隧道工程控制爆破技術(shù)探討與應(yīng)用

龔 輝

(貴州省公路工程集團有限公司，貴州 貴陽 550008)

隧道工程控制爆破技術(shù)探討與應(yīng)用

龔 輝

(貴州省公路工程集團有限公司，貴州 貴陽 550008)

要對隧道工程的控制爆破技術(shù)進行分析研究，加強其施工技術(shù)，從而提高隧道工程的質(zhì)量，減少隧道工程資金的支出。本文將對隧道控制爆破技術(shù)進行簡要的分析。

隧道工程；控制爆破技術(shù)；應(yīng)用

1 簡述控制爆破技術(shù)

1.1 控制爆破的基本內(nèi)涵

按照隧道工程的爆破環(huán)境及規(guī)模等客觀條件，利用多種技術(shù)，將爆炸以及介質(zhì)破碎的過程進行全面的管理約束，保證爆破產(chǎn)生的噪聲和方向控制在安全的范圍內(nèi)，促使其能達(dá)到設(shè)計時期望的效果，此類將爆破效果和危害進行全面控制的爆破技術(shù)，就是控制爆破。

1.2 控制爆破技術(shù)的主要分類

(1)微差爆破技術(shù)

采用毫秒延時雷管，在爆破過程中實現(xiàn)延時爆破，這種爆破技術(shù)即為微差爆破。其最大的優(yōu)點在于能夠減少爆破時地震效果所產(chǎn)生的沖擊效果；保證巖石碎塊的大小基本一致，爆破產(chǎn)生的巖石碎片相對集中，方便清理；適當(dāng)減少爆破所需的次數(shù)、提升爆破的效果。

(2)擠壓爆破技術(shù)

在需要爆破區(qū)域自由面的前方區(qū)域，人為的預(yù)留一定數(shù)量的煙扎，從而增加炸藥的利用率以及改變巖石破碎的質(zhì)量，此種技術(shù)即為擠壓爆破技術(shù)。其最大的優(yōu)勢在于有效的利用了施工的時間，減少爆破的次數(shù)；巖石在采用這一技術(shù)時遭到擠壓產(chǎn)生了二次沖擊，加大巖石的破碎效果，從而減少了需要二次爆破的次數(shù)。

(3)預(yù)裂爆破技術(shù)

在需爆破的區(qū)域進行人工開挖，預(yù)留出一條裂縫，作為保證圍巖和爆區(qū)位置的分裂線，從而對圍巖進行有效地保護，減少爆破時發(fā)生地震造成的危害，此種技術(shù)即為預(yù)裂爆破技術(shù)。進行預(yù)裂爆破時，其一般情況下炮孔的直徑相對較小，導(dǎo)致孔痕率增高，從而在很大程度上影響爆破的效果。

2 隧道工程中控制爆破技術(shù)分析

2.1 工程概況

本隧道工程為高速公路隧道工程，其橫穿山脈，圍巖主要有黃土和全風(fēng)化泥灰?guī)r組成，巖體易破碎，工程地質(zhì)復(fù)雜，施工風(fēng)險極大。該隧道工程中巖石種類主要是絹云母千枚巖，此種巖石經(jīng)過水的浸泡后會快速軟化的現(xiàn)象，且其地質(zhì)條件復(fù)雜，經(jīng)過多部門的分析研究，最終決定采用地表注漿加固的方法處理滑坡，繼而進入隧道進行施工。由于該隧道地形相對復(fù)雜，其開挖的面積需達(dá)110 m2。根據(jù)工程施工現(xiàn)場的條件和施工的設(shè)備，選定上下臺階法進行開挖工作，炸藥選定二號巖石乳化炸藥，要求鉆孔直徑為4.2 cm，選用并聯(lián)分段毫秒導(dǎo)爆管。選用水平炮孔的開挖方式進行上下斷面的開挖，保證上斷面開挖44 m2，下斷面則為56 m2。

