光面爆破在天水市城區引洮供水工程中的應用

□王斌斌（甘肅水投天水供水有限責任公司）

0 前言

從甘肅省天水市城區引洮供水工程的地理位置發現，該工程總體的布置呈現“L”形，工程建設的主要目的是緩解天水市城區人們在生產以及生活上的用水緊張狀況，保障天水市經濟持續快速發展的用水需求。

1 工程概況

天水市城區引洮供水工程2#隧道總長在8720m，工程穿越了渭河和藉河分水嶺。工程中主要的引水方式是自流型的，且并無壓力產生，屬于輸水隧道，具體設計的引水流量為2.1m3/s。在該工程施工中隧洞樁號設置為137+168到139+865.50段，類馬蹄形的斷面型樣式，長度在2697.50m，而凈斷面尺寸具體為2.10m×2.577m（B×H）。

在樁號為139+865.50到145+888.00段隧洞橫斷面，主要形式為圓拱直墻型，總長度為6022.50m，凈斷面尺寸為2.10m×2.50m（B×H），2.10m凈寬，1.45m直墻段高，1.05m拱高，頂拱圓心角保持在180°。該隧道工程為Ⅲ等中型等別，2#隧洞為三級建筑物。

該輸水隧洞地理位置處于天水市甘谷縣和秦州區交界處，而該隧洞需要穿越渭河和藉河的分水嶺。設計中對該隧洞工程進行了分區，具體分為古生界牛頭河群地層、新近系地層、古近系地層、第四系地層，其中在牛頭河群地層存在華力西期侵入巖的分布，最大埋深有309m，而溝道實際最淺的埋深為61m。

2 光面爆破在天水市城區引洮供水工程中的應用

2.1 爆破工藝及相應的參數設計

鉆爆設計具體利用的是全斷面光面爆破施工；鉆機機械選擇的是YT-28氣腿式手風鉆；炸藥材料主要選擇的是2號巖石乳化炸藥，藥包直徑的確定結合爆破工藝與2#隧洞的實際地質情況，選擇5m非電毫秒雷管，導爆索利用的是塑料型的。

結合施工設計要求，隧道掘進的掏槽眼設置在掌子面中心偏低的位置，需要先進行起爆以方便中心巖石的拋擲，促進圍巖臨空面的增加，保證處于最佳的爆破位置。具體結合現場試驗和工程類比法，采用“單空孔菱形掏槽”的型式處理2#隧洞，引爆主要利用非電毫秒雷管。在爆破的過程中主要通過導爆管連接形成的爆破網絡，通過導火線對火雷管的作用，接著利用塑料導爆管，對傳爆雷管及非電毫秒雷管產生作用，最終達到爆炸的目的。在整個起爆過程中首先引爆的是掏槽孔，其次為崩落孔，最后為周邊孔。

光面爆破的具體參數要在試驗之后確定，對于每次爆破后的效果進行分析總結，需要對半孔率及輪廓的平整度進行測量，對爆破影響圍巖的程度進行確定，最后確定合理的爆破參數。

另外要注意炮孔堵塞的長度，必須保證超過抵抗線的長度，一般情況下的堵塞長度在60～100cm之間。堵塞材料采用均勻混合的黃泥和砂子。

2.2 隧洞設計

2#隧洞為過流隧洞，結合施工的具體要求，對隧洞斷面進行設計。為保證施工步驟的方便采用的斷面型式為城門洞型，斷面尺寸分別為2.10m凈底寬、1.45m直墻高、1.05m頂拱半徑、180°的頂拱圓心角。該隧洞內并沒有壓力明流流態。該隧洞斷面的水力要素見表1：

表1 隧洞斷面水力要素表

隧洞洞門采用C20混凝土重力式擋土墻，洞簾邊坡護坡采用掛混凝土噴護或者預制混凝土網格，排水溝設置在開挖邊坡的坡腳處，襯砌時采用的是C20混凝土預制版，排水溝出口連接到洞簾外，還要考慮施工的地形條件。

