水平巖層特長隧道的爆破參數優化與超欠挖控制

蘇一夫

中國建筑土木建設有限公司重慶分公司，重慶 400000

實踐中若能重視水平巖層隧道的爆破參數優化與超欠挖控制，則有利于增強這類隧道施工中的光面爆破效果，提升隧道安全施工，降其施工難度。因此，在水平巖層隧道施工作業開展中，技術人員應結合其施工區域的實際情況，給予這類隧道的爆破參數優化及超欠挖控制更多的關注，并將相應的工作落到實處，確保水平巖層特長隧道建設有效性，增加其建設中的技術含量。

1 實踐中有關水平巖層特長隧道爆破現場的調查分析

為了確保水平巖層超長隧道爆破作業開展效果良好性，提升其爆破現場施工作業水平，則需要加強與之相關的爆破現場調查分析。其調查分析內容包括：（1） 了解水平巖層特長隧道爆破區域的地質情況，對其中的巖層特性、發育狀況等進行深入分析，并根據隧道自身的功能特性，豐富這類隧道爆破現場的調查分析內容。同時，應對調查分析中獲取的信息進行科學整理，并做好相應的記錄工作，使得項目施工計劃得以安全實施，降低水平巖層特長隧道爆破作業中問題出現的概率；（2） 在水平巖層特長隧道爆破現場調查分析中，為了實現對其光爆質量的科學評估，則需要調查人員考慮炮痕率，且在明確既有爆破參數的基礎上，對隧道所在區域全斷面爆破后炮孔的眼痕殘留率是否良好進行分析。若該指標設置并不理想，則會影響水平巖層特長隧道光爆質量，引發其施工中的爆生裂隙問題，需要爆破現場調查人員在作業開展中給予這類問題必要的關注；（3） 在爆破現場調查分析中通過對水平巖層特長隧道開挖過程的深入分析，若發現其中存在著斜向或豎向裂隙，且隧道爆破后的巖體沿著拱部的某一作業面出現了整體脫落現象，則說明水平巖層特長隧道實踐中的超欠挖現象較為明顯，可能會給隧道的整體結構穩定性帶來潛在威脅。因此，在水平巖層特長隧道爆破現場調查分析過程中，調查人員需要從不同的角度對隧道的整體概況進行充分考慮，從而為其爆破參數的優化設置及超欠挖的科學控制提供所需的參考依據，并發揮出爆破現場調查作業的實際作用。

2 水平巖層特長隧道的爆破參數優化分析

在水平巖層特長隧道爆破施工過程中，其參數設置是否合理，體現著爆破施工技術水平，與爆破作業落實效果密切相關。因此，需要結合這類隧道爆破施工的實際情況及其作業落實要求，加強其所需的爆破參數優化分析，從而為隧道爆破施工技術水平的不斷提升提供保障。具體表現在以下方面：

（1） 施工企業及人員應從裝藥量、裝藥結構性能、爆破時間等方面入手，通過對隧道光面爆破效果的科學評估，實現其所需的爆破參數優化設置，給予隧道爆破作業順利開展相應的支持。同時，在水平巖層特長隧道爆破參數優化分析中，技術人員應在豐富的實踐經驗、專業技術資料、現場調查分析結果等要素的支持下，實現這類隧道爆破參數的合理設置，使得其優化處理措施運用更具科學性。

（2） 在水平巖層特長隧道爆破參數優化分析中，為了確保爆破參數設置合理性，需要在接觸面單元模擬分析方式的作用下，對隧道爆破層間接觸面的具體情況進行分析，了解其中的軟弱夾層圍巖地下洞室情況，從而為隧道爆破參數的優化設置提供參考依據，并得到這類參數設置過程中所需的優化分析結果。

（3） 根據水平巖層特長隧道爆破作業落實要求，在其爆破參數優化分析中，也需要通過對其水平層狀圍爆破效果的科學評估，實現對爆破參數的有效調整，從而為隧道爆破施工作業開展提供相應的指導，增強其施工效果的同時優化水平巖層特長隧道爆破施工方式。同時，在水平巖層特長隧道爆破參數優化處理中技術人員需要加強炸藥破巖機理分析，并通過對爆破周邊眼間距、周邊眼裝藥量及間隔裝藥結構等參數的合理設置，從而增強這類隧道實踐過程中的光面爆破效果。

以上不同的內容客觀地說明了重視水平巖層特長隧道爆破參數優化分析及合理設置的重要性。因此，在實施水平巖層特長隧道爆破施工作業時，施工技術人員應設置好相應的爆破參數，并對這些參數作用下的爆破效果、爆破質量、成本經濟性等進行考慮，確保水平巖層特長隧道爆破施工狀況良好性。

