土石隧道光面爆破施工技術研究

帥超

（中鐵十二局集團有限公司，陜西 西安 710021）

摘要：在隧道施工中，往往存在超欠挖的不良問題，這一問題對隧道安全施工及企業經濟效益有著直接的影響。目前大多使用光面爆破施工技術對超欠挖問題進行控制。文章著重介紹了光面爆破技術，對其具體施工方法進行了細致的分析。供相關人員參考。

關鍵詞：土石隧道；光面爆破；超欠挖；施工方法

中圖分類號：U455文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2014）22-0019-02隨著人們生活質量的提高，對于出行提出了更高的要求，這也促進了我國道路隧道施工逐年增加，然而在我國的土石隧道施工中仍存在一系列的問題需要改進。

1光面爆破的施工機理分析

目前光面爆破的施工機理仍處于研究中，在定性方面達成了一定的共識。炸藥爆破巖體產生沖擊波拉伸破壞與爆裂氣體膨脹作用兩種效應。光面爆破將周邊眼進行同時起爆，各炮眼產生的沖擊波向四周傳遞，相鄰炮眼沖擊相遇產生應力波，進而產生切向拉力，在相鄰炮眼中心連線的中點是拉力最大值的部位。在巖體的抗拉性能低于切向拉力時，巖體被拉裂，將帶動炮眼連線方向的巖石被拉斷，形成了貫徹裂縫，在孔壁的其他方向的裂縫將受到一定的抑制，進而保證圍巖完整，不受破壞，爆破盡可能的降低了對圍巖的擾動，隨著爆破氣膨脹及裂縫的發展最終形成平整的爆裂面。

2光面爆破的影響因素

主要有下列三方面：一是圍巖類別、裂縫發育程度及巖層走向等具體的地質因素。結合不同的地質條件應使用不同的爆破方式，并使用相應的爆破參數，對于地質條件良好的圍巖中宜使用全斷面光面爆破，對于軟弱圍巖通常使用強支護、弱爆破的施工措施，盡量降低爆破對圍巖的振蕩與破壞。二是施工隊伍的因素，在隧道挖掘施工中，應選擇經驗豐富的鉆眼班組，提高團隊管理與培訓，進而有效的避免應測量放線誤差、鉆眼誤差及鉆眼角度誤差等造成的鉆眼精度下降的問題，有效改善鉆眼的施工質量。三是設備、工藝參數等因素，爆破施工應選擇穩定安全的起爆網絡、合理的裝藥結構及準確的起爆順序，選擇合理的炸藥品種，爆破工藝、設備等，這樣才能保證爆破效果與挖掘進尺。應不斷的實施現場試驗并進行比選，進而將光面爆破的各項影響因素進行克服，使爆破參數得到優化，進而保障爆破效果。

3施工方法分析

3.1爆破注意事項

進行全斷面挖掘施工時，應對周邊眼的方向，鉆眼光面爆破使用微差爆破，降低超欠挖，每段用藥量越少，則雷管的微差段數應相應增加，進而控制震動效應，避免圍巖不良的地段整體穩定性受到影響。

3.2施工工藝分析

3.2.1布眼放樣。施工測量人員在進行鉆眼時，使用紅油漆將輪廓線及中線進行準確繪制，標示出炮眼的位置，其中誤差不宜大于5cm。

3.2.2定位開眼。隧道軸線與臺車在使用鉆孔臺車應保證平行鉆眼。根據炮眼的分布圖，就位臺車實施鉆孔。其中周邊眼及掏槽眼的精度應較其他眼而言更高，開眼誤差不宜超過3cm。

3.2.3鉆孔。施工人員應熟練掌握設備操作及熟悉炮眼分布，在臺車下應配置專業指揮人員，保證周邊眼的外插角滿足規范。炮眼深度調節的標準是：孔口位置、巖石凹凸程度，及炮眼底應保證在同一斷面中，只有輔助眼眼底比掏槽眼略淺10cm。

3.2.4鉆孔爆破設計。設計原則：使用光面爆破應結合地質條件、挖掘進尺、爆破設備、挖掘斷面等合理的設計爆破。應嚴格根據圍巖的特性，合理選擇最小抵抗線與周邊眼的間距，輔助眼的布設應均勻交錯，將掏槽眼加深20cm，輔助眼與周邊眼的眼底應設置在同一垂直面中。藥量應順著炮眼全程均勻分布，嚴格控制周邊眼的裝藥量，使用小直徑持續裝藥。為了控制起爆時差，應使用非電毫秒微差雷管，周邊眼使用導爆索

