鐵路隧道光面爆破施工技術與管理策略

張 旭

（中鐵十九局集團第五工程有限公司，遼寧大連 116100）

0 引言

通過對現有隧道爆破案例的研究發現，因為施工者尚未意識到爆破控制在整個施工中的重要性，不注重炮孔位置擺放、裝藥結構設計、炮孔長度選擇等內容，加之管理存在很大疏忽，導致爆破作業并不能發揮出應有的效果。然而，隨著技術發展，隧道爆破質量控制終于得到廣泛重視，越來越多的人開始探索更準確、合適的爆破參數，在管理上也愈發嚴格。

1 工程概況

以錦承線鐵路擴能改造工程朝陽至葉柏壽段的隧道為工程背景，通過調查發現該隧道選擇復合式襯砌。該工程中的復合式襯砌主要包含初期支護和二次襯砌兩大部分，且兩者之間設置專門的防水隔離層。項目工程爆破作業選擇上，Ⅴ級及以上圍巖地段采用機械開挖；IV 級圍巖地段優先選擇機械開挖，對于機械開挖困難的地段借助鑿巖機完成鉆孔進行爆破開挖；而III 級圍巖地段則均需借助鑿巖機完成鉆孔進行爆破開挖。

2 光面爆破施工工藝

2.1 爆破參數

要想盡可能削弱爆破作業給圍巖帶來的影響，則最好對周邊眼選用Ф25 mm 小直徑光爆藥卷。表1 為具體的爆破參數。

裝藥結構主要是借助竹片或導火索等將Ф25 mm 藥卷塞入周邊光面爆破孔內，且孔口往內20 cm 應塞滿炮泥。通過實踐發現這種結構所帶來的效果遠遠優于不塞炮泥的結構。裝藥結構示意如圖1 所示。

表1 光面爆破參數

圖1 光面爆破裝藥結構示意

使用該結構完成爆破作業后可發現，周邊圍巖面表層依然圓順，硬巖石與軟質石的半空保存率分別超過0.8 與0.6。且其圍巖錯臺位于15 cm 以下的位置，周邊并未出現過多的裂紋，且巖石結構依舊穩固。

2.2 鉆爆作業

鉆爆作業開展的目的是為了避免開挖斷面表層出現明顯凹凸，盡可能避免超挖、欠挖問題出現，維系工作的平穩，保障周邊圍巖結構的穩定[1]。所以，在開展鉆爆作業時應詳細按照相關設計標準展開所有工作。若是在施工過程中需要調整設計方案，需由主管技術者進行修改。

2.2.1 測量

測量是否精準從根本上影響著最終開挖輪廓的精準狀況。所以每一項環節開始前必須派遣專業測量人員提前在掌子面表層注明開挖范圍以及標注炮孔擺放地點，且需在洞內放置三架激光指向儀，輔助測量人員的工作。

2.2.2 鉆孔

鉆孔設備選擇YT28 風槍，在鉆孔過程中必須嚴格遵循設計標準：①必須依據炮眼布置圖找出正確的孔位后，才能開始鉆孔；②必須注意掏槽眼應深于另外眼孔0.2 m，且需確保對孔誤差在3 cm 范圍內，鉆孔時注意平行；③輔助眼對孔誤差必須在設計標準的0.1 m 以內、周邊眼應位于斷面輪廓線位置，誤差在0.05 m 以內；④若是開挖面表層凹凸明顯，則需根據工程需求修改炮眼深度，保障幾乎全部炮眼眼底均位于相等垂直面上。鉆眼步驟結束后還應將實際成果與設計圖進行對比，一旦發現其超出設計誤差范圍內，則需對超出部分重新施工，只有確保質量合格才可開始裝藥。

2.2.3 裝藥

裝藥時應保證孔內無雜物，因此應提前借助高壓風把孔內清潔干凈，并借助炮棍判斷其是否通暢；在裝藥過程中，應嚴格依據表1 與設計的單孔裝藥量，依次填充彈藥。只有在檢查合格后才可連接網路、準備起爆。

2.2.4 堵塞

適當堵塞炮孔能使得炸藥發揮出更大的能量，不僅節省成本，更是減緩了振動程度。因此在裝藥完成后還需對光面爆破孔孔口20 cm 以上處填充滿炮泥，而炮泥的組成成分砂與黃土的比例為2∶1。

