高速公路山嶺隧道光面爆破設計與施工

趙 旭

（中鐵四局第一工程有限公司，安徽 合肥 230000）

目前在高速公路的山嶺隧道施工中廣泛采用了新奧法施工技術，而光面爆破的設計施工是應用新奧法進行施工建設中的核心環節之一。因此工程設計人員應合理選擇爆破斷面，并通過對爆破參數的準確計算來控制炮孔直徑以及裝藥量等參數，以保證爆破作業的安全。在此基礎上要盡量減少對隧道圍巖結構的擾動，為后續的支護作業創造有利條件。施工單位還應加強對施工過程的質量控制，保證開挖面的平整規則，避免圍巖壁上有爆破裂縫存在。此外還要采取有效的控制措施，防止出現超欠挖等問題，從而全面提高高速公路山嶺隧道施工的質量安全，推動我國高速公路事業的健康發展。

1 某高速公路山嶺隧道工程基本概況

某高速公路山嶺隧道工程全長約為1 426 m，其隧道內主要包括III、IV以及V級圍巖，其中III圍巖的總長度達到了1 030 m左右，且其主要為單一的灰巖結構，具備采用光面爆破作業的條件，因此決定通過光面爆破技術來進行III級圍巖部分的施工建設。

2 高速公路山嶺隧道光面爆破設計

2.1 合理確定炮孔直徑

工程設計人員在選擇光面爆破的炮孔直徑參數時應充分了解施工現場所使用的鑿巖設備特點，防止在鉆孔作業時需要對鉆頭進行更換。同時設計人員還要準確掌握施工中所使用炸藥的型號以及爆破效果，并結合圍巖的延性特點來按照高速公路隧道的相關技術規范來確定不耦合系數，以提高參數選擇計算的準確性[1]。在該隧道工程的施工中，根據鑿巖機的型號、炸藥類型以及藥卷直徑等參數，將炮孔直徑確定為42 mm左右。

2.2 合理確定炮眼間距

設計人員應根據光面爆破技術規范以及隧道圍巖結構特點，合理確定炮孔與其周邊炮眼之間的距離。在本次施工中，由于隧道圍巖主要屬于硬質巖，因此將間距設定為55 mm左右。

2.3 合理設計裝藥量

在設計光面爆破的裝藥量時，設計人員應首先掌握隧道在單位面積上的實際耗藥情況，并結合一次爆破時多產生的開挖量來對總藥量進行計算，然后按照不同炮眼的具體用途來分配藥量。在藥量分配設計中，由于隧道工程角隅位置通常會堆積大量石渣且很少有自由面存在，因此設計人員應將所用藥量適當增加，并根據單卷藥量的倍數采取取整分配的方式來進行設計[2]。

2.4 合理選擇裝藥結構

工程設計人員要充分考慮施工現場的實際情況以及施工成本等因素，合理選擇裝藥結構。在本工程中根據施工現場的實際條件，選擇空氣柱間隔方式來進行周邊眼的裝藥作業。

2.5 合理布設炮眼

在布設炮眼時，設計人員應根據炮眼用途的不同來進行合理設置。在設計掏槽眼時，由于在該工程的光面爆破中選擇了直眼中空掏槽方式，因此設計人員應選擇隧道工程中線偏下處來設置掏槽眼，從而為提高掏槽鉆孔作業的準確性創造有利條件。在設置周邊眼時，設計人員應根據周邊眼間距參數在開挖輪廓線上進行眼位設置，同時應合理設計其外插角以及水平度[3]。從而確保光面爆破效果能夠達到施工要求，并防止在后續的施工中出現超挖的問題。在設計輔助眼時，設計人員應綜合分析圍巖結構的強度、完整度以及裝運能力等各項參數來進行設置，一般應根據巖石的堅固程度將炮孔間距控制在0.7～1.2 mm之間。在設計底板眼時，擇機人員應按照開挖輪廓線來設置底板眼位置，同時應將裝藥量適當加大，以提高其翻渣效果，為后續的裝渣施工創造便利條件。

