光面爆破技術在隧道施工中的標準化應用

【摘要】伴隨鐵路工程建設規模的逐步擴大，隧道施工技術獲得了持續更新的重要機遇。光面爆破技術就是其中具有代表性的技術之一。本文簡述了光面爆破技術在隧道施工中的重要性、優勢以及注意事項，并從多個角度闡述了光面爆破技術在隧道施工中的標準化應用要點，提出了幾點爆破控制措施，希望能夠為同行業工作者提供一些幫助。

【關鍵詞】光面爆破技術；隧道施工；標準化應用；控制措施

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.03.036

Standardized Application of Smooth Blasting Technology in Tunnel Construction

XIONG Chunyao

（China Railway 16th Bureau Group No.4 Engineering Co.， Ltd.， Beijing 101400， China）

Abstract： At present， with the gradual expansion of railway engineering construction scale， tunnel construction technology has also obtained an important opportunity for continuous renewal， and smooth blasting technology is one of the representative technical types. This paper briefly describes the importance， advantages and matters needing attention of smooth blasting technology in tunnel construction， and expounds the standardized application points of smooth blasting technology in tunnel construction from many angles， and puts forward several blasting control measures， hoping to provide some help for workers in the same industry.

Key words： smooth blasting technology； tunnel construction； standardized application； control measure

各類新興技術的出現為鐵路工程建設工作的順利展開提供了基礎，而作為鐵路工程建設環節難度相對較高的施工項目類型，隧道施工技術的重要性毋庸置疑。光面爆破技術在確保工程施工進度的同時能夠起到降低施工成本的作用，并保證了施工的安全性。所以，相關技術人員需要在明確光面爆破技術應用優勢與注意事項的前提下，掌握光面爆破技術的施工要點，配合相應的爆破控制措施以確保隧道施工進程的順利推進。

隧道施工期間圍巖結構將會產生諸多裂縫，若選擇使用光面爆破技術針對隧道圍巖展開施工，則能夠起到降低裂縫發生風險，在保證圍巖完整性的同時強化圍巖自身的承載能力，為后續施工提供了諸多便利條件并有效保證了現場施工的流程安全。

在光面爆破技術施工過程中建議與錨噴技術有效結合，強化支護功能的同時也能夠將其應用于松軟巖層，進而降低安全事故的發生風險。部分裂隙發育地層的中間結構同樣能夠使用光面爆破技術，避免出現裂隙進一步擴大的現象，其同樣是強化圍巖結構穩定性的關鍵手段，能夠將圍巖爆破散落的范圍始終控制在安全范圍內。光面爆破技術在提升施工速度的同時使得隧道的成型將更為規整，施工人員的工作量隨之減少，有效節約了施工材料，進而提高了工程效益。施工期間使用光面爆破技術同樣能夠在保證隧道定型效果的同時，減少后續技術人員針對隧道結構的維護，并有效避免大量瓦斯在施工隧道中聚集，進而確保施工人員的安全。

3.1選擇合適的炸藥

第一是需要對各類炸藥的特性予以充分分析。以銨梯炸藥為例，要求對裝藥密度予以科學控制從而達到預期的爆破效果。銨梯炸藥屬于混合型炸藥的一種，其成分主要包括梯恩梯、木粉、硝酸銨等，適用于井下作業或露天作業，廣泛應用于中硬巖石的爆破施工過程中。從其實際使用情況來看，不僅化學性質穩定，且對于火花以及沖擊等不確定因素的靈敏性相對較差，使得其整體使用安全性極高。但需要注意的是，此類炸藥的抗水能力相對較低，極容易與空氣中的水汽發生反應進而產生結塊現象，從而對爆炸效果造成不良影響，但可經由后續的烘干與碾碎處理后二次使用。為此，在實際的隧道施工中經常在炸藥中添加適量的瀝青以及石蠟材料，從而維持此類炸藥的穩定性，使得其成為抗水性炸藥。

第二是為確保各類炮孔的實際爆破效果，在光面爆破方案設計過程中需要嚴格規定各類炮眼的裝藥密度以及裝藥系數。裝藥系數為1且采取滿裝方式的為底眼、掏槽眼以及輔助眼；緩沖眼的裝藥量一般設定為60%，裝藥系數設定為0.6；位于輪廓線周邊的炮眼的裝藥量一般設定在20%～30%左右，其裝藥系數設定為0.22。

