铁路隧道空孔直线掏槽爆破方案优化研究及应用

摘要

为提高隧道爆破质量，降低爆破施工过程中对围岩的扰动，有必要对原有爆破方案开展优化研究。以某在建铁路隧道平行导洞为工程背景，在总结分析原爆破方案存在超欠挖严重、作业环境差及施工进度慢等问题的基础上，结合围岩特性，通过采用经验公式对炸药单耗、炮孔数量以及各炮孔参数等进行理论计算，确定出更为合理的爆破参数；将原爆破方案中大直径中空孔的数量由8个改为2个，并调整掏槽孔的布置形式，使得掏槽孔爆后为后续炮孔提供更好的自由面，提高爆破效率；同时装药结构的孔口部位使用水袋堵塞，降低了爆后隧道内粉尘和有害气体的浓度，综合以上三方面提出了合理可行的优化爆破方案并进行现场应用。结果表明：采用优化后的爆破方案，可将平均线性超挖量由原来的0.2～0.4 m降低到0.15 m之内，掌子面与底面平整光滑，围岩的超欠挖现象得到了有效控制。同时每循环较原方案可减少炮孔数量37个与炸药使用量49.2 kg,节省施工作业时间1.1 h以及成本约0.08万元，具有较为显著的技术效果和经济价值，从而也验证了优化后爆破方案的可行性。

关键词

铁路隧道 / 空孔直线掏槽 / 参数设计 / 超欠挖 / 方案优化

基金资助

国家自然科学基金项目（41172237）; 冻土工程国家重点实验室开放基金项目（SKLFE202107）