何  闖，閆鴻浩，王小紅，李曉杰

（大連理工大學 工業裝備結構分析國家重點實驗室，遼寧 大連  116024）

摘  要：為保證隧道爆破成型質量，最大限度地減少隧道超欠挖^[1]，本文對微差爆破中周邊眼布孔方式、炮孔間距、所用雷管段位、單孔裝藥量等爆破參數進行探討，并在青島地鐵延安路站車站主體Ⅰ部和Ⅳ部爆破開挖中現場應用。結果表明：周邊眼采用“長短眼”方式布孔，長短眼單孔裝藥量按照輔助眼單孔裝藥量計算方法，可使隧道基本無欠挖，平均線性超挖量控制在120 mm，隧道爆破成型良好，同時，周邊眼爆破振速可降低10%以上。

關鍵詞：超欠挖；周邊眼；爆破成型；地鐵隧道

0  引  言

受施工設備和工人鉆眼水平限制，鉆爆法^[2]開挖的隧道超欠挖較為嚴重^[3-6]。由于周邊眼的爆破參數直接決定隧道成型質量，故如何優化周邊眼爆破參數控制超欠挖顯得尤為重要。目前，隧道超欠挖控制措施多從周邊眼的定位精度和裝藥結構上進行優化，但是，地鐵隧道要求早封閉，初期支護的格柵拱架距掌子面近，施工機械受初期支護限制，鉆頭無法在設計的位置上即設計開挖輪廓線上鉆鑿周邊眼，因此很難從根本上減少隧道超欠挖。同時，淺埋暗挖地鐵隧道^[7]圍巖較為軟弱或爆破振動要求嚴格，光面爆破或預裂爆破很少采用，周邊眼常采用不同段別的雷管分次起爆，故不能采用光面爆破的措施對周邊眼進行調整。如何就現有鑿巖設備與施工水平控制普通爆破開挖下的隧道超欠挖，仍是要深入研究的難題。本文通過理論研究與實踐應用相結合，優化了微差爆破中周邊眼布孔方式、炮孔間距、所用雷管段位、單孔裝藥量等爆破參數，較好地解決了隧道超欠挖問題，同時，降低了周邊眼的爆破振速。

1  周邊眼爆破參數研究

1.1 超欠挖原因分析

地鐵隧道要求早封閉，尤其當圍巖軟弱時，初期支護的格柵拱架距掌子面小于兩榀格柵拱架的支護間距。而施工現場采用的氣腿式鑿巖機受初期支護的限制，無法在設計的位置鉆鑿炮眼，為減少欠挖，只能增大外插角鉆鑿周邊眼，由此造成實際鉆眼輪廓更加偏移設計開挖輪廓，故實際造成得超挖量增大且周邊眼眼口存在欠挖。設計開挖輪廓、設計鉆眼輪廓及實際鉆眼輪廓的關系圖見圖1。

1.2 優化周邊眼爆破參數

周邊眼采用“長短眼”方式布孔有助于解決以上問題。“長眼”是指深度較大的周邊眼即將原爆破設計中的周邊眼向設計開挖輪廓線內偏移一定距離，炮孔傾角應滿足使長眼眼底落在設計開挖輪廓線上，一般在5°~8°范圍。長眼炮孔間距同輔助眼炮孔間距。“短眼”是指深度較小的周邊眼，即在長眼間向外新增設的一圈周邊眼。短眼眼口應盡可能靠近設計開挖輪廓線，炮孔傾角應滿足使短眼眼底落在設計開挖輪廓線外一定距離但不超過100 mm，一般在10°~20°范圍。當圍巖等級為Ⅴ級或更軟弱時，短眼眼底落在設計開挖輪廓線上即可。短眼炮孔深度應滿足長眼與短眼爆破產生的裂隙區疊加，即滿足長眼與短眼中所裝炸藥的距離小于裂隙區的直徑。短眼炮孔深度一般為長眼炮孔深度的1/2~1/4。“長短眼”布置示意見圖2。

 2  “長短眼”爆破技術應用

青島地鐵2號線延安路站總體為暗挖單拱雙層結構^[8]，全長166 m，采用雙側壁導坑法施工。車站主體Ⅰ部及Ⅳ部采用上下臺階法開挖，圍巖等級Ⅳ~Ⅴ級，采用YT-28型氣腿式鑿巖機鉆眼。火工品使用第1系列毫秒延期塑料導爆管雷管（所用段別為1，3～20共19個段別）和2號巖石乳化炸藥。初期支護采用格柵拱架，支護間隔為500 mm。周邊眼變成“長短眼”布置。長眼眼口距離設計開挖輪廓線150 mm，炮孔深度為1600 mm，為使眼底落在設計開挖輪廓線上，炮孔傾角約取5°。單孔裝藥量0.3 kg，長眼間距為650 mm。短眼炮孔傾角15°，短眼眼口盡量靠近設計開挖輪廓線，短眼位于兩個長眼之間，距離長眼300 mm，單孔裝藥量0.15 kg。長短眼所用雷管段別相同。經測量，現場實際鉆鑿的長眼眼口基本上全部位于處置輪廓線上，炮孔傾角7°~10°，單孔裝藥量0.3 kg；短眼眼口距離設計開挖輪廓線90 mm~120 mm，炮孔傾角15°~20°，單孔裝藥量0.15 kg，長短眼所裝雷管段別相同。爆破效果：經過20個爆破循環，輔助眼爆破效果較好，炮孔利用率達90%。平均線性超挖量20 mm，滿足設計要求。圖3為現場爆破效果圖。

3  結  論

本文對微差爆破中周邊眼布孔方式、炮孔間距、所用雷管段位、單孔裝藥量等爆破參數進行探討，并在青島地鐵延安路站車站主體Ⅰ部和Ⅳ部爆破開挖中現場應用。結果表明：周邊眼采用“長短眼”方式布孔，短眼所用雷管段別不小于長眼所用雷管段別，長短眼單孔裝藥量按照輔助眼單孔裝藥量計算方法，可使隧道基本無欠挖，平均線性超挖量控制在120 mm，隧道爆破成型良好，同時，周邊眼爆破振速可降低10%以上。

參考文獻：

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