公路隧道光面爆破技術研究及應用

王剛

（中交隧道局第五工程有限公司，天津300171）

1 引言

在以往的公路隧道工程施工中采用的常規爆破方法存在爆破后隧洞表面輪廓線不平整的問題，增加了后續施工的難度，而通過光面爆破技術可以保證爆破后隧洞成形的規整性，從而提高隧道輪廓線的質量。利用光面爆破技術還能夠減少在公路隧道施工中的超挖現象，達到提升施工效率、降低施工成本、保證施工進度的要求。另外，從施工安全的角度來看，在光面爆破技術的應用中，可以減少爆破后圍巖產生的裂縫問題，因此，對支護施工的要求較低，具有較高的施工效益。

2 光面爆破技術原理分析

光面爆破是一種將平整度控制與隧道開挖輪廓超欠挖2種技術相結合的爆破技術。光面爆破施工的具體操作是先進行底板眼、輔助眼、掏槽眼與周邊眼的布置，然后根據起爆順序，利用每個起爆環節的微差時間構建臨空面，最后，采用壓頂的爆破提高爆破施工效果[1]。

3 公路隧道光面爆破技術中常見的施工工藝

3.1 輪廓線鉆眼法

在輪廓線鉆眼法的應用中，需要根據公路隧道的開挖輪廓線進行炮眼的鉆鑿，并且需要保證鉆眼的密集性，需要注意，這些緊密相連的鉆眼不能進行炸藥的裝填，它是沿設計的隧道開挖輪廓線鉆鑿緊密相鄰的鉆眼，這些鉆眼內不裝炸藥，然后，視其離自由面的遠近再鉆1排或若干排鉆眼并裝炸藥爆破。緊密相連的鉆眼可以有效隔開其他鉆眼內炸藥在爆炸時產生的應力波，同時，可以有效防止巖體出現裂縫或避免裂縫的擴展和傳遞，可以使公路隧道的巖體沿弱面切開，使巖體形成平整的巖壁，保護巖體穩定。但是，由于該方法鉆孔施工的工作量較大，施工成本較高，可以針對實際工程條件進行選用。

3.2 預裂爆破法

預裂爆破法屬于目前在公路隧道光面爆破中常用的技術方法，在此技術方法的應用過程中，同樣需要進行密集的鉆眼鉆鑿，并在鉆眼內進行炸藥的裝填，當輪廓線上的鉆眼間距、數量、裝藥結構合適時，爆破后，各鉆眼間將形成相互貫通的裂隙，與原巖分割開來。之后，再利用其他鉆眼內的炸藥進行爆破，在此過程中，不會對周邊的巖體產生影響和破壞，因此，可以有效防止隧道輪廓線出現裂縫，使其形成較為光滑、平整的壁面。另外，該技術在實際應用中具有較好的隔振效果，因此，可以適用于多種地質條件中，如巖體較為完整的硬巖、中硬巖中深眼及深眼爆破等。

3.3 光面爆破法

該方法與預裂爆破法恰好相反，輪廓線上的鉆眼（周邊眼）在其他鉆眼爆破后最后起爆，是軟巖、中硬巖隧道淺眼爆破施工中常用的方法。與預裂爆破法相比，周邊輪廓線上炮眼數較少。根據斷面不同，該施工方法可分為光面層光面爆破法和全斷面一次爆破光面爆破法。

4 公路隧道光面爆破技術的應用分析

4.1 測量放樣

目前，在公路隧道施工中，必須做好相關的測量放樣工作，為光面爆破技術的應用提供基礎，保證光面爆破中各項參數的設置符合工程實際的施工條件和施工要求。在測量過程中，主要是應用全站儀進行相關作業，需要注意對公路隧道的中心線及拱頂高程等內容進行準確的測量，同時，在測量放樣中，還需明確標示公路隧道設計中的開挖輪廓線，并利用特殊標記在巖體上標明具體的爆破鉆孔位置，保證鉆孔布設符合技術方案的要求以及定位的準確性。另外，通過測量放樣工作可以及時對爆破參數進行調整，保證光面爆破技術的施工質量。

4.2 布置鉆眼

布置鉆眼時，必須針對公路隧道的地質環境及施工條件進行科學的布置，確保鉆眼的布置可以使其后續的爆破施工順利進行。在鉆眼布置中，需要注意其鉆孔方向應與隧道地質層理處于垂直狀態，并且相比較其他鉆眼，槽眼深度需要加深20cm。在硬巖層和軟硬層中，周邊眼的眼口分別設置在不超過10cm和8cm的斷面設計輪廓線上。

4.3 鉆眼調整

在公路隧道開挖施工中，若其開挖面凹凸不平，需要對光面爆破中的鉆眼進行調整，保證各個鉆眼的深度一致，并處于同一平面，使隧道其輪廓線達到平整規則的效果。同時，還應注意進行鉆眼的鉆孔施工時，需要保證其鉆孔設備與地面垂直，并對鉆眼的直徑、深度等進行嚴格的控制，保證其符合設計要求。完成爆破鉆眼施工后，需對其進行檢測，以確認鉆眼是否與公路隧道光面爆破施工方案的設計相一致，達到規定標準要求后方可進行后續的裝藥爆破施工。

4.4 清孔作業

完成鉆眼成孔施工作業后，需要對其進行清孔工作。首先，需要檢查鉆孔的孔底沉渣是否超出規定的標準要求，若孔底沉渣量過多，需要進行清孔作業。目前，在鉆眼清孔作業中，主要利用清孔器去除孔內的石硝、巖灰、積水等雜質，以防止這些雜物影響炸藥的使用效果。另外，需要根據實際情況確認是否進行二次清孔。完成鉆眼清孔作業后，需要對其位置、孔徑、深度、角度等進行全面的檢查，判斷鉆眼是否符合光面爆破技術的應用要求[2]。

4.5 炸藥裝填

嚴格按鉆眼設計圖的要求分片、分組，自上而下采取反向裝藥結構進行裝藥，雷管對號入座不得混裝[3]。為了避免不耦合系數以及爆破時緩沖作用造成的影響，周邊眼一般采用小量藥卷配導爆索。完成裝藥后，需要依據鉆眼直徑確定合適的炮泥，采用分層人工搗實法堵塞住眼口，其中，堵塞周邊眼和其他眼的眼口長度分別控制在20cm和45cm以上。

4.6 爆破施工

在光面爆破技術的應用中，為了使公路隧道的輪廓線可以達到預期的標準要求，需要保證各個鉆眼的炸藥同時起爆，因此，應針對公路隧道的實際情況及光面爆破技術的應用要求利用分段并聯法連接各個鉆孔的炸藥，以達到同時起爆的效果。但是，在爆破施工中，需要注意其采用的導爆索可能出現超前破壞情況，因此，為了保證各個鉆孔的炸藥同時爆破，可以利用高段延期雷管與導爆索的雙重起爆法。

5 結語

以上對公路隧道光面爆破技術的應用要點、應用流程、應用內容等進行了深入分析，在實際施工中，為了保證施工的安全性和可靠性，應合理地對爆破參數進行準確設置，使光面爆破技術的應用達到預期效果。同時，為了進一步提升公路隧道的施工質量，還需不斷對光面爆破技術進行優化和完善，確保相關技術在應用過程中的各項工序都符合施工設計方案的要求，進一步提升技術應用效果，為公路隧道施工提供良好的技術支持。