本发明涉及一种隧道开挖方法，尤其是涉及一种岩溶地段隧道挂壁式围岩断面爆破开挖方法。
背景技术：
通常情况下，公路隧道工程开挖掘进会采取钻爆法进行施工，爆破施工技术虽然能从成本和工期上为工程带来一定的效益，但是由于传统爆破强度控制难度大，且会对围岩产生较大程度的扰动，从而无法适用于一些特殊地质条件的隧道工程。
目前，随着我国高等级公路向西南部的拓展建设，隧道工程将不可避免的遇到岩溶地段。在罕见的特大型岩溶地区，由于隧道所穿过的岩溶区域地质条件异常复杂，针对隧道岩溶断面的开挖需十分谨慎，常规的传统爆破可能会造成大面积的溶洞坍塌和隧道轮廓超挖现象，如何在传统爆破的基础上有效地控制爆破效应，最大化降低轮廓超挖和岩溶空区扰动，同时保证施工质量和经济效益，已成为岩溶段隧道爆破施工的一个新挑战。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种在传统爆破的基础上有效地控制爆破效应、最大化降低轮廓超挖和岩溶空区扰动同时保证施工质量和经济效益的岩溶地段隧道挂壁式围岩断面爆破开挖方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供的岩溶地段隧道挂壁式围岩断面爆破开挖方法，包括如下步骤：
第一步，依据地质预报、开挖断面形状、现有爆破器材、振速要求等条件对挂壁式围岩断面进行炮眼设计，所述炮眼设计类型包括位于围岩中均匀分布的弧状辅助眼和轮廓线上的周边眼，由于大面积岩溶空区自由面存在，将掏槽眼工序省略；
第二步，自挂壁围岩底部开始布置第一排辅助眼；
第三步，从第一排辅助眼由里向外轮廓线方向布置等间距的三排辅助眼即第二排辅助眼、第三排辅助眼和第四排辅助眼；
第四步，在辅助眼间设置降震眼，第一排降震眼位于所述的第二排辅助眼与第三排辅助眼之间，第二排降震眼位于所述第三排辅助眼与第四排辅助眼之间，第三排降震眼位于周边眼与第四排辅助眼之间；
第五步，在轮廓线区域内布置周边眼，所述周边眼呈边缘高密度、中间常规等距分布；对辅助眼和周边眼均进行不耦合装药，所述辅助眼与周边眼分别采用不同装药系数装药；
第六步，采用并联网络将辅助眼和周边眼联结，并利用导爆管起爆系统控制微差起爆；
第七步，起爆顺序依照辅助眼由里向外、周边眼由中间向两边的顺序，对应雷管段别依次起爆。
上述步骤七中，爆破方式为光面微差爆破法。
所述的辅助眼规格统一为Φ40mm，眼深2.8m相邻排间距为100cm，同排的辅助眼的间距为90cm。
所述的周边眼与所述的辅助眼间的光爆层厚度为62.5cm。
所述的第一排降震眼、第二排降震眼与相近的所述的辅助眼的间距为40cm；所述的第三排降震眼与相邻的所述的周边眼的间距为30cm。
所述的降震眼规格为Φ40mm，眼深为4m，同排的降震眼的间距为90cm。
所述的周边眼布置规格为周边眼边缘高密度眼间距30cm，周边眼中间区的眼间距60cm。
所述装药采用2#岩石硝铵炸药，所述的辅助眼的装药系数为q＝0.35kg/m,所述的周边眼的边缘密集区装药系数为q＝0.15kg/m，所述的周边眼的中间区装药系数为q＝0.2kg/m。
所述的导爆管采用非电毫秒雷管传爆，孔内采用非电瞬发雷管。
在使用低药量的同时，采用非电毫秒微差雷管，用并联网络由里向外依次联结，相邻的所述的辅助眼的间微差起爆时间为100ms，所述的辅助眼的间微差起爆时间为20ms，所述的周边眼边缘高密度眼的微差起爆时间为0.5-1ms，所述的周边眼的中间区微差起爆时间为1-2ms，所述的周边眼边缘密集眼与中间眼的微差起爆时间为10ms。
本发明特色和有益效果：
首先，充分利用了现存岩溶空区断面的特点将掏槽工序省去，通过在轮廓线上布置边缘高密度周边眼，低药量密集孔能最大程度的减少爆破两边岩溶空区的扰动破坏和隧道轮廓线的超挖；与此同时在辅助眼间设置两排降震眼，特别的是在光爆层区布置第三排降震眼，通过三排空孔使爆破地震波发生折射、反射，有效的削弱地震波能量，从而降低爆破振速达到减少对岩溶空区扰动目的。
其次，辅助眼和周边眼均采用不耦合装药，在保证顺利爆破的条件下使用较低的装药集中度，配和辅助眼间的降震眼，一方面可以大幅度的降低爆破振速，另一方面利用预裂爆破的原理减少了爆落围岩的直径，避免大块围岩除渣困难所需的二次爆破。
