光面爆破施工技術在京臺線建甌至閩侯高速公路天龍山隧道中的應用

鄭一榜

摘 要：在隧道掘進的過程當中，如果使用一般的方法會在一定程度上破壞圍巖，對圍巖的穩定性造成影響，并產生嚴重的安全事故。而光面爆破就是能夠對爆破的作用范圍進行控制，并讓圍巖保持穩定的一種隧道施工技術。文章在基于光面爆破的原理和現狀的基礎上，對光面爆破施工技術在京臺線建甌至閩侯高速公路天龍山隧道中的應用進行了分析。

關鍵詞：光面爆破；高速公路；隧道裝藥；結構

中圖分類號：U455.6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）05-0044-02

隨著我國基礎建設的發展提速，高速公路隧道的施工變得越來越重要，在隧道掘進的過程中，如果使用一般的方法會在一定程度上破壞圍巖，對圍巖的穩定性造成影響，并發生嚴重的安全事故。而光面爆破就是能夠對爆破片的作用范圍進行控制，并讓圍巖保持穩定的一種施工技術。

京臺線建甌至閩侯高速公路天龍山隧道為雙幅二車道單向行駛高速公路隧道，隧道左幅長約6 500 m，右幅長約6 500 m，合計共約13 000 m。隧道主要為II級圍巖和III級圍巖，II級圍巖占隧道總的長約46.51%，III級圍巖約占隧道總長的約四成，其余為IV級和Ⅴ級圍巖。在以往的光面爆破施工經驗和參考相關資料來看，研究圍巖的特性是很有必要的，在本工程中認真分析圍巖類別以及巖脈的情況，仔細計算出裝藥的量、合理的布置炮眼位置，經過多次的試驗和調整，制定出適用于II級、III級圍巖光面爆破施工工藝和參數，取得了較好的效果。

1 光面爆破的概念及現狀

1.1 光面爆破的概念

隨著隧道建設的發展速度越來越快，光面爆破作為一種高效的爆破技術的應用也變得越來越廣泛。光面爆破的原理就是對巖石的抗劈能力進行利用，通過合理的使用方法和正確的爆破參數讓光面爆破沿周邊劈裂開，并對隧道周圍圍巖幾乎不產生破壞，是目前我國進行隧道施工中較為常用的爆破方法。其主要工作方式是在開挖面預定爆破線上，布置一排周邊眼，采用弱型裝藥結構，并和炮眼孔之間留有一定的縫隙，這樣就能夠在同一時起爆的時候，利用爆破沖擊波的力，令相鄰的炮眼形成輪廓裂縫。由于采用了弱型裝藥，爆破后的巖層比較精確的斷裂下來，不會損害到巖層原有的穩定性和整體性，讓施工的安全性得到有效的提高。

1.2 光面爆破的現狀

隨著我國高速公路建設的不斷加快，隧道施工水平也得到了提高，光面爆破施工技術在高速公路隧道工程中的應用越來越廣泛。光面爆破技術的優勢明顯，例如，在避免隧道施工中發生欠挖和超挖等危險現象和事故，降低施工成本，加快施工速度，節省時間，讓隧道的施工質量得到強有力的保證。當隧道進行光面爆破施工工作之后，隧道的周圍將會形成一個平整光滑的邊壁。這時，在隧道的斷面符合相關的施工輪廓要求的前提下，不損害圍巖，讓圍巖自身的完整性和承載力得到保證，從而在一定程度上降低了隧道施工的維護工作難度。另一方面，如果隧道的施工地理位置存在發育的地下水，那么隧道就必須要進行防水板的掛設，防止滲水的滴水的情況出現，確保施工質量不受影響。在隧道施工的過程中采用光面爆破施工技術，可以確保隧道圍巖在爆破的過程中不會受到由于爆破所產生的劇烈振動的影響，確保隧道巖石的穩定性達到標準，使隧道的施工工作和進度能夠順利進行。

2 光面爆破施工技術在京臺線建甌至閩侯高速公路

天龍山隧道中的應用

2.1 光面爆破方案的確定和原則

對于京臺線建甌至閩侯高速公路天龍山隧道的光面爆破施工方案，應該結合實際的施工情況來進行詳細的考慮和安排，在施工的現場，需要根據相關的隧道施工要求、規范，以及工程地質的調和工作，確定光面爆破施工方案是否適用。根據分析，京臺線建甌至閩侯高速公路天龍山隧道更適合使用預留光爆層法來進行爆破，目前大多數隧道都采用了這一種光面爆破方法。在進行光面爆破施工之前，要合理布置炮孔，優化爆破參數，讓爆破的整體效果得到有效的提升，實現對開挖輪廓的更好控制。

2.2 爆破參數的確定及測量放線

光面爆破的炮眼可分為掏槽眼、輔助眼、周邊眼和底板眼，而周邊眼的設置是光面爆破最重要的因素之一，合理的周邊眼布置可以讓爆破后的圍巖光滑平順，殘眼率能達到90%以上。