第三是需要對炮眼直徑予以預先考慮。通常情況下藥卷的直徑要小于炮眼的直徑，而標準藥卷的直徑一般在32～35 mm范圍內。這就要求設置炮眼的直徑一般需要大于藥卷直徑4～7 mm，從而確保爆破效果。針對隧道采取爆破施工的過程中，若有光面爆破施工技術的應用需要，更應強化針對炮眼直徑與藥卷直徑的控制，一般需要在輪廓線的上周邊炮眼采取小直徑藥卷，進而提升爆破施工過程的穩定性，其也是避免出現拒爆情況的關鍵手段。

3.2中掏槽

隧道進出口地質情況基本一致，這也是隧道的主要特點。而應用光面爆破技術的關鍵在于對工程覆蓋范圍內的所有巖石展開爆破，確保所形成的輪廓具有一定的規則性特點，需明確爆破與最小抵抗線以及藥物濃度之間的關系，要求以現場實際情況作為主要依據進行爆破參考。光面爆破技術的使用要求專業人員進行預先掏槽處理，需要注意的是光面爆破對鉆眼的深度有著一定的要求，可能會對后續炮眼的使用造成不良影響。為此，技術人員應以現場實際環境為前提選擇合適的掏槽形式。一般情況下會進行楔形掏槽，并在周邊的炮眼裝上合適的藥物，與導爆索連接后即可完成相應的準備工作。

3.3隧道洞身施工

隧道正式施工前，需要確保施工所需的設備、材料以及工具。針對有爆破需要的圍巖上拱頂應嚴格處理，以避免對施工效果造成不良影響，這也是降低安全隱患產生的關鍵手段。地質環境是影響施工進程的關鍵因素。因此在實際的隧道施工過程中，施工人員最好選擇新奧法展開施工。此種施工方法的關鍵在于需要在施工過程中嚴格遵循“少擾動、緊封閉”的施工原則，從而保證現場施工的安全性。若在實際施工過程中發現圍巖與設計初掌握的情況不一致，需及時更改施工方法。例如若為三級圍巖，建議選擇臺階法展開隧道施工，而炮眼深度則需要施工人員根據現場的實際情況進行科學合理的設置，需要對掏槽眼對應的炮眼深度予以充分考慮，此外還需要強調斷面大小、鉆研機器能夠達到的最大深度、炸藥傳播的范圍以及圍巖的水文地質情況等。隨后基于以上因素確定炮眼的具體深度，并應根據現場施工情況的動態性變化對炮眼進行及時調整，位于同一位置的炮眼還應處于同一個平面。接下來基于設計圖紙展開鉆眼工作，并比較鉆眼深度與設計數據是否存在差異，經確認后才可展開后續的施工流程。

3.4放樣布眼施工

鉆爆施工要求工程人員需要預先基于隧道拱頂面與隧道所在的中心線展開測量。該過程需要專門的設備配合施工，并需要使用專業顏料對后續施工的具體輪廓進行涂樣操作。施工人員應基于設計方案中提到的設計要求進行空位標注，確定測量無誤后展開后續測量任務，并應以現場實際情況科學調整設計數據，為后續光面爆破技術應用優勢的充分發揮奠定基礎。

3.5鉆孔

建議施工人員根據工程施工現場的不同情況選擇合適的鉆孔方式。以臺架打眼方法為例，首先需要做好對掌子面的清潔工作，確保臺架與掌子面緊密連接，應保證掌子面表面的平整性。鉆孔施工環節則需要確保設置的周邊炮眼的外插角的科學性，無論是過大還是過小均會影響到后續的施工進程。此外需要做好炮眼深度的調整工作，確保所設置的炮眼應處于同一個平面。

