淺析水壓光面爆破技術在公路隧道開挖中的應用

陳太成

（甘肅長達路業有限責任公司，甘肅 蘭州 730000）

淺析水壓光面爆破技術在公路隧道開挖中的應用

陳太成

（甘肅長達路業有限責任公司，甘肅 蘭州 730000）

以高樓山特長隧道工程為實例，介紹了一種公路隧道節能環保爆破技術——水壓光面爆破技術。從經濟效益、社會效益等方面分析了該爆破技術的節能環保優勢。

隧道施工；水壓光面爆破；節能環保

0 引言

目前我國隧道鉆爆法施工的現狀是，炮眼采取無回填堵塞，或僅用炸藥箱紙殼卷成卷塞入光爆眼口，使孔口方向的沖擊波過強，能量部分溢散，削弱對炮眼圍巖的破碎作用，造成炸藥用量大、對圍巖擾動大、超挖嚴重、爆炸時產生的有害氣體污染環境，影響施工人員身體健康等問題。通過試驗總結，采用“隧道節能環保水壓光面爆破施工技術”是解決傳統爆破存在的問題的最好方法。

1 工程概況

武九項目地質地形十分復雜，實施難度大，為及時研究總結隴南山區復雜地形地質條件下的高速公路特長隧道施工質量安全控制經驗，將高樓山特長隧道作為控制性工程試驗段先行實施。高樓山隧道為山嶺區雙洞單向交通分離式隧道，屬特長公路隧道,是目前國內埋深最大的公路隧道。高樓山隧道試驗段隧道長24 496 m（按雙洞計），斜井兩座，其中1號斜井1 910 m，2號斜井2 408 m。武九項目試驗段高樓山特長隧道施工中采用“公路隧道節能環保水壓光面爆破施工技術”，有效地解決了鉆爆法施工所造成的問題，減小了對圍巖的擾動，保證了施工質量和安全，且縮短了施工工期，降低了工程成本，保護了施工人員的身體健康。這種新型的施工工法可以有效提高炸藥能量利用率，提高炮眼利用率，提高掘進速度，節省炸藥，提高經濟效益，減輕空氣沖擊波和振動強度，控制隧道超欠挖，降低爆破粉塵，改善施工環境，保護施工人員的身體健康。

2 水壓光面爆破技術優勢

高樓山隧道自推行公路隧道節能環保水壓光面爆破施工技術以來，通過不斷地優化和改進鉆爆設計及現場作業技術，不僅取得了良好的節能環保效果，而且在控制隧道超欠挖方面也有了明顯的提高，噴射混凝土超量得到了有效控制，施工質量、經濟效果顯著。

2.1 經濟效益

高樓山隧道圍巖級別分為Ⅲ、IV、V三級，其中V級圍巖占隧道總長度的17%左右，IV級圍巖占隧道總長度的75%左右，Ⅲ級圍巖占隧道總長度的8%左右。洞身穿越地層主要以板巖、灰巖、片巖為主，巖性較堅硬，但層厚變化大，巖層軟硬不均，褶皺發育，巖體節理裂隙發育，巖石整體較破碎，因此建議推行公路隧道節能環保水壓光面爆破技術。自推行該技術以來，通過不斷地優化和改進鉆爆設計及現場作業技術，不僅取得了良好的節能環保效果，而且在控制隧道超欠挖方面也有了明顯的提高，噴射混凝土超量得到了有效控制，施工質量、經濟效果顯著。

（1）水壓光面爆破技術炮眼采用炮泥加水袋堵塞，避免了炸藥能量的外泄，炸藥能量充分作用在爆破巖石上，使得爆破效率提高，減少了炸藥的消耗。

（2）爆破過程中在炮眼中裝入一定比例的水袋替代一部分炸藥，由于炮眼中有水，在水中傳播的沖擊波對水不可壓縮，爆炸能量經過水傳遞到炮眼圍巖中幾乎無損失，十分有利于巖石破碎。炸藥爆炸后產生的高壓氣團形成的水楔要比氣楔作用要大得多，有利于巖體的進一步破碎，也有利于提高炸藥的能量利用率及隧道掘進速度。

（3）與常規爆破對比分析：V級圍巖段節約炸藥16.4%，炮眼利用率提高8%，通風時間每循環節約15 min，平均每延米節約成本66.12元；IV圍巖段節約炸藥17.4%，炮眼利用率提高7%，通風時間每循環節約15 min，平均每延米節約成本99.124元。

2.2 社會效益

水壓爆破技術首先在打好的炮眼中填裝1節水袋，使炸藥設計數量要比常規爆破減少1～2節，再次填裝一定數量的水袋，最后將剩余炮孔用炮泥回填塞滿。炮眼中的水代替了空氣作為傳爆介質，其裝藥結構發生了相應的變化，堵塞水袋在爆炸的作用下會產生霧化作用，可以吸收粉塵，降低爆破后的粉塵濃度，減少了爆后的通風降塵時間，有利于加快施工進度，有效改善了隧道洞內的施工環境，有利于保護作業工人的職業健康。與常規爆破相比，隧道水壓爆破技術能節約炸藥15%以上，炮眼利用率提高10%左右，爆破后的通風時間能縮短15～20 min，有效節約了施工成本，并加快了施工進度，節約了工期。

2.3 爆破效果評價

采用水壓爆破的方法明顯改善了爆破后的工作環境，降低了爆破粉塵的產生，減小了噪聲，降低了對周邊居民的影響，保護了隧道施工環境及作業人員的身體健康，具有顯著的節能環保效果。

3 結語

武九項目試驗段高樓山特長隧道采用“公路隧道節能環保水壓光面爆破施工技術”，有效地解決了鉆爆法施工所造成的問題，減小了對圍巖的擾動，保證了施工質量和安全，且縮短了施工工期，降低了工程成本，保護了施工人員的身體健康。這種新型的施工工法將工程爆破技術推向了節能環保的新時代，必將在同行業得到廣泛推廣和應用。

U455.4

B

1009-7716（2017）08-0293-02

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.08.092

2017-04-08

陳太成（1979-），男，陜西山陽人，工程師，從事公路工程建設管理工作。