3 水平巖層特長隧道超欠挖控制分析

3.1 引發超欠挖問題的原因分析

在水平巖層特長隧道開挖施工過程中，超欠挖問題的產生，會降低隧道開挖施工質量，使得后期的項目施工計劃難以順利實施，無形之中加大了隧道開挖施工風險。因此，需要找出引發這類隧道超欠挖問題的原因，從而為其處理措施的合理運用提供參考依據。實踐中引發水平巖層特長隧道超欠挖問題的原因包括以下方面：

（1） 實踐中的客觀原因。由于圍巖呈水平層理狀，故水平炮孔的最小抵抗線方向垂直于水平巖層，爆轟波除了直接壓縮破碎炮孔附近的巖層外，當遇有裂隙、夾層、節理時應力波還會被反射，形成反射拉伸波。由于巖體抗拉能力較低，故位于兩水平層理之間的巖體被反射波“拉”下來，繼而形成平頂超挖現象。

（2） 實踐中的主觀原因。在隧道開挖施工過程中，因測量作業落實不到位，未能在掌子面上勾勒出有效的開挖輪廓線、周邊眼、掏槽眼以及輔助眼的位置，且每次測量放線時未對上次爆破后斷面進行復查；施工的周邊眼間距設置不當，使得隧道爆破施工中對周邊圍巖穩定性產生了較多的擾動作用；實踐中的裝藥量過大，可能會造成隧道圍巖局部掉塊現象的出現；施工中的精度缺乏保障，且鉆桿實踐應用中出現了較大的誤差，加上風鉆施工技術水平有待提升，使得水平巖層特長隧道實踐中的超開挖問題發生率加大。

3.2 應對隧道施工超開挖問題的控制措施分析

為了避免水平巖層特長隧道施工前期出現較為明顯的超開挖問題，降低項目施工質量，則需要注重隧道爆破參數設計及其它控制措施的配合使用。具體表現在以下方面：

（1） 注重溝槽方式的合理使用，提高普通水平楔形掏槽形式利用效率，實現對隧道圍巖結構的有效應對；在計算機網絡與信息技術的支持下，借助計算機三維空間動態模擬分析方法的優勢，確定水平巖層特長隧道爆破施工中所需的單位巖體炸藥消耗量；在此期間，也可采用經驗公式確定單位巖體炸藥消耗量。其表達式如 （1） 式所示：

式 （1） 中，q——單位巖體炸藥消耗量用表示 （kg）；f——普氏巖石堅固系數用表示；L1——平均鑿巖深度 （m）；K1——炮孔裝藥量充填系數；K2——等效炸藥換算系數；K3——巖體裂隙率的修正系數；S——平洞面面積 （m2）；Fs——自由面數量系數。

（2） 在計算機三維空間中通過對水平巖層特長隧道爆破施工過程的動態模擬分析，確定其每循環炸藥消耗量、炮眼數目、炮眼設置位置、各炮眼裝藥量等，優化隧道爆破施工設計的同時避免給其開挖施工埋下安全隱患。同時，在隧道爆破參數優化及超欠挖控制中，施工技術人員應結合實際情況，注重周邊眼炮孔數、每孔裝藥量等參數的調整，確保隧道掘金爆破過程中的光爆破效果良好性，并加強隧道開挖過程控制，降低其超欠挖問題發生率；在增強槽眼爆破效果的過程中，可適當增加掏槽眼爆破時的臨空面；少裝藥、適當增加炮眼間距，實現爆破參數優化設置的同時保持良好的隧道爆破施工效果。

（3） 其它方面的控制措施。據圍巖情況，周邊炮孔的位置控制在上一個循環靠近爆周邊炮眼的外插角根據鉆眼深度和規范允許超欠挖量控制在合理的范圍內，同時所有炮眼 （掏槽眼除外） 的眼底位置應控制在同一垂直面上破斷面的工字鋼的內翼緣至開挖輪廓線之間，避免由于鉆孔原因而引發隧道超挖問題；合理設置空氣柱間隔裝藥結構，減少和爆炸應力波的沖擊影響，實現周邊圍巖保護。

4 結語

通過對以下內容的深入探討，客觀地說明了加強水平巖層特長隧道爆破參數優化及超欠挖控制分析的重要性：有利于優化這類隧道實踐過程中的爆破方式，實現對其超欠挖問題的有效應對。因此，未來水平巖層特長隧道建設中應根據其施工要求，在爆破作業開展中進行其參數優化處理，且在適用性良好的措施支持下，實現該隧道的超欠挖控制，全面提升其控制水平，滿足其爆破及開挖作業開展要求。

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