3.6清孔裝藥

正式裝藥前要求施工人員做好針對孔洞內部的全面清潔工作，如可能產生的巖灰、石硝等。除去使用相關器具進行施工清潔，技術人員同樣要對具體的孔徑、深度以及角度等進行最終確認，經檢查所有環節與設計的施工規范相匹配后才可展開后續施工。而審核人員需要基于施工設計圖紙進行藥物的安裝，要求匹配設計結構的特點，隨后即可安裝雷管。為避免產生施工安全隱患，建議首先在周邊炮眼使用少量的藥卷，隨后將其與導爆索相連接以確保施工流程的安全。完成一系列的準備工作后，需要基于設計的炮眼直徑確定最終裝藥量。

3.7起爆

光面爆破技術的應用需要基于預先確定的施工順序展開相應的施工工作，作為設計人員需要嚴格遵循相應的起爆原則與起爆順序，明確爆炸的間隔時間，建議施工人員使用包含復式結構的起爆網絡。一般根據裝藥的不同形式可以將炮眼分為掏槽眼、緩沖眼和周邊眼三種類型，選擇起爆方式時同樣可以將此作為主要的參考條件。要求起爆過程需要嚴格遵循延期爆破的基本原則，一般應按照“掏槽眼→輔助眼→底眼→緩沖眼→周邊眼”的爆破順序，從而保證爆破效果與爆破安全。正式起爆前需要詳細檢查導爆管的連接方式，檢查無誤后即可進行正式起爆。順序檢查完畢后需要確保每根起爆管的爆炸安全性，建立即發雷管與雙雷管之間的有效連接，隨后在導爆管的某段管子上使用絕緣物體將具有一定引爆作用的雷管纏上。全部檢查無誤后要求相關人員安排現場人員迅速撤離起爆位置，將撤退距離控制在300 m以上，并需要預先確認離地點是否能夠保證人員安全。

3.8事后處理

完成起爆任務后相關人員要開啟通風系統，保證施工現場的空氣流通，為后續施工創造基礎條件。隨后專業人員要展開找點工作，選擇使用必要設備排除爆破面的危險巖石，接著對墻面噴水，對現場起到一定的降塵作用。技術人員需要針對完成施工的巖石的具體變化情況進行檢查，包括巖石的大小、斷面的尺寸等，從而為后續爆破參數的設置提供參考依據。

現場施工人員需要嚴格遵循預先設定的設計要求設置炮孔的具體位置，保證掏槽角度控制的合理性，一般需要將角度控制在10°～15°的范圍內。炮眼的底部需要確保其落在一個垂直面，并應將周邊眼外插角的范圍始終控制在3°范圍內。光面爆破技術應用的周邊應選擇使用間隔裝藥的方式展開具體的施工任務，隨后由施工人員使用膠布將小藥卷緊緊綁扎在竹片上，將其送入到炮眼內部后進行導爆索的連接。掏槽眼則需要利用連續裝藥結構，為順利進行爆破奠定基礎。炮眼需要使用專用的炮泥將其堵塞，要求長度應大于20 cm。正式在炮眼中進行裝藥前要求預先清潔炮眼內部，并配合專業的技術人員對現場的爆破情況展開跟蹤調查，包括圍巖的具體變化，從而確保及時修正爆破參數，為順利推進爆破工作奠定基礎。

光面爆破技術是確保隧道工程施工順利推進的關鍵手段。作為施工人員需要預先對施工現場進行系統評估，嚴格規范每個施工流程，明確爆破施工的具體細節，從而確保施工全程的安全性，為隧道工程施工能夠實現預期的施工目標奠定基礎。

【參考文獻】

[1]高軒，王帥帥，王星，等.小斷面鐵路隧道鑿巖臺車鉆孔施工光面爆破技術研究[J].現代隧道技術，2022，59（增刊1）：811-817.

[2]耿立才，馬福彬，張繼春，等.光面爆破技術在隧道掘進中的應用研究[J].公路，2022，67（9）：458-463.

[3]王曉勇.大長隧道水壓聚能光面爆破技術與應用[J].科學技術創新，2022（21）：133-136.

[4]李鈺.光面爆破技術在鎮廣高速秦家嶺隧道中的應用[J].四川水泥，2022（7）：184-186.

[5]王慧敏.聚能水壓光面爆破技術在鐵路隧道工程中的應用[J].四川水泥，2022（6）：268-270.

【作者簡介】

熊春耀，男，1989年出生，工程師，學士，研究方向為隧道工程。

（編輯：于淼）