上述裝藥、堵塞工序均需嚴格依據安全標準開展，實時維系施工者生命安全。

2.2.5 起爆網路

起爆網路內所有傳爆雷管均為兩發，主要組成部分包括電雷管、傳爆雷管以及塑料導爆管等。在進行連線時應注意爆雷管的平順；聯結狀態下每簇雷管數目均一致且均小于20。網路連接完成后需派遣專業人士檢查，確保連接正確才可開始起爆。

2.2.6 瞎炮的處理

若是起爆過程中出現瞎炮，需派遣專業人士排查導爆管是否存在異常，再次實驗若還是無法起爆，則需清理炮泥、吹出或沖出炸藥并取出雷管進行檢查。

3 光面爆破質量控制措施

提前了解施工環境的地質狀況，評估圍巖巖性，選擇最佳爆破參數，只有做足充分準備才能使最終爆破效果達到最佳[2]。

整個鉆爆作業必須完全按照設計標準開展所有工作，若是施工環境要求設計方案調整也需通過主管人員決定。

開始鉆研前應提前派遣專業人士注明炮眼位置和開挖范圍，并進行嚴格檢查，確保標注準確才可開始鉆眼。在鉆眼時應注意以下內容：

（1）必須完全依據炮眼布置圖的要求進行鉆孔。

（2）掏槽眼眼口到眼底間距誤差應保持在0.05 m 以下，同時行距與眼口排距的誤差必須控制在0.1 m 以內。

（3）周邊眼應位于斷面輪廓線周圍，若需調整也必須保證不離開輪廓線0.05 m 以上。

（4）內圈炮眼與周邊眼之間的距離誤差不得超出0.05 m，若是炮眼深度在2.5 m 以上，此時應確保內圈眼、周邊眼鉆眼斜率相等。

（5）鉆眼結束后應將結果與設計圖對比，一旦發現不合格則需重新鉆研，只有完全合格才可投入使用。

裝藥步驟不僅需要遵循爆破技術參數，更是需要按照炮孔布置標準依次裝彈，且需注意的是周邊眼應選擇不耦合裝藥的方法。必須保證彈藥孔無雜物，在裝藥完畢后，還需用炮泥堵塞住周邊眼，反復檢查。

4 隧道設備管理策略

由于光面爆破施工與傳統的爆破法相比，最顯著的優點是能有效地控制周邊眼炸藥的爆破作用，從而減少對圍巖的擾動，保持圍巖的穩定，確保施工安全，同時，又能減少超、欠挖，提高工程質量和進度，爆破后輪廓形成規則，圍巖穩定，不產生或很少產生爆振裂隙。同時能為施工創造安全舒適的施工條件，加快施工進度，減少施工造價，因此，施工過程各類的材料、機械設備的管理也尤其重要[3]。

4.1 爆破器材選擇

（1）爆破器材的選用。主爆藥要采用爆炸性能、抗水性能、安全性能均較好及環境污染小的2#巖石乳化炸藥，規格為Ф32 mm×200 m。

（2）周邊眼采用直徑為25 mm 的藥卷，裝藥結構是用竹片綁扎，進行間隔裝藥。

（3）起爆材料采用1～20 段的非電毫秒雷管起爆，塑料導爆管引爆，其中雷管，導爆索是作為網絡起爆用。

4.2 爆破設備管理

由于行業的特殊性，對進入行業應用的各類設備，尤其是涉爆關鍵設備進行管理是必須的。

（1）安全是整個爆破作業的首要目標，設備安全管理是其中重中之重。相關人員應注重設備選型、日常維護管理、報廢等各環節作業。

（2）設備相關培訓工作必不可少，項目組應定期組織操作人員參加培訓活動，引導其熟悉并掌握設備的具體性能、操作方法，確保施工期間設備操作的規范性。

（3）要結合工程實際挑選合適施工設備，同時要提升員工的綜合素質，做好日常維護工作，遵循相關規范合理使用設備，出現緊急情況后可靈活應對，并在指定的期限內使用。

5 結束語

通過研究可以發現該工程下爆破效果已經達到光面爆破控制標準。不僅如此，項目組視施工過程，通過注重對員工的技術培訓、努力提升技術水平、嚴格進行管理，實行組長責任制，提升了爆破控制水平，盡可能避免出現超挖、欠挖問題，達到降低施工成本的目的。