關(guān)于聚能水壓+竹節(jié)光面爆破控制技術(shù)應(yīng)用的探討

黃智暉

（湖南省懷化市公路橋梁建設(shè)總公司，湖南 懷化 418000）

聚能水壓+竹節(jié)光面爆破控制技術(shù)作為一種新型的隧道開挖光面爆破控制技術(shù)，其應(yīng)用前景非常廣闊，除了隧道洞身開挖凈空尺寸需要采用聚能水壓+竹節(jié)光面爆破控制技術(shù)外，其他爆破工程如高邊坡爆破、深基坑爆破等對(duì)開挖面平整度有特殊要求的也均可適當(dāng)采用，近年來，隨著國家綜合實(shí)力的不斷提高，各級(jí)政府、職能部門對(duì)于施工安全、環(huán)境保護(hù)、水土保持的重視程度也越來越高，特別是對(duì)危險(xiǎn)性較大的爆破工程，管控非常嚴(yán)格，上報(bào)的爆破方案需經(jīng)各級(jí)職能部門層層審核、簽認(rèn)，并經(jīng)專家論證可行，才能組織實(shí)施，正是因?yàn)閷?duì)爆破工程的高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求，才促使爆破工程人員不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、推陳出新，創(chuàng)造出大量先進(jìn)的爆破技術(shù)，而聚能水壓+竹節(jié)光面爆破控制技術(shù)作為爆破技術(shù)創(chuàng)新之一，就是其較之于傳統(tǒng)爆破技術(shù)具有較好的爆破效果，爆破過程中飛石少、對(duì)周邊巖體擾動(dòng)小、安全系數(shù)高、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)受到了工程行業(yè)的青睞。聚能水壓+竹節(jié)光面爆破控制技術(shù)通過對(duì)洞身開挖前進(jìn)行鉆爆設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)的鉆爆方案進(jìn)行布眼，并結(jié)合現(xiàn)場圍巖地質(zhì)情況和爆破效果，及時(shí)調(diào)整爆破方案或參數(shù)，嚴(yán)格控制超欠挖。目前，聚能水壓+竹節(jié)光面爆破技術(shù)能夠被廣泛地用于國內(nèi)在建的隧道洞身開挖爆破中，就是由于其解決了以往常規(guī)傳統(tǒng)爆破施工中存在的難以克服的突出問題，完好地控制了爆破效果、超欠挖現(xiàn)象，為后續(xù)的初支、二襯提供了標(biāo)準(zhǔn)的幾何空間，使得后續(xù)的施工成本降低，施工進(jìn)度加快，且可以獲得較好的外觀效果，在隧道洞身爆破施工中得到了廣泛推廣應(yīng)用。

一、聚能水壓+竹節(jié)光面爆破技術(shù)在長隧道、特長隧道洞身開挖上的應(yīng)用分析

（一）推廣聚能水壓++竹節(jié)光面爆破技術(shù)的意義

目前，我國長隧道、特長隧道比較多，采用傳統(tǒng)常規(guī)的爆破方案施工時(shí)，隧道內(nèi)粉塵含量大、通風(fēng)降塵困難、施工環(huán)境差、超欠挖嚴(yán)重，而聚能水壓+竹節(jié)光面爆破技術(shù)的安全系數(shù)高、圍巖擾動(dòng)小、能量利用率高，在開挖質(zhì)量有保證的前提下，有利于安全、高效地進(jìn)行隧道施工，而且聚能水壓+竹節(jié)光面爆破技術(shù)工藝簡單、易于操作、施工成本低、資源投入相對(duì)小，一般只需采用水袋封裝機(jī)在鉆孔底面及頂面進(jìn)行雙層水袋封裝，然后使用聚能管技術(shù)，通過降低爆破震速，減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)，在爆破的過程中，利用爆炸形成的沖擊波瞬間將水袋內(nèi)的水加熱成水霧，在掌子面處形成水幕降塵，有效地減少了除塵降污時(shí)間及隧道內(nèi)粉塵含量濃度，解決了因隧道過長而影響洞內(nèi)通風(fēng)降塵困難的問題，為隧道施工人員創(chuàng)造了良好的工作環(huán)境；同時(shí)，聚能水壓+竹節(jié)光面爆破技術(shù)更是充分利用竹節(jié)的填充性能，有效改善爆破縱向震動(dòng)波轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)向震動(dòng)波，提高爆破能量的有效利用率，節(jié)省單位用藥量，減少能源消耗，符合文明環(huán)保施工理念，而且聚能水壓+竹節(jié)光面爆破技術(shù)能有效控制洞身輪廓尺寸、圓弧度，對(duì)預(yù)防噴射砼超標(biāo)、減少材料浪費(fèi)、降低施工成本、加快施工進(jìn)度等都有非常顯著的效果。[1]

