邓诗泉DENG Shi-quan；栾龙发LUAN Long-fa

（昆明理工大学国土资源工程学院，昆明 650093）

（Faculty of Land Resources Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming 650093，China）

1 工程概况

八家村隧道全长231m，起于K2+168 止于K2+399，隧道按照客货共线双线隧道设计，进口施工区段为浅埋地段，最大的埋深达到30m，最小的埋深仅有8m，隧道开挖断面形状如图1 所示。地表的施工环境复杂，距隧道口东北方向200m 处是320 国道，车流量大，距隧道口西南方向180m 处是杨林鑫地园艺场，隧道四周有密集的居民房屋。隧道穿过的岩石多为IV、V 级围岩，主要由泥岩和砂岩组成，自稳能力较差。

图1 隧道开挖断面示意图

2 地形地貌

隧道穿过嵩明县著名的风景区长虫山，地表海拔为1905-2100m，高差达到195m，所处的地形起伏比较大，自然横坡为9°～40°，部分地形比较陡峭。由于隧道埋深小，考虑爆破作业震动对既有隧道的影响，保证既有隧道投入使用后的安全，决定在隧道进口25m 内（即K2+168 至K2+193）运用破碎锤进行掘进，剩余的采用控制爆破方法进行掘进。

3 爆破施工技术

隧道的岩层属IV、V 级岩石，围岩软弱自稳能力较差，受到震动容易坍塌，施工难度较大。结合隧道的工程地质条件、场地条件、结构埋深和工期等因素，根据铁路隧道施工的规定，为保证施工时和投入使用时的安全，掘进方法拟选用三台七步开挖法，一边掘进一边进行支护，隧道的周边孔则使用光面爆破技术开挖隧道轮廓[1-3]。

3.1 设计原则

①控制爆破的有害效应。降低爆破震动的幅度，最大限度的减少冲击波对围岩的震动作用，保证周围居民房屋的安全；控制飞石的距离，保护周围的建筑物和苗圃等。

②在爆破效果不受影响的条件下，最大可能的减少炸药单耗量，提高掘进进度，缩短工期，获得最大的工程效益[4]。

3.2 爆破掘进的顺序及方法 隧道掘进顺序如图2 所示。为了保证上台阶不塌方，运用传统的预留核心土的方法，整个掘进面运用三台阶七步开挖法。台阶的高度分别为340cm、320cm 和340cm。

图2 隧道掘进顺序示意图（单位：cm）

3.3 选取爆破参数

①孔径d。钻孔设备使用YT-28 型钻机，钻机的钻头直径38mm，炮孔直径42mm。

②炮孔深度L。若炮孔太深，周围岩石对炸药的夹制作用比较明显，影响爆破效果[5]，因此炮孔深度不能太大，在能使周边岩石处于稳定的条件下，应最大限度的增加循环进尺。根据施工要求，循环进尺为0.8m 时，炮孔深度为1m。

③掏槽方式及参数。通过分析类似工程实例，根据循环进尺决定楔形掏槽的级数的原则：当循环进尺在0.7m与2.0m 之间时，一般采用单楔形掏槽方式[6]。本工程掏槽孔布置采用单级楔形陶槽方式，结合工程经验及相关计算取：孔口距a=95cm，孔底距a1=40cm，排距b=85cm，掏槽角=70°。

④周边孔参数。根据周边孔的计算公式，间距E=（8-12）d=33.6～50.4cm；抵抗线W=（1-1.5）E=33.6～75.6cm；装药系数：0.04～0.19kg/m。由以上计算公式，周边空的间距E取40cm，抵抗线W 取60cm。

⑤掘进孔参数。通过查表及相关工程数据，掘进孔的间距一般是周边孔的2 倍左右，抵抗线是间距的0.7 倍左右[7]，取间距E=80～100cm，排距b=80～90cm，钻孔时可以根据实际情况灵活调整数据。炮孔布置示意如图3 所示。

图3 炮孔布置示意图（单位：cm）

⑥炸药单耗q。结合工程经验，隧道掘进的炸药单耗量一般是0.6～2.5kg/m3，八家村隧道穿过的岩石是IV、V 级围岩，故q 应取小值，取q=0.6kg/m3。

⑦装药总量Q 和理论炮孔数量N。Q=qv=qSLη=0.6×115×1×0.8=55.2kg，N=Q/Q0=55.2/0.25=221 个，其中S 为隧道开挖断面面积，η 为炮孔利用率。实际炮孔数量217 个，实际炮孔数与理论炮孔数比较接近，实际装药量53.6kg,比理论装药量略少。

⑧装药结构。掘进孔根据表1 中的数据进行装药，周边孔采用减弱装药，具体装药形式和装药量参见表1。

⑨起爆网路。采用一手抓的起爆方式，中间插2 发电雷管起爆。

4 爆破效果

施工单位采纳了以上施工方案，得到了良好的爆破效果：运用三台阶七步法保证了作业人员的安全，加快了施工掘进进度，提前完成了工程项目，达到了较好的工程效益；周边空运用光面爆破技术，不仅很好的控制了隧道的轮廓，减少了超挖和欠挖的现象，缩短了预定工期，还降低了爆破震动对围岩的影响，提高了既有隧道投入使用后的安全性。

5 结语

①掏槽方式和参数。对于软岩隧道，选择合理的掏槽方式和参数至关重要。结合隧道的岩体特征，合理的掏槽方式和参数是取得良好爆破效果的前提。②灵活选择掘进方式。根据工程的需要，为了提高工程的安全系数，有时采用人工掘进的方式，有时采用爆破的方式进行开挖，总之根据需要因地制宜的选择掘进方式。③三台阶七步法。一边开挖一边支护，最大限度的减少了围岩的暴露时间；减少了一次爆破装药量，降低了爆破震动源强度[8]，提高了围岩的自稳能力。

表1 装药量及爆炸物品消耗统计表

[1]邵晓宁，张道振.光面爆破技术在新武家庄隧道掘进中的应用[J].铁道建筑，2011，11：54-56.

[2]王雪琴，张春钢.超大断面隧道分部开挖施工技术[J].铁道建筑，2009，8：58-60.

[3]韦猛，熊冰.控制爆破技术在路基施工中的应用[J].路基工程，2007（5）：116-117.

[4]翁春林，叶加冕.工程爆破[M].北京:冶金工业出版社，2006:99.

[5]庙延钢，王文忠，王成龙.工程爆破与安全[M].昆明:云南科技出版社，2005.

[6]张志毅，王中黔.爆破工程师手册[M].北京：人民交通出版社，2002.

[7]顾毅成.爆破工程施工与安全[M].北京：冶金工业出版社，2004.

[8]栾龙发，张智宇编.爆破工程与安全技术[M].北京：化学工业出版社，2011.