浅谈小断面隧洞掏槽技术

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　　摘要：掏槽孔爆破是隧洞开挖的关键技术，特别在小断面隧洞施工中，因隧洞断面小，爆破临界面小，掏槽的效果决定爆破进尺的深浅。现结合广东深圳抽水蓄能电站地质探洞工程、广东清远抽水蓄能电站地质探洞工程及广东乐昌峡水利枢纽地质探洞工程中使用过的掏槽技术，浅谈一些个人看法。
　　关键词：小隧洞，爆破，掏槽。
　　1、工程概况
　　深圳抽水蓄能电站地质探洞断面为2.5m×3.0m，地质以二、三类花岗岩为主。清远抽水蓄能电站地质探洞断面为3.0m×3.5m，地质以二、三类花岗岩为主，乐昌峡水利枢纽地质探洞功臣断面为2.0×2.5m，地质以二、三类花岗岩为主。三个探洞共同的特点为，断面小，洞内地质好，岩石完整。
　　2、爆破施工中存在的问题
　　在隧洞施工中，经常会遇到单循环爆破进尺短的现象；深圳蓄能电站地质探洞工程在开始阶段施工时，设计每循环进尺2.5m，但在施工过种每循环进尺只有1.2m，并且施工中常常出现整个断面一点都爆不下来的情况，清远抽水蓄能电站地质探洞及乐昌峡地质探洞也出现过类似问题。
　　3、原因分析
　　隧洞爆破效果差有很多原因，首先是地质原因，地质越好，爆破越困难；其次为爆破工艺，爆破进尺设计不合理，爆破孔布置不合理，起爆网络不合理等；在三个地质探洞施工中，经过多次爆破试验，确定了合理的设计进尺，针对不同地质确定了不同的炮孔网络布置，最后经过总结，造成爆破进尺差的主要原因为掏槽孔爆破效果差。提高掏槽孔爆破效果是隧洞爆破的关键。
　　4、选择解决方案
　　为解决掏槽孔爆破差问题，在三个隧洞施工中，根据不同的地质条件，选择了多种掏槽并取得了不错的效果，选择的掏槽型式和效果如下。
　　4.1楔形掏槽
　　炮孔布置形式如下：
　　
　　岩石坚固系数为f=18，孔与孔之间间距0.25m，炮孔与工作面之间夹角为60度，选用2.5m炮孔深度，排与排之间间距为2.2m。
　　由于隧洞断面只有2.5m宽度，风钻无法摆开，无法按要求进行钻孔，因此楔形掏槽不适合小断面隧洞掏槽施工。
　　4.2直眼掏槽
　　4.2.1掏槽形式
　　炮孔布置如下：
　　
　　4.2.3掏槽效果
　　单个空心眼四眼掏槽，钻孔少，打眼快，但爆破效果差，在启用此掏槽形式后，单个循环每排炮平均进尺为1.2m，当岩石完整性好的时候，掏槽经常出现冲眼的现象。因此不建议在坚硬岩石的小隧洞中使用，但可以在三、四类围岩中使用。
　　多个空心眼四眼掏槽，在启用此掏槽形式后，平均每排炮进尺达到2.0m，爆破效果好，爆破很少出现冲眼的现象，在深蓄探洞和清蓄探洞中采用的最多的形式。深蓄探洞使用此掏槽后单个工作面进尺达到150m/月，清蓄探洞达到160m/月，乐昌探洞达到120m/月。
　　中孔装药四眼掏槽，在坚硬且完整性好的岩石中采用此法，掏槽效果较好，但对钻孔的精度要求高，中间装药的孔必须比其他孔深10～20cm，打眼要直，不能和其他孔在岩石里边相通。建议在遇到坚硬完整的岩石才使用此法。
　　单个空心眼六眼掏槽，在特别坚硬的岩石中采用此法，掏槽效果好，此种方法布眼要准确，钻孔多，装药量多，过多使用此法成本较大，因此建议在特别坚硬和完整的岩石中采用。
　　5、选择结果
　　当遇到一二类岩石时，采用多个空心眼四眼掏槽，效果好，爆破稳定；
　　当遇到三四类岩石时，采用单个空心眼四眼掏槽，打眼少，钻眼快；
　　当遇到特别坚硬且完整的岩石时，采用中孔装药四眼掏槽，单个空心眼六眼掏槽。
　　6、结论
　　对于小断面隧洞施工中，要根据不同的地质灵活选择不同的掏槽形式，这样有利于施工的进度，质量和成本控制。
　　
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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