（二）聚能水壓++竹節(jié)光面爆破技術(shù)施工工藝及控制要點(diǎn)

聚能水壓+竹節(jié)光面爆破技術(shù)可結(jié)合隧道工程特點(diǎn)、周邊環(huán)境、圍巖性質(zhì)、地質(zhì)條件、施工要求、品質(zhì)需要等進(jìn)行適當(dāng)選用，目前，聚能水壓+竹節(jié)光面爆破作為一種新技術(shù)、新工藝，在一些長隧道，尤其是特長隧道施工中，越來越多地被推廣和應(yīng)用，其強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭已被業(yè)界所認(rèn)可。聚能水壓+竹節(jié)光面爆破技術(shù)是在傳統(tǒng)常規(guī)爆破技術(shù)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過無數(shù)次積累和探索形成的，是傳統(tǒng)常規(guī)爆破技術(shù)的升級(jí)版，其工藝流程是：測量定位炮眼—鉆機(jī)鉆孔—風(fēng)管清孔—孔底水袋安裝—聚能管安裝—導(dǎo)爆管安裝—竹節(jié)安裝—孔口水袋安裝—炮泥封堵—起爆。聚能水壓+竹節(jié)光面爆破通過對(duì)傳統(tǒng)常規(guī)爆破模式的轉(zhuǎn)變，徹底克服了常規(guī)光面爆破無法解決的鉆眼多、超挖大、光面爆破效果差等難題，同時(shí)采用水袋替換藥卷不僅減少了用藥量，降低了成本，而且有效地改善了施工環(huán)境。聚能水壓+竹節(jié)光面爆破技術(shù)操作相對(duì)比較簡單，一般操作人員只要通過日常的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練就可以熟練完成，安裝施工過程中，主要是控制好聚能管裝置的制作及光爆炮眼的裝填，特別是聚能管裝置兩側(cè)的聚能槽的位置，要確保跟隧道輪廓線平行，炮泥裝填封眼要密實(shí)，防止爆炸能量從炮眼流失而降低功效。[2]

二、廣西荔玉高速土建四分部文圩隧道洞身開挖首次采用聚能水壓+竹節(jié)光面爆破技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

文圩隧道位于廣西梧州市蒙山縣，進(jìn)洞口位于文圩鎮(zhèn)山口村境內(nèi)，隧道總體走向約216°，隧道正洞左線里程ZK61+625～ZK66+295，長4670m；隧道正洞右線里程YK61+638～YK66+315，長4677m。項(xiàng)目部負(fù)責(zé)進(jìn)口段的施工，左線2620m，右線2607m。施工范圍內(nèi)不良地質(zhì)為左線淺埋、巖爆及地表沖溝水補(bǔ)給，右線淺埋、偏壓、巖爆及沖溝，無其他不良地質(zhì)。左、右線縱坡均為1.9%，土建四分部標(biāo)段為順坡施工。隧道最大埋深約為368m。

（一）聚能水壓++竹節(jié)光面爆破技術(shù)試驗(yàn)及執(zhí)行情況

文圩隧道洞身開挖根據(jù)設(shè)計(jì)斷面尺寸、爆破參數(shù)，嚴(yán)格控制炮眼間距（周邊眼間距90cm，掏槽眼間距55cm，輔助眼間距100cm），為了確保爆破孔位、間距、孔深滿足設(shè)計(jì)要求，現(xiàn)場嚴(yán)格按照方案設(shè)計(jì)要求對(duì)鉆孔位置、深度進(jìn)行檢測，確保爆破質(zhì)量；同時(shí)進(jìn)行聚能水壓+竹節(jié)光面爆破試驗(yàn)，對(duì)其爆破參數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，并通過試驗(yàn)找出最優(yōu)的爆破參數(shù)，為文圩隧道后續(xù)的施工提供技術(shù)支撐。為了加快隧道施工進(jìn)度，全面采用聚能水壓+竹節(jié)光面爆破技術(shù)。荔玉四分部連續(xù)進(jìn)行了兩次聚能水壓+竹節(jié)光面爆破試驗(yàn)，具體爆破試驗(yàn)情況如下。

（1）2019年3月3日，荔玉四分部在文圩隧道右洞YK61+896進(jìn)行了聚能水壓+竹節(jié)光面爆破試驗(yàn)。試驗(yàn)采用對(duì)比分析驗(yàn)證聚能水壓+竹節(jié)光面爆破的效果。本掌子面周邊眼共計(jì)34個(gè)，以拱頂中心線為分界線，在左半邊的周邊眼安裝聚能水壓光面爆破管，在右半邊的周邊眼采用常規(guī)方式進(jìn)行裝藥；輔助眼、掏槽眼全部采用常規(guī)方式進(jìn)行裝藥。爆破后對(duì)比發(fā)現(xiàn)，采用聚能水壓+竹節(jié)光面爆破處的炮孔殘留率達(dá)到80%，而未采用聚能水壓+竹節(jié)光面爆破處的炮孔殘留率僅保持在50%左右。