2.3 施工組織設計

結合天水城區引洮供水工程2#隧洞的具體施工條件，進行施工組織設計，在不同方面保證施工的條件。在基礎設施及相關材料方面，需要保證充足及時，比如說施工材料，無論是工程的鋼筋、鋼材還是木材、油料、炸藥等，以及施工設備運轉正常的維修保障工作，都要在施工之前安排好，在控制好成本的原則下要重視其質量標準。施工過程中混凝土供料要與供貨單位保持密切的聯系，避免施工過程中出現材料短缺現象。

施工過程中由于地形地質存在的條件制約因素，給沿線支洞的布置帶來一些障礙，施工支洞的主要類型為深長斜井或者豎井，無論是施工通風還是出渣，都存在一定的難度，所以在進行施工組織設計時都要對其技術經濟性進行規劃。

施工中隧洞的主洞斷面型式是城門洞形，施工過程的控制主要通過雙工作面和雙聯接設計實現。另外在布置施工支洞時，要充分考慮施工工期的要求，在長隧道施工中盡可能增加施工支洞的布置，另外要合理增加施工工作面，從而加快整個工程的進度。

另外還要考慮施工交通狀況，在場內交通方面，要對受到洪水影響的道路進行修整，而可直達洞口附近并且路況良好的道路，可以在實際施工中直接應用。除此之外需要結合施工的具體情況設置需要的主營地，分別控制不同施工段的具體工作，從而保證整個工程的質量。

2.4 環境保護設計

在工程實施過程中同樣要重視施工過程對環境的破壞程度。該項目中主要在施工期對水資源產生一定的污染，這主要是由于施工中的生產廢水及生活用水的排放，為此我們提出一些具體措施。

在處理混凝土拌合以及護養廢水時，要對混凝土的拌合方式及護養方式進行優化，采用簡易混凝沉淀法，布置必要的簡易沉沙池，防滲處理主要利用防水布或者塑料膜，當收集的廢水達到一定量后添加一定量的絮凝劑，經沉淀處理之后，可以重新利用沉沙池上部的清液，自然干化沉淀的污泥，送至環保部門進行填埋處理。養護混凝土主要利用草簾或者塑料薄膜，對養護用水量要進行控制，對于無法收集的養護廢水則采取自然蒸發的方式。

對施工機械維修保養廢水進行處理時，如果廢水中含有一定的油，則首先需要利用沉砂濾油池進行收集，廢水處理后可用于降塵或者綠化，避免修理機械的廢水對周邊水體的影響。另外還可以通過在機械保養站廢水匯流處設置隔油材料，含油廢水會自動流入水池，之后對浮油進行抽回。這種方式要注意定期對池內污垢進行清理，保證廢水的排放是達標的，廢水經過處理之后可以澆灑道路或者樹木。

2.5 水土保持設計

該施工項目屬于甘青寧黃土丘陵國家級水土流失重點治理區，所以需要符合水土流失防治目標。首先要對棄渣場占地范圍進行表土剝離，另外所占用園林以及其他草地的區域也需要進行表土剝離，保持剝離厚度在30cm。堆渣之前，需要在剝離表土種植一些草等進行防護；堆渣之后，作為渣場覆土。

在棄渣場，如果屬于耕地類型的占地，則需采取復墾措施，在施工過程占用的荒地要在棄渣場平整處理之后種植草，優先選擇紫花苜蓿；在施工生產及生活區、臨時街道區占用的耕地，可以部分采取復耕的措施；如果存在一定裸露的臨時堆土開挖面，則需要結合實際的施工設計，及時進行彩條布苫蓋處理，保證裸露面不暴露出來。另外要注意的是在施工過程中車輛或者其他運輸設備必須保證固定的形式路線，避免對地面造成過大的振動現象，以保持原地貌狀態。

3 結束語

綜上所述，在施工過程中需要結合具體的施工環境，比如說圍巖的強度、完整性程度、結構面狀態、地下水狀態等，另外嚴格執行相關的規范要求。考慮到該施工項目中開挖斷面小、在工期上存在制約、地質條件表現不利，所以實際在設計爆破工程時，堅持的原則是“短進尺、弱爆破、少擾動”。

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