隧洞鉆孔爆破技術的發展及其在工程施工中的應用探討

朱常輝

（湖南楚禹建設工程有限公司 湖南長沙 410000）

隧洞鉆孔爆破技術的發展及其在工程施工中的應用探討

朱常輝

（湖南楚禹建設工程有限公司 湖南長沙 410000）

在進行水利水電隧洞工程施工時，鉆孔爆破技術是最為常用的一種施工方法，且爆破技術水平的高低直接決定了工程施工進度與安全。基于此，本文簡單概述了隧洞爆破的情況，并對水利水電工程施工中隧洞鉆孔爆破技術的應用進行了詳細的闡述，以供參考。

水利水電工程；隧洞施工；鉆孔爆破技術

1 引言

在水利水電工程建設中，隧洞施工是一項重要的工序。近年來，隨著科學技術的快速發展，鉆孔爆破技術已經在水利水電隧洞施工中得到了廣泛的應用，本文即對此展開了具體分析。

2 隧洞爆破的概況

2.1 我國隧洞爆破技術發展概況

在我國成立的初期階段，爆破工程的施工通常都是使用黑火藥來進行的，這種方式的安全性較差，且爆破施工的效率也較低，作用范圍也相對較小。進入50年代以后，就開始運用硝化甘油炸藥、二號巖石炸藥進行爆破施工了，且此階段，電雷管、風動鑿巖機等設備與機械也得到了一定的應用。60、70年代的爆破施工一般采用預裂爆破技術、光面爆破技術進行，通過這些爆破技術的廣泛運用，大大提升了爆破工程施工效率與施工質量。80年代之后，爆破施工技術得到了一定程度的改善與優化，并逐步達到了國際領先水平。而現階段，我國爆破技術的發展逐漸成熟，并且已經開始采用全面化的機械化施工，能夠與國際先進爆破技術齊平發展。

2.2 隧洞爆破相關方法

2.2.1 淺孔爆破法

在采用淺孔爆破法進行爆破施工時，需要將延長藥包放置于深度不超過5m、直徑不大于75mm的圓柱形炮孔下。通過運用此爆破方法而破碎的巖石比較均勻，且只需要減少的炸藥量就可實現，鉆孔設備操作較為簡便，極易掌握，所以在爆破工程施工中得到了廣泛的應用。對于淺孔爆破法，其主要適合在較狹窄的地形中運用，例如基坑、隧洞等處的爆破施工，但該爆破施工方法的實際爆破量較小，鉆孔效率也較低。

2.2.2 隧洞掘進爆破

在水利水電工程施工中，灌漿洞、導流洞等地下工程開挖施工具有十分重要的作用，鉆孔爆破技術因其自身具有較低的施工成本、較強的適應性等優勢，一般適用于短隧洞、堅硬巖石隧洞、破碎巖石隧洞的爆破施工。同時，爆破開挖工程還是地下工

程建設的重要內容，其直接聯系著圍巖、后續施工、施工進度，是一項具有關鍵性作用的施工工序。

3 水利水電工程施工中隧洞鉆孔爆破技術分析

3.1 定向爆破筑壩技術

定向爆破筑壩技術主要用于在陡峭的岸坡上布設炸藥、定向松動崩塌，或是將因爆炸而爆落的巖石運至預設的區域，并將其用于河道的攔截，之后再根據工程需求進行相應的人工調整，最終使得壩體與工程需求相一致。對于定向爆破筑壩技術的優勢，主要包括以下幾方面的內容：①對施工機械、施工路程的要求低，并且也不需要一些大型的施工設備、機械進行施工。②通過該技術的運用，可以使得全部的爆破過程包括了采石、運輸以及填筑等施工，大大節省了工程成本與勞動的投入。③在施工進度方面，一次性爆破堆積的高度可以達到攔洪高程要求，有利于渡訊，并且還能大大節省圍堰工程施工成本。

但將定向爆破筑壩技術運用于水利水電工程施工過程中時，其還具有以下缺陷需要不斷完善：①通過采用定向爆破筑壩技術進行爆破施工，一般會在爆破區域內形成危巖險坡，在一定的時間內會對邊坡的穩定性造成影響。②因爆破施工而產生的巨大的沖擊作用會對藥包造成一定的損壞，且還會對壩肩基巖造成嚴重的影響，最終增加繞壩滲流。但是，只要壩體超過了100m，必然會影響到工程施工中防滲方法發揮的作用與價值。③采用定向爆破筑壩技術而產生的堆積大都不均勻沉陷計劃較大。④因受到爆破施工的影響，導流洞與輸水洞有可能會對洞口造成堵塞。但就目前情況來看，隨著科學技術的快速發展，爆破技術與防滲技術也得到了進一步發展，這使得定向爆破筑壩技術的運用缺陷得到了較大的改善與優化。