2.2 確定該工程爆破的相關(guān)參數(shù)

(1)確定炮孔數(shù)量和直徑

經(jīng)過對工程的實際條件進行分析，充分了解了巖石的堅硬程度，按照爆破技術(shù)的原理進行計算，在本隧道工程的掌子面進行炮孔數(shù)量的確定，一般情況下，按照以下公式進行炮孔數(shù)量的計算

式中：N為炮孔的數(shù)量；s為掘進斷面積的大小；f為巖石的堅固性系數(shù)。

按照公式進行相關(guān)計算，得出本工程所需的炮孔數(shù)量為160個。

(2)計算裝藥量并進行分配

裝藥分量的多少在很大程度上影響著控制爆破的效果，藥量不足則達(dá)不到預(yù)期的爆破效果，藥量過多爆破面積則會隨之增大，藥量過多或多少都會影響隧道工程的整體質(zhì)量。由此可見，要對裝藥的分量進行合理的計算分析，通過分析炸藥性能和爆破質(zhì)量等因素進行裝藥量的確定。值得一提的是，因為隧道工程所處的施工環(huán)境條件復(fù)雜，因此存在諸多無法計量的客觀因素，所以需按照下公式來計算炸藥的裝藥量

Q=qV

式中：Q為爆破過程中循環(huán)需要的裝藥量；q為隧道工程中，每立方米進行爆破時必須的炸藥消耗量；V為一個循環(huán)進尺中所爆破的巖石總體積。

(3)炮眼的直徑會給工程造成很大程度的影響

盡人皆知，炮眼直徑擴大后，增加裝藥量則會產(chǎn)生更大的爆破為例，能夠?qū)⒈频某晒畲蟪潭鹊陌l(fā)揮出來，然而，若盲目的擴大炮眼直徑，則會導(dǎo)致鑿巖的速度下降，降低巖石碎片的質(zhì)量，影響圍巖的平整度，例如：炮眼直徑的擴大或許加強爆破瞬間的為例，但是同時巖石碎片的破碎程度會下降、巖石碎塊的大小可能會出現(xiàn)很大的差異，由此可見，在進行炮眼位置的確定時，務(wù)必要按照工程的施工環(huán)境和炸藥的相關(guān)性能、施工的機械設(shè)備參數(shù)進行綜合的計算分析，從而確定合理的炮眼孔徑和距離。根據(jù)對本隧道工程現(xiàn)場環(huán)境的情況分析，配合工程施工人員的相關(guān)經(jīng)驗，本工程的炮眼直徑最終確定為32～50mm之間，炸藥卷同巖壁間的孔隙為炮眼直徑的十分之一左右。根據(jù)以上要求，對于上下斷面的開挖爆破設(shè)備工具應(yīng)選擇38cm的風(fēng)動鑿巖機進行鉆孔。

2.3 爆破施工主要設(shè)計方案

2.3.1 上臺階的施工

(1)炮眼位置與距離的的確定。炮眼要嚴(yán)格根據(jù)控制爆破的技術(shù)原理進行確定，要先從距離底板50 cm的位置開始，在隧道的中心線按照兩邊對稱的方式安置8個垂直的楔形掏槽孔，且要保證其第一排的輔助孔和掏槽孔之間的間距在40 cm左右，中間的輔助孔與掏槽孔的距離也在40 cm左右，而最外面一排的輔助孔和邊墻之間的間距要為85 cm左右；此外，要在隧道拱起的位置安排四排崩落孔，且要保證其每排之間的間距在60 cm，最外一層的崩落孔要和隧道邊界的間距達(dá)到65～80 cm之間；其附近的炮孔與開挖位置的邊界距離要保證在20 cm左右，其孔眼要以5度左右的角度向外傾斜，底板孔要在底部的邊界上直接進行安置，且在該處進行鉆孔要保證其角度向下傾斜10°左右，保持鉆孔之間的距離在85 cm。