3 高速公路山嶺隧道光面爆破施工要點分析

3.1 光面爆破施工要求

在高速公路山嶺隧道工程的光面爆破施工中，四桿單位應嚴格遵守新奧法的施工要求以及光面爆破的設計參數，根據施工現場的實際情況將雷管段別適當增多，這樣可以有效控制一次爆破的裝藥量，實現非電的可控性爆破作業。施工單位在鉆孔作業時應首先進行開挖輪廓線、中線和腰線的測放，以確保鉆進作業的準確性。在鉆進周邊眼時，應將開孔位置控制在作業斷面的輪廓線上，并嚴格按照施工要求來確定孔位深度、角度以及方向。對于未達到設計標準的鉆孔必須采取廢孔重鉆措施，以確保掏槽眼以及周邊眼位的誤差值被控制在允許的范圍內。在周邊眼以及輔助眼的施工中，應確保其眼底位于同一垂直面內，且掏槽眼的深度應略深10～20 cm左右，所有炮孔位置必須與光面爆破設計平面圖相一致。在完成鉆進成孔作業后，施工人員可以利用高壓風來進行清孔作業，然后要認真檢測鉆孔的質量，并要詳細記錄檢測結果。在裝藥作業時應由專業技術人員嚴格按照設計裝藥量來進行裝填，并要確保裝藥的準確性。堵塞炮孔時可以使用膠泥，且要確保堵塞的密封性，不得在未堵孔的情況下進行起爆。在聯結導爆管時可以選擇雙起爆管路的設置方式，以保證起爆的成功率，并要嚴格檢測引爆線路是否聯結可靠。在起爆作業錢應有專業技術人員詳細復核裝藥堵孔以及導管連線的施工質量，檢測合格后才能進行起爆。在光面爆破施工中，施工單位必須加強安全管理和質量監督，以保證施工的質量和安全性。完成起爆作業后，還應對起爆效果進行記錄分析，從而為優化爆破設計提供參考數據。此外在開挖施工中要避免破壞隧道工程支護結構以及混凝土襯砌的完整性，并要及時對欠挖部分進行處理。

3.2 防止超欠挖的有效措施

在光面爆破施工過程中，施工單位要采取有效的質量控制措施，確保開挖面上的炮孔痕跡分布均勻，且隧道圍巖上周邊眼的保存痕跡率均符合施工要求。同時在爆破完成后應基本無大型浮石或者危石存在。為了防止在施工中出現超欠挖情況，施工單位應準確測放輪廓線，以保證開挖的精度。同時施工單位要充分了解施工現場的地質條件，合理設計光面爆破參數，以防止出現超挖問題，確保施工的安全。在光面爆破的設計施工中應盡量選擇爆力高，且猛度、爆速以及密度相對較低的炸藥型號，并合理確定雷管段位數量，準確控制周邊眼間距，盡可能避免出現超欠挖的現象。此外，在鉆進成孔過程中要提高測放的準確性，并要對裝藥量進行精確的控制。施工單位應建立完善的質量監督管理機制，對施工中各工序環節的質量加強管理監督，以確保施工質量能夠達到設計標準，防止超欠挖問題的產生。

4 結語

在高速公路山嶺隧道施工過程中，施工單位應指派專業工程設計人員進行光面爆破設計，嚴格遵守光面爆破的設計規范，合理確定各項設計參數，提高炮孔選擇以及裝藥量設計的精確性和科學性，在保證施工安全的基礎上既要保證爆破效果能夠達到施工要求，又要盡量減少對圍巖結構的影響，以便于支護開挖作業的順利實施。在施工過程中，施工單位要按照施工要求對各個工序環節加強質量控制，提高施工的質量和效率，同時要采取有效的控制措施避免出現超欠挖等問題，從而為高速公路工程的整體施工質量提供可靠的保證。