但定向爆破筑壩技術的應用需要滿足以下條件：①對于地勢，應當盡量選在河谷狹隘、岸坡陡峻的地勢中進行爆破筑壩施工。如果是在山區，則山的高度與厚度最少要超過工程計劃壩高的兩倍。②對于地質需求，爆破區域的巖性要均勻，且其強度也需較高，風化情況較弱，具體構造較為簡單，覆蓋層、地下水位較低且滲水量也要較小。除此之外，如果要進行水工方面的施工，則壩體的防滲比通常較高，此時需要選用斜墻防滲方法進行。此外，如果有必要，對于工程泄水與導流的出口，應盡可能使其處于堆積范圍之外，從而有效避免其受到爆破產生的顫動作用的影響。

3.2 巖塞爆炸技能

巖塞爆炸技能實質上是一種水下操控爆炸方法，通常適用于已建完成的水庫或者是天然湖泊中，當需要修建取水、發電、泄洪建筑物隧洞取水口時，可以選用巖塞爆炸技能進行相應的施工，進而有效避免在深水中形成圍堰。一般情況下，巖塞主要位于水庫底洞、隧洞的結尾部位，當完成了洞內工程之后，需要對巖塞進行炸除，從而實現連通洞與庫、湖的目的。由此可以看出，運用巖塞爆炸技能進行隧洞鉆孔爆破施工的優勢主要包括：①當水位發生上漲情況時，不會對工程造成任何影響，且氣候等客觀因素的變化也不會對正常施工造成影響。②不需要建設圍堰工程，這在很大程度上節省了工程施工成本。③通過采用巖塞爆炸技能進行工程施工，能夠縮短工期，提高施工效率，降低工程投資。④在實際施工過程中，不會對水利水電工程的正常運行造成影響。

3.3 預裂、光面爆炸技能

預裂爆炸技能實質上是指在進行爆炸開挖施工時，在工程事先規劃開挖的概括線上布置密布孔，并在孔內裝置少量的炸藥，然后將開挖概括事先爆炸成縫河，有效避免爆炸區域外保存的巖體與建筑物等受到損壞。光面爆炸技能則是指依據工程規劃需求，在開挖的概括線上布置平行炮孔，并確保炮孔之間的距離不要太長，然后對其裝置少量的炸藥，最后再共同引爆。

通過光面爆炸技能的運用，不僅能夠完全爆炸工程規劃概括線內的巖石，還能在一定程度上對概括線外的圍巖進行有效的保護。同時，通過采用光面爆炸技能進行施工，還能在圍巖面上留置清晰的孔痕，進而獲得一個完好的斷面，保證了圍巖的穩定性。所以，通常情況下，在進行地道爆炸施工時，光面爆炸技能是首要的選擇，該技能可以最大限度的滿足工程施工需求，并且還能確保工程施工效果得到充分的發揮。圖1為某工程采用光面爆炸方法進行施工時的炮眼的布置及起爆順序。

圖1 光面爆破炮眼排列及起爆順序圖

除此之外，將預裂爆炸、光面爆炸應用于水利水電工程施工中，還能對工程開挖面進行有效的控制，進而最大限度的保證工程邊坡、圍巖的穩定性；并且還能夠使得工程施工效率得到較大的提升，以及降低工程施工成本。

3.4 地道掘進爆炸

水利水電工程中，導流洞、飲水洞等都需要進行開挖施工。爆破開挖是進行地下工程施工的重要基礎與前提，鉆爆法因其具有較強的地質適應性及施工成本較低等優勢，在堅固巖石隧洞、短隧洞等工程施工中得到了廣泛運用。在進行地道掘進爆炸施工時，照明、通風噪音等環境因素都會對施工造成較大的影響，再加上爆炸施工通常會與支護施工、出渣輸送等工序交叉施工，這大大增加了爆炸施工的困難。

除此之外，爆炸工作面也較少，巖石還會對其造成夾制作用，破碎單位體積巖石耗藥量也較高，這些都對爆炸施工質量提出了更高的要求。爆炸施工不僅要保證經過爆炸施工之后的洞室斷面能夠滿足工程規劃要求，還要確保其不會形成過于大的超挖、欠挖，進而破壞支架、風管等施工設備與器械。當然，還要注意盡可能的降低施工過程對爆炸圍巖的影響，從而最大限度的保證圍巖完整性。

4 結語

綜上所述，在水利水電工程隧洞施工時，爆破技術的應用水平直接影響著整個工程施工質量與安全，因此，必須對鉆孔爆破技術進行深入的研究與分析，并做好工程各個環節的施工任務，保證工程施工的順利進行。

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[2]王鵬，宋麗.談隧洞石方開挖施工技術[J].山西建筑，2015（11）：158～ 159.

[3]陳長金.東固電站引水隧洞光面爆破施工技術[J].吉林水利，2010（06）：99～101.

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1673-0038（2015）46-0251-02

2015-11-2

朱常輝（1976-），男，高級工程師，本科，主要從事水利水電施工工作。