隧道光面爆破施工控制技術實施要點

劉曉峰

（中交第二公路工程局有限公司，陜西西安 710075）

0 引言

使用新奧法施工時，隧道光面爆破技術占據著重要的地位。如何確定爆破參數及布置炮眼直接關系著該技術的施展質量。尤其是在爆破作業過程中，需要注意的環節及施工質量控制相當重要，鑒于此，有必要對隧道光面爆破施工控制技術的實施要點進行研究。

1 工程概況

工程項目為荔榕高速第六合同段，預計施工周期18 個月。項目坐落于黔東南州榕江縣境內，為典型的亞類隧道，左幅2.004 km，右幅2.021 km。現場勘查結果是區域內圍巖均為Ⅳ級和Ⅴ級。受地質條件的影響，工程選用光面爆破的施工方式。工程隧道爆破需炸藥約320 t，隧道24 t 連續作業，為了方便施工，在亞類隧道進出口分別建設一處5 t 庫容量炸藥庫，炸藥使用時，直接從炸藥庫領取，再利用炸藥運輸車運送至施工現場進行爆破施工[1]。

2 光面爆破施工設計

基于提升施工效率的目的，工程以安全施工為基本準則，采用光面爆破技術，在進行鉆眼作業時引入鑿巖機設備，適配一定數量的自卸車進行出渣運輸。采用風動鑿巖機打眼，孔底至開挖斷面的距離在50 cm 左右，以便保證邊坡穩定。采用垂直或傾斜方向布置炮孔，梅花形交錯布置。同排各炮眼間距及排與排間距，視炮眼深度而定。

2.1 炮眼布置

在進行掏槽眼布置時，宜將其設置在開挖面的中下部區域，如果遇到施工巖層明顯軟硬不均，需要將掏槽眼布置在巖層薄弱區域，此外深度也應加深，通常比正常眼深（25～50）mm。基于提升輔助眼施工的目的，應控制好深眼部分的起爆時間，盡可能將其推遲一些。以周邊眼以及掏槽眼為基準，輔助眼宜設置在二者的中間區域，并呈均勻分布的特性[2]。

2.2 光面爆破參數的確定

對光面爆破的各類參數進行理論層面的計算，基本依據為：當炸藥在眼中發生爆炸時，會對眼壁產生壓力，且該值普遍低于巖石的抗壓強度。

在進行二號巖石炸藥計算時，可用公式（1）計算出該點不偶合。

式中 D——不偶合系數

d0——炮眼的直徑，cm

d1——炸藥的直徑，cm

α——爆破產生的氣體分子余容系數

o——爆破產生氣體的初始壓力，Pa

[c]——巖石三軸抗壓強度，Pa

r——絕熱指數

3 爆破作業

要想順利完成爆破施工，應事先做好鉆眼、裝藥以及接線等工作；若現場施工條件發生變化，則需要對施工方案進行更改，并交由技術負責人進行審核。

3.1 測量

基于提升開挖輪廓線精度的目的，必須做好測量工作，將開挖輪廓以及炮孔位置精準地標示在工作面上，以爆破設計標示為基準，由此確定炮孔的準確位置，隨后進行質量檢測。在鉆孔過程中，應確保鉆入位置的精確性，通過平直的方式鉆至孔底區域[3]。

3.2 鉆孔

以炮眼布置圖為基準，在此基礎上準確布置炮眼；控制好掏槽眼眼口之間的間距，所產生的誤差應控制在5 cm 以內，同時眼底間距也需要遵循此標準；由于眼口的排距與行距會存在誤差，此時需要將其控制在10 cm 以內；控制好內圈炮眼與周邊眼的距離，其產生的誤差應控制在5 cm 以內；對開挖面平整性進行觀察，若凸凹現象較為明顯時，則需要適時改變炮眼深度，確保所有炮眼與炮底均在同一垂線上。裝藥深度為炮眼深度的1/3～1/2，以上各種參數在施工過程中，隨土質軟硬、斷面形式進行調整，使其達到最佳的爆破效果。同時考慮第二排孔以后各排炮孔裝藥量較前一排增加。

