高速公路隧道掘進爆破施工技術

摘 要：高速公路隧道施工建設的過程中，由于工程建設的特殊性，其所面對的自然地理環境較為復雜，所以在施工過程中，各種施工技術的使用都必須在嚴格的規范標準內施工，滿足工程建設的需求，為高速公路隧道安全、牢固、穩定施工發揮重要的促進作用。

關鍵詞：高速公路；隧道掘進；爆破施工

1高速公路隧道施工技術分析

1.1鉆爆施工技術。公路工程完成初期勘察、圖紙設計以及機械設備的準備后，需按照隧道現場具體狀況，利用鉆爆技術實現開挖前期工作。在施工過程中，主要利用硝銨炸藥完成爆破后通過機器進行開挖。因其具有巨大的安全風險，因此，需加強施工現場的安全防護，對項目具體狀況給予綜合的探討，制定出作為科學的施工方案，通過專業人員完成操作，并由安全防護人員給予全面的監督與防護，最大限度的避免碎石等對施工人員帶來安全威脅。

1.2混凝土噴射技術。為了保證隧道的穩定性和使用壽命，對公路隧道施工材料層層把關，選擇具有耐潮濕、抗壓能力強、環保的材料作為施工材料。在施工過程中，嚴格控制噴射混凝土配合比及速凝劑用量，保證混凝土后期強度。在初次噴射混凝土之前，應首先對隧道開挖完成后的基巖表面進行排險清除，對松動不穩定的危巖進行機械清除。然后用高壓風（水）管來清理基巖表面遺留的淤泥和礫石，避免對混凝土的附著性產生影響。

1.3隧道明洞施工技術。高速公路隧道洞口施工過程中，需在拱部設置自進式錨桿，避免開挖時頂部出現塌落。通常而言，明洞施工大部分采用明挖對墻體以及拱部完成施工。但對內墻進行施工時需利用暗挖的形式進行作業，同時利用混凝土對其完成加固。明洞施工完成后，需及時插入鋼筋，并利用混凝土完成澆筑。

1.4錨桿施工技術。由于高速公路隧道施工具有難度大、工藝復雜、工序眾多等特征，所以，在施工前期需加強模擬施工，并在圖紙上標注基礎定位點。在此環節，需利用錨桿鉆孔技術給予實現。為了更好的確保施工質量，在利用錨桿施工時，需提升清理，避免雜質以及污漬等鉆孔帶來影響，產生誤差。

1.5防排水技術。洞體塌方在高速公路隧道施工當中問題尤為嚴重，究其原因，主要因隧道坐在地質繁瑣，山體極易受到周邊水系或地下水等環境因素的制約，導致其內部壁體發生滲漏，更甚者會導致塌方問題的發生。所以，在加強防排水施工技術的運用。在此過程中，需與項目施工設計需求以及隧道內部構造相結合，完成隧道內的防水以及排水建設，避免其內部發生滲漏等狀況，保證項目整體施工質量。

2隧道掘進爆破的發展歷史

掘進爆破技術發端于十七世紀初期，當時匈牙利人在進行礦山巷道的掘進時，首次采用了黑火藥進行爆破施工，此時的爆破技術非常落后，施工人員采用手工方式開鑿炮眼，工作進度緩慢、效率低下，這種方式延續了100多年，到了十八世紀中期，隨著風動鑿巖機的發明及大規模的使用，手工開鑿方式才逐漸被淘汰。在歐洲仙妮絲鐵路隧道修建時，第一次采用了藥卷方式進行爆破，而在修建圣哥達隧道時，這種技術已經日趨完善了。到了上世紀中期，瑞典人發明了光面爆破技術，該技術通過控制不同的炸藥能量，使得爆破后能夠較好的維護圍巖的完整性，提高圍巖的穩定性，減少了超欠挖量。隨后，美國人對此技術進行了進一步的改進，并形成了隧道緩沖爆破法、隧道預裂爆破法等一系列先進的爆破方法。