最后，在使用低药量的同时，采用非电毫秒微差雷管，用并联网络由里向外依次联结，相邻辅助眼间微差起爆时间为100ms，辅助孔间微差起爆时间为20ms，周边眼边缘高密度眼的微差起爆时间为0.5-1ms，周边眼中间区微差起爆时间为1-2ms，周边眼边缘高密度眼与中间眼的微差起爆时间为10ms，通过这种交叉分时起爆配合低药量与降震眼，最有效地控制爆破效应，减少岩溶及围岩的损伤，保障了施工安全。
附图说明
图1为岩溶隧道挂壁式围岩断面示意图。
图2为爆破炮眼及降震眼布置示意图。
图3为起爆顺序示意图。
图4为爆破网络示意图。
图中：1-第一排辅助眼、2-第二排辅助眼、3-第一排降震眼、4-第三排辅助眼、5-第二排降震眼、6-第四排辅助眼、7-第三排降震眼、8-周边眼边缘密集区、9-周边眼中间区、A→D—辅助眼起爆区、E→F—周边眼起爆区、10-溶洞空区、11-空区回填、12-导爆管。
具体实施方式
为了更清晰明了的介绍本发明所涉及的技术方案，下面结合附图进一步说明。
本实施例示意图见图1至图3，图1中，10为溶洞空区，11为空区回填，隧道轮廓线与岩溶空区交叉处极易受到爆破施工扰动，存在安全隐患；图2中，空眼表示降震眼，实心眼依次为辅助眼和周边眼；图3中，孔边标注的数字为爆破雷管相应段别。本实施例仅是说明性的,并非是作为本发明的范围限制。
参见图1、图2、图3和图4，岩溶地段隧道挂壁式围岩断面爆破开挖方法，详细步骤如下：
第一步，依据地质预报、开挖断面形状、现有爆破器材和振速要求等条件对挂壁式围岩断面进行炮眼设计，炮眼设计类型包括位于开挖断面围岩中均匀分布的弧状辅助眼和位于轮廓线上的周边眼，由于大面积岩溶空区自由面存在，将掏槽眼工序省略，并将单循环进尺控制为3.0m以下。
第二步，自挂壁式围岩底部开始布置第一排辅助眼1；
第三步，从第一排辅助眼1由里向外轮廓线方向布置弧状等间距的三排辅助眼即第二排降震眼2、第三排辅助眼4和第四排辅助眼6；
第四步，在辅助眼间设置降震眼，第一排降震眼3位于第二排降震眼2与第三排辅助眼4之间，第一排降震眼3与第二排降震眼2的间距为40cm；第二排降震眼5位于第三排辅助眼4与第四排辅助眼6之间，第二排降震眼5与第三排辅助眼4的间距为40cm；第三排降震眼7位于周边眼与第四排辅助眼6之间，第三排降震眼7与第四排辅助眼6的间距为30cm；
第五步，在轮廓线区域内布置周边眼，周边眼边缘高密度眼区8呈密集孔布置，周边眼中间区9呈常规等距布置；对辅助眼和周边眼进行不耦合装药，辅助眼与周边眼分别采用不同装药系数装药；
第六步，采用并联网络将辅助眼和周边眼联结，并利用导爆管12起爆系统控制微差起爆；
第七步，爆破采用光面微差爆破法，起爆顺序依照辅助眼由里向外、周边眼由中间向两边，对应雷管段别依次起爆。
具体地，辅助眼规格统一为Φ40mm，眼深2.8m相邻排间距为100cm，同排的辅助眼的间距为90cm。
降震眼规格统一为Φ40mm，眼深4m，空眼间距90cm。
周边眼规格统一为Φ40mm，眼深2.5m，周边眼边缘密集区8的眼间距30cm，周边眼中间区9的眼间距60cm，光爆层厚度为62.5cm。
装药采用2#岩石硝铵炸药，药卷规格为φ32×200mm，不耦合装药系数为1.25，辅助眼装药系数为q＝0.35kg/m,周边眼边缘密集区8的装药系数为q＝0.15kg/m，周边眼中间区9的装药系数为q＝0.2kg/m。
起爆顺序参考图3为由A区至F区依次起爆，相邻辅助眼排间微差起爆时间为100ms，辅助眼间微差起爆时间为20ms，辅助眼到周边眼的微差起爆时间为40-50ms，周边眼边缘密集区8每个眼的微差起爆时间为0.5-1ms，周边眼中间区9的微差起爆时间为1-2ms，周边眼边缘密集区8的周边眼与周边眼中间区9的周边眼的微差起爆时间为10ms。
以上所述为本发明涉及的具体实施方式，在传统爆破的基础上，通过布置特殊的周边密集眼和排间降震眼，配合不耦合低药量装药，运用特定微差起爆时间达到控制爆破效应，减少围岩超挖和岩溶空区扰动与损伤，但本发明并不局限于提及的挂壁式围岩爆破施工，可根据实际条件广泛应用于喀斯特地貌地下工程特殊岩溶断面爆破施工。