3.3 裝藥

整個裝藥過程均需要以人工作業的方式進行，裝藥作業前，需要使用高壓風對孔內殘留的巖粉進行深度清理。整個裝藥過程均需要分組進行，并注重“對號入座”的基本原則。應遵循先上后下的裝藥順序，同時宜從兩側進行，最后延展至中間。當結束某孔的裝藥作業后，需要使用炮泥進行封堵，此過程應將炮泥長度控制在（20～30）cm 范圍內。首先對掌子面導爆管進行劃分，以6 束為宜，在此基礎上通過捆綁的方法將其固定在同段雷管上。基于提升安全性的目的，每束所配備的雷管數量以2 個為宜，而后再將所有導爆管進行匯總，形成一個整體并捆綁在某一雷管上。考慮到區域內頻發涌水現象，因此在使用普通炸藥的同時還應針對性地引入抗水炸藥[4]。

3.4 通風找頂

結束爆破作業后，首先應進行通風，而后進行灑水處理，上述環節應持續30 min，在確保掌子面沒有炮煙后施工人員便可進入爆破現場。首先利用高壓水對開挖面進行沖洗，而后使用挖掘機將爆破所產生的危石移走。

3.5 初噴混凝土

經爆破施工后產生的堆碴具有一定高度，在此基礎上進行拱部噴射施工，起到封閉巖面的作用。施工過程中，隨時注意邊仰坡的穩定性，并按設計要求進行噴砼防護。砼采用砼噴射槍進行噴射。當明洞開挖至暗洞時，按進出口相應圍巖類別采取超前小導管壓漿初期支護措施安全進洞。

3.6 出碴

引入側翻式裝載機，將產生的棄碴置入裝載機運料斗，而后將其運輸制定的棄碴場。需要給棄碴場配置兩臺推土機，由此進行碾壓作業，確保場地內道路的通暢[5]。

4 控制要點

4.1 左、右邊墻超欠挖控制措施

受風鉆的影響，施工時極容易出現超挖現象，因此需要對超挖值加以控制。對初支厚度進行分析，以此為參考對起鉆的位置進行調整，通常情況下初支厚度宜為10 cm。鉆孔作業時，應確保初支厚度達到5 cm 及以上水平，同時氣缸的位置不允許出現變化，以設計輪廓為基準，終鉆位置應比其大4 cm，安排施工人員對該部分區域進行填補，提升其平整性。整體來說，應盡可能控制超挖量，由此縮減工程成本。

對于左側墻超欠挖現象而言，其大多由人為因素造成，這與施工人員習慣右手操作有著一定的關聯。對此，需要對施工人員進行統一培訓，對于習慣左手施工的人員而言應盡可能將其安排至左側邊墻施工中，如果不具備此條件則需要在日常施工中進行頻繁的監督。

在施工過程中，應對孔位進行測量定位，同時將起鉆位置等信息標示出來；首先對定位孔進行施工，隨之插入鋼釬，而后依據此工序對周邊眼進行施工。

4.2 隧道循環進尺施工質量控制

在不影響光面爆破施工質量的基本前提下，可以適當地加大循環進尺，由此縮減工程成本，提升其效益性。關于控制循環進尺施工質量的可行措施：確保打眼后所形成的孔洞規格達到工程標準，以便后續光面爆破施工的順利進行，各個炮眼均需要達到“平、直、齊”的要求，具體內容如下：

（1）準確看線，輪尺定位。首先需要將中腰線精準地引至工作面，以此為基準確定周邊眼的具體位置，而后對掏槽眼等其余部分進行確定。

（2）對隧道中心線進行檢查，在此基礎上設置好首個頂眼，并插入鋼釬，從而起到指示標志的作用。以設計輪廓線為基準，確定周邊眼的具體位置，以鋼釬方向為基準進行打眼施工，這一過程眼底會向巷道外偏離一定的距離，需將其控制在（50～70）mm 范圍內。

（3）所有鋼釬的長度均相同，所有眼底均需要處于同一平面上。

（4）在進行鉆孔施工時，應進行區域劃分，并遵循定人、定眼的原則，由此提升施工人員的熟練程度，提升打眼效率。

5 結束語

當前，光面爆破技術被廣泛運用于山嶺隧道的施工建設中。對此，以實際工程為背景展開探討，對光面爆破施工的實際情況進行分析，綜合考慮地質條件等因素，提出了可行的技術方案，由此提升邊墻爆破效率，對超欠挖等問題的控制具有積極意義。結果表明，光面爆破施工效果理想，施工后各項技術指標均達到工程標準。