3隧道掘進微振爆破技術的應用

3.1技術原理

微振爆破技術主要是通過通過控制爆破的振動來達到理性爆破狀態的一種爆破技術，一般而言，為了降低爆破振動對周邊的破壞，都會對炸藥的藥量進行控制，但是這僅對軟弱地質段較為有用，而對于堅硬圍巖的爆破效果并不理想。這就需要根據爆破振動波的監測結果，結合隧道內安全振動速度指標來綜合設計最大裝藥量，這個過程就是微振爆破技術的核心內容，在采用微振爆破技術時，可以通過多種方式降震：（1）炸藥分散安裝：通過加多炮眼數來實現分散裝藥，多打眼、少裝藥，有些部位甚至間隔裝藥，減少單點爆炸釋放的能量；（2）截斷振動波：在某些可能引發滑坡的低端采用預裂爆破技術，將圍巖用預裂縫與爆破體隔開，這樣做可以階段爆破的振動波，起到減震的作用；（3）增加延時段數量：利用露天礦減震的逐孔起爆技術和減震原理，增加爆破雷管的延遲段數量，這樣可以降低單響最大裝藥量，從而減小爆破振動的危害；（4）不耦合裝藥：通過加大炮孔的直徑，可以使炸藥在孔內安裝時處于不耦合結構，當炸藥在爆炸時不直接作用于圍巖上，而是直接作用于孔內空氣中，再遞延到巖壁上，這樣就可以有效的減少爆破振動波傳遞的能量，起到了減振的目的。

3.2方案設計

微振爆破方案設計由多個環節組成：（1）計算最大允許用藥量：該藥量以允許爆破振動速度來決定，可以由薩道夫斯基公式來計算；（2）確定裝藥結構：軟巖可采用導爆索裝藥結構，一般情況下要采用小直徑連續裝藥或間隔裝藥結構，對于眼深小于2米的情況，可以采用空氣柱狀裝藥結構，在有瓦斯、煤塵爆炸危險的地段要采用正向裝藥結構；（3）選定掏槽形式：由于掏槽眼在爆破中形成的振動強度要高于其他部位炮眼的振動強度，所以要選擇振動強度小的楔形掏槽形式；（4）明確循環進尺：循環進尺的具體確定要根據工程地質條件來確定，同時要控制各段爆破的段用藥量以及一次爆破的總用藥量，這樣才可以達到減震的目的；（5）底板眼爆破：底板眼爆破一般有兩種爆破方法，即同時起爆和分段起爆，前者屬于傳統方法，這種做法便于出渣，但是同時起爆也存在著振動強度較大的問題。而采用分段起爆可以避免裝藥量過大，有利于降低振動強度，確保隧道圍巖的安全性，所以要根據工程的實際情況，確定底板眼爆破方案。

3.3振動監測

可以通過振動監測設備進行隧道掘進爆破振動的監測，該設備由一個發射換能器和兩個接收換能器構成，其工作原理是將該設備置于巖體的鉆孔中心，發射換能器輻射的聲波，滿足入射角等于第一臨界角的聲線，在巖體孔壁的聲波折射角小將等于90度，即聲波沿著鉆孔孔壁滑行，然后又分別折射回孔中，由兩個接收換能器分別接收。根據振動檢測的數據，隨著測量次數的不斷增加，同一深度爆破后比爆破前的波速小，這說明圍巖的損傷隨著爆破作業的進行在增加，振動強度越強損傷越嚴重，通過振動監測，可以及時調整爆破方案，使爆破振動始終處于可控范圍之內，以保證隧道掘進施工的安全。

結束語

隨著社會經濟的發展，我國的高速公路建設取得了巨大的發展。隧道工程是高速公路工程中非常重要的一部分，其施工管理工作對施工質量以及施工安全有著直接的影響。在實際施工過程中，應該結合施工情況完善施工管理，提高施工單位的重視程度，堅持安全第一的施工原則，做好施工質量的監控工作，全面監管工程質量，保障施工安全。

參考文獻：

[1] 孟凡兵，林從謀.四車道擴挖隧道爆破振動對新建隧道的影響[J].華僑大學學報（自然科學版），2012，（1）.

[2] 楊選擇.淺談地鐵隧道爆破開挖與振動控制施工技術[J].民營科技，2012，（9）.

[3] 鄒少祥，張建宏.土質隧道爆破強夯開挖施工方法探討[J].公路交通科技（應用技術版），2012，（5）.

作者簡介：

李金澤 身份證號：140225198605080070