(2)設(shè)計裝藥結(jié)構(gòu)和單孔裝藥量的確定。炮眼數(shù)量、尺寸以及所在位置經(jīng)過計算確定后，就要按照工程實際情況，經(jīng)過科學(xué)的計算，以確定工程中炸藥的使用分量。一般情況下按照相關(guān)工作人員的工作經(jīng)驗，在隧道周圍孔進行軸向間隔式的裝藥以外，對于其他的炮孔則采用連續(xù)式裝藥的方式，由于在隧道中位置的不同裝置的炸藥的種類規(guī)格也不同，在拱形位置的附近鉆孔安置炸藥，要選擇直徑25 mm、全長20 cm、重量為100 g的卷裝型乳化炸藥；而底板孔的炸藥要保證其直徑在32 mm、全長20 cm，重量為150 g的卷狀2號巖石炸藥。

(3)爆炸的順序以及起爆方法。為了盡量降低工程的成本，使爆破達(dá)到預(yù)先設(shè)計的效果，則需保證爆破時所導(dǎo)致的地表振動速度在2 cm/s以內(nèi)，還要盡量保證每個炮孔爆炸的時間一致，炮孔的起爆順序則以下面順序為參考：掏槽孔→輔助孔→崩落孔→邊墻周邊孔→底板孔→拱部孔。起爆方法主要采用非電導(dǎo)爆管進行點火，在炮孔內(nèi)設(shè)置毫秒延時后起爆，并選擇并聯(lián)的方式將炮孔連接，對于主傳導(dǎo)爆管，則使用電雷管將其引爆。

2.3.2 下臺階的施工

(1)炮眼位置與距離的的確定。隧道下斷面的橫截面上要安置3排主爆孔，且其中的3個頭排爆孔之間的抵抗線在1.1 m左右，然后在布置連2排主爆孔，保證其每排之間的距離在0.8 m，且每排有4個炮孔，炮孔之間的距離保證在1 m左右，另外，隧道兩側(cè)的邊墻要安置4個周邊孔，且鉆孔間距保持在0.7 m左右。

(2)設(shè)計裝藥結(jié)構(gòu)和單孔裝藥量的確定。本隧道工程中上下斷面裝藥結(jié)構(gòu)基本一樣，但值得一提的是，下斷面底板孔的炸藥需使用每卷總量在200 g左右的乳化炸藥，其他位置的炸藥選擇每卷重量在150 g左右的2號巖石炸藥。

3 結(jié)束語

隨著我國交通建筑業(yè)的快速發(fā)展，隧道工程越來越多，因此要加強隧道工程的相關(guān)技術(shù)。研究隧道工程的控制爆破技術(shù)，加強其工程質(zhì)量，能夠有效地保證隧道工程的質(zhì)量，降低隧道工程的資金支出，在我國隧道工程的建設(shè)中有著重要作用。

[1] 吳來巧.控制爆破施工技術(shù)在寧波春曉供水管隧道工程施工中的應(yīng)用[J].建材與裝飾旬刊,2011,(6):452-454.

[2] 代復(fù)儒.土石方工程控制爆破技術(shù)研究[J].交通世界：運輸車輛,2013,(6)：39-40.

[3] 趙龍成.都甘隧道控制爆破施工技術(shù)[J].企業(yè)科技與發(fā)展,2010,(12):58-60.

Discussion and application of the tunnel engineering control blasting technology

GONG Hui

(Guizhou Province Highway Engineering Group Co., Ltd.,Guiyang，Guizhou 550008，China)

We should analyze and research the tunnel engineering of controlled blasting technology , strengthen its construction technology, so as to improve the quality of tunnel engineering, and reduce capital spending of tunnel engineering. The article briefly analysis tunnel controlled blasting technology.

tunnel engineering; controlled blasting technology; application

2015-08-21

龔輝，男，江蘇江都人，工程師，研究方向：工程爆破管理及工程安全管理。

U455.6

C

1008-3383(2016)02-0102-02