（2）2019年3月14日，荔玉四分部在文圩隧道左洞ZK62+006掌子面進(jìn)行了第二次聚能水壓+竹節(jié)光面爆破試驗(yàn)。本次聚能水壓+竹節(jié)光面爆破采取全斷面周邊眼裝聚能管，其他炮眼按照常規(guī)方式進(jìn)行裝藥。炮孔深度為4m，滿足聚能水壓+竹節(jié)光面爆破的技術(shù)要求。聚能管采用引爆紅線進(jìn)行引爆。這次爆破后對(duì)比發(fā)現(xiàn)，采用聚能水壓+竹節(jié)光面爆破處的炮孔殘留率幾乎達(dá)到100%，而未采用聚能水壓+竹節(jié)光面爆破處的炮孔殘留率仍舊保持在50%左右。

兩次聚能水壓+竹節(jié)光面爆破技術(shù)試驗(yàn)總體上是成功的，但也暴露出一些問題，首先是因?yàn)榫勰芩畨?竹節(jié)光面爆破技術(shù)作為一種新工藝，一些現(xiàn)場施工人員對(duì)此還很陌生，導(dǎo)致工人操作不夠熟練。其次，教育培訓(xùn)還不到位，工人鉆孔、爆破、支護(hù)的技術(shù)水平還有待提高，爆破人員與技術(shù)人員溝通協(xié)調(diào)還有待加強(qiáng)。當(dāng)然，通過對(duì)以上兩次聚能水壓+竹節(jié)光面爆破技術(shù)試驗(yàn)的及時(shí)總結(jié)，同時(shí)也借鑒了其他項(xiàng)目的成功爆破經(jīng)驗(yàn)，文圩隧道洞身開挖采用聚能水壓+竹節(jié)光面爆破技術(shù)已基本成熟，而且，項(xiàng)目部在施工中為了做到全面掌握聚能水壓+竹節(jié)光面爆破技術(shù)，對(duì)日常的爆破施工過程繼續(xù)按試驗(yàn)的要求進(jìn)行全方位跟蹤管理，根據(jù)圍巖級(jí)別、支護(hù)結(jié)構(gòu)及時(shí)調(diào)整爆破參數(shù)，有效地解決了施工中存在的工藝問題，為下一次進(jìn)行聚能水壓+竹節(jié)光面爆破施工做足準(zhǔn)備。目前，荔玉路土建四分部文圩隧道洞身開挖進(jìn)度、開挖效果已取得階段性成功，聚能水壓+竹節(jié)光面爆破技術(shù)的應(yīng)用也非常成功，工人已進(jìn)行教育培訓(xùn)，工人鉆孔、爆破、支護(hù)的技術(shù)水平有了明顯提高；爆破人員與技術(shù)人員能及時(shí)進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)，并針對(duì)圍巖、地質(zhì)情況的變化可以及時(shí)對(duì)爆破參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，確保聚能水壓+竹節(jié)光面爆破的效率得到大幅提高，最終達(dá)到提高爆破效率、加快施工進(jìn)度的目的。

三、結(jié)語與建議

目前，聚能水壓+竹節(jié)光面爆破技術(shù)已被越來越多的業(yè)界同仁所認(rèn)可，該技術(shù)的使用能夠有效減少對(duì)隧道圍巖的擾動(dòng)，降低洞內(nèi)的粉塵含量，提高爆破效率，為后續(xù)的初支、二襯施工提高標(biāo)準(zhǔn)的工作界面，同時(shí)也為施工單位創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。這項(xiàng)技術(shù)是對(duì)常規(guī)爆破技術(shù)的改造升級(jí)，它克服了傳統(tǒng)常規(guī)爆破工藝難以處理的技術(shù)難題，有效解決了隧道的超挖現(xiàn)象，減少了隧道噴射砼的消耗量，達(dá)到了節(jié)約材料用量、減少施工成本、加快施工進(jìn)度的效果，值得類似工程推廣應(yīng)用。特別是對(duì)于當(dāng)前在建或臨建項(xiàng)目的長隧道、特長隧道的洞身開挖施工，各參建單位可根據(jù)工程項(xiàng)目實(shí)施情況合理選擇聚能水壓+竹節(jié)光面爆破施工技術(shù)，做好隧道洞身開挖工程首件，根據(jù)工程首件，合理確定洞身爆破的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，落實(shí)隧道洞身開挖標(biāo)準(zhǔn)化、安全化施工措施，做好質(zhì)量檢查與驗(yàn)收工作，為后續(xù)隧道開挖施工提供技術(shù)支撐。