周邊眼設置的主要參數有最小抵抗線、炮眼直徑、泡孔間距、以及裝藥量等方面。最小抵抗線是指周邊炮孔要爆落的巖石層的厚度，實踐證明，不同的巖石最小低線大小與巖石光面爆破效果通常是有關系的，當最小線太小時，就會有過大的爆震效應，從而導致過度分散爆破在挖掘的形成。因此，確定合理的巖石抵抗線主要是提高光面爆破的有效途徑。而周邊眼的間距也是直接決定光面爆破的效果，所以周邊眼和最小抵抗線的布設一般原則是：軟巖和層理節理發育的巖層上，眼距應小而抵抗線應大，在堅硬穩定的巖層上，眼距應大些，抵抗線應小些。而炮眼直徑及裝藥量的確定將會直接影響隧道施工的成本和施工的效率。在京臺線建甌至閩侯高速公路天龍山隧道的光面爆破施工中，根據對施工現場的施工設備實際情況、演示的特性、炸藥的性能以及隧道工程的具體要求等多方面因素進行綜合的考慮和多次的試驗調整，得出了II級、III級圍巖周邊眼的設計參數，具體見表1。

考慮到天龍山隧道II、III級圍巖的開挖斷面較大，采用復式楔形斜眼掏槽，經過試驗，掏槽眼的參數見表2。

2.3 光面爆破的施工

在隧道的施工過程當中，圍巖的變化很大，需要選擇最適合的裝藥結構和起爆網絡，在天龍山隧道II、III級圍巖的光面爆破施工中，周邊眼的裝藥是采用了徑向不耦合間隔裝藥結構，不耦合系數為1.5～2。所有炮眼統一裝Φ32標準藥卷，周邊眼間隔裝藥，孔口用炮泥堵塞。起爆順序為掏槽眼→輔助眼→周邊眼，采用多段微差毫秒雷管由里向外起爆，其中周邊眼比輔助眼跳2段，間隔時間為50 ms，且用同一段雷管同時起爆。

2.4 爆破安全及措施

在京臺線建甌至閩侯高速公路天龍山隧道的光面爆破施工當中，安全問題非常的重要，因此，必須控制好爆破的安全距離，防止事故的發生，對地震波、空氣沖擊波以及飛石的影響范圍進行認真的驗算，讓周圍結構物的安全得到保證。爆破的主要危害是飛石和地震波對周圍結構物的影響，在進行爆破施工的時候，一定要保證所有人員撤離現場，保持好相應的安全距離。如果發現有盲炮，應該及時處理；設置警戒線在危險區的邊界，禁止進行其它作業。

3 隧道光面爆破施工技術應注意的幾個事項

在確定隧道施工方案時，需要考慮現場的地質條件，施工工藝的隧道位置所需的鉆井設備，爆破器材及相關施工設備的工作狀態等多方面的因素來進行綜合性的考慮和決定。值得注意的是，隧道開挖施工與爆破方法之間有著十分密切的關系。所以，光面爆破施工應遵循以下原則：

①每次進行循環爆破工作后，爆破范圍及周遭環境都需要進行通風一段時間后，施工員才能夠進入隧道洞中進行詳細和全面的觀察，觀察的主要內容是查看圍巖周邊的光面爆破效果，假如發現爆破效果達不到預計的情況，需要立刻和施工人員進行溝通和改進。

②進行鉆孔工作前，施工人員必須嚴格按照施工設計圖紙所表示出的鉆爆設計，標記出孔的位置和編號；如果標識出的孔位置與上次的殘孔位出現一致時，必須采取適當的移位，不準在殘孔內進行鉆孔工作。

③必須確保鉆井工作的質量。在鉆井過程中，要注意的是不能夠出現漏鉆或者多鉆等情況出現，對于孔位、孔深和角度等數據，需要進行研究、準確的控制，同時，鉆孔工作的質量是確保隧道光面爆破施工技術效果的基礎和前提。

④連線工作必須認真細致，完成連線工作后施工人員必須要認真仔細的清點數量，特殊情況要進行復核，對聯結塊上的上下級導管必須進行牢固捆扎，鋼制出現漏爆拒爆等危險事故。

4 結 語

綜上所述，在京臺線建甌至閩侯高速公路天龍山隧道的光面爆破施工中應根據工程的實際圍巖情況來確定爆破參數非常重要。另外，在隧道開挖施工過程當中也應該時刻關注圍巖的變化情況，隨時對爆破參數做出調整，并應該合理的選擇和優化炸藥品種和裝藥結構，讓光面爆破的施工能夠順利的進行。

參考文獻：

[1] 胡利.光面爆破在隧道施工中的應用[J].北方交通，2011，（3）.

[2] 李博，馬明瑜，王興杰.光面爆破技術在隧道施工中的應用[J].科學技術與工程，2010，（6）.

[3] 譚慶令.光面爆破技術在隧道施工中的應用[J].科技風，2012，（24）.

[4] 章和平.預裂爆破和光面爆破在隧道臺階法施工中的應用[J].科技風，2010，（8）.