起爆。

裝藥結構與堵塞方法：裝藥結構，對于周邊眼應使用小直徑持續方法進行裝藥，在巖層較軟時，使用導爆索。堵塞方法，使用炮泥將裝藥炮眼進行堵塞，且不低于40cm的周邊眼堵塞長度。

爆破設計的優化：隧道爆破結束后，應檢測爆破效果，將誤差原因及爆破參數進行修正，改善技術經濟指標，進而提高后續爆破效果；結合巖層軟硬情況、節理裂縫發育程度、用藥量等進行合理修正，尤其是周邊眼，應結合爆破后石礫塊度進行參數修正。通常炮眼出現偏疏則石礫塊度較大；若塊度小則表示輔助眼的布設過于密實；鉆眼深度應結合挖掘面凹凸情況進行修正，保證爆破眼眼底落在同一斷面中。

3.2.5清理孔眼。應使用鋼筋彎制的炮溝及低于炮眼直徑的高壓風管，在裝藥前使用高壓風將石屑吹出并清理。

3.2.6炸藥填裝。填裝炸藥應按照炮眼設計分布圖、由上至下分組填裝，雷管應對號入座。使用炮泥將炮眼堵塞，且堵塞長度不低于20cm。全斷面應使用直眼四中空方式進行掏槽，即四個空眼，眼徑為75mm，其他眼徑為45mm；使用間隔不耦合的方式進行周邊眼的裝藥，其他眼使用連續裝藥結構，使用硬泥將炮孔堵塞，選擇孔內微差起爆方式；使用非電毫秒雷管進行起爆。為了保證起爆的可靠性與精準性，應連接復式起爆

網絡。

3.2.7處理瞎炮。發現瞎炮后應及時查明原因，若是孔外導爆管破損引起的瞎炮，則直接將破損部分切除，重新連接導爆管，將接頭靠近炮眼。若破損是由于內導管破裂或自身質量問題，則應先做好現場保護，請爆破專家進行處理。

3.3運輸石渣

爆破的石渣使用挖掘機與側卸裝載機進行運輸，配合自卸車，將炮孔石渣利用無軌運輸一次性快速的運輸至指定地點，車輛應分道行駛，找卸渣碼頭的端頭應設置車擋，保證安全，且棄渣場應根據設計要求做好排水及防護工作。

3.4檢查質量

質量檢測應從下列幾個方面進行：一是超欠挖問題。圍巖面進行爆破應保證圓順平整，不存在欠挖問題，超挖量應控制在15cm左右，單側邊墻的超挖量不宜超過10cm。使用規定的材料對超挖部分進行回填，并注重注漿施工；二是半眼保存率。通常在圍巖為堅硬巖石時，半眼保存率應大于80%，中硬巖時應大于70%，軟巖應大于50%；三是圍巖的破壞率。進行爆破后圍巖上應無明顯裂縫及粉碎巖石，炮眼利用率大于90%。

3.5保證光面爆破炮眼殘留率的技術分析

光面爆破設計應嚴格結合挖掘方式、地質條件、挖掘斷面、爆破設備及鉆孔設備等進行分析，在批準審定后，根據設計進行施工，并結合爆破效果對相關參數進行修正。鉆孔的偏斜度低于1度，根據設計進行鉆孔角度及深度的施工，周邊孔的斷面輪廓應開孔并向外發散，外張量應低于20cm。

3.6控制超欠挖的措施

挖掘成型，保證初期支護等工作經過控制超欠挖來保障，這對提高圍巖承載力有利，也便于混凝土的噴射。控制超欠挖可結合下列措施實施：一是準確標示挖掘輪廓線；二是保障鉆孔質量；三是嚴格管理周邊眼的裝藥量與堵塞程度，控制周邊眼的鉆孔方向與間距，保障良好的光面爆破的環境；四是優化光面爆破設計。不同參數的光面控制爆破技術應結合隧道地質進行實施。合理選擇周邊眼的裝藥結構，不僅能夠有效提高爆破質量，而且周邊眼使用小藥卷炸藥能提高炮泥堵塞質量。

4結語

綜上所述，土石隧道光面爆破施工技術在目前社會發展中有著重要的應用，要充分保證光面爆破的效果，施工人員應充分掌握施工技術要點，在施工時根據施工組織進行管理，并結合施工情況設計爆破參數，不斷優化。采取合理的措施，控制斷面的超欠挖問題，降低擾動圍巖，進而保證隧道施工的安全性和高效性，從而為整個工程質量的提升奠定堅實的基礎。

參考文獻

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