將鋼架與拱腳錨桿進行焊接，然后再次噴厚度為10～15cm的混凝土。對于左右側中臺階開挖，通常高度會控制在2m，且左右側臺階的錯開距離也控制在1～2m之間，開挖完成后，還是及時初噴3～5cm素混凝土，支護方法與此前所述相同。在按照順序嚴格完成所有開挖與支護施工后，立即做仰拱，其長度一般約為2～4m。最后需要注意的是，為保證后期施工以及塌方段圍巖能夠成為一個整體，在完成塌方的處理后，還要將1500m3混凝土澆筑在冒頂部位，并同時對隧洞進行襯砌施工。

3塌方的預防措施

通過上述處理后，小面積的塌方得到了有效解決，總結經驗，最主要的還是要做好塌方的預防措施，避免同樣的事故再次出現，具體如下：在進行施工準備工作前，一定要積極配合建設單位進行組織設計的交底工作，對于施工的設計文件一定要進行仔細的審核，也要結合實際的工程需要，進行必要的驗證以及補測。對于可能發生塌方的區域，必須要做好一定的必要準備，在施工的過程中，必須做好相對應的預防措施。在必要的情況下，采取相對的應急措施以消除各種不利因素的影響。只有這樣，才可以避免塌方的產生。由于隧洞的地質條件相對比較復雜，對于質量的監控以及地址預報的工作必須要做好。在施工過程中，必須盡可能地做出明確標示，提醒相關的施工人員加以注意，采取相對合理的支護方式預防塌方的時間。對于一些塌方前的征兆，一定要做好總結。在實際的施工過程中必須要多加注意，對于發生的異常情況，一定要認真分析并制定相對應的預防措施，及時進行處理才能有效地保證施工人員的安全。要建立相對應的管理體制，加強各個部門之間的溝通聯絡，對于各項規范要求一定要全面貫徹落實，對于施工過程中可能出現的特殊情況在第一時間進行分析，做出相對應的預防措施，對于施工的全過程進行全面的管理，徹底杜絕因為施工方操作不當所引起的事故產生。總之，對于所有可能導致塌方的因素一定要認真分析，制定相對應的預防措施。在發生事故時，必須要有相關的應急措施，有效地控制塌方的范圍，對施工人員展開合理救治，避免事故進一步擴大。

4結語

該公路隧道的開挖雖然遇到了一點挫折，開挖過程中出現了小面積的塌方現象，但是經過及時處理，將事故的危害降到了最低，沒有造成很大的損失。并且及時對該次塌方事故進行了總結，提出了一系列預防措施，這對于以后類似工程積累了經驗，可有效減少相似事故的發生。

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作者：張帥 單位：保定申成路橋有限責任公司