水利水電工程施工中隧洞鉆孔爆破技術分析

牛瑞祥

（甘肅省水利水電工程局有限責任公司，甘肅蘭州730030）

在水利水電隧洞工程施工中，鉆孔爆破技術不僅是工程的核心內容，同時還是開挖水利工程土石方的重要方法。通過鉆孔爆破設計，能夠確定開挖斷面炮孔的具體布置情況，這是鉆孔爆破施工中最為關鍵的部分，進而確保鉆孔爆破施工安全與質量。

1 工程概況

以引洮供水二期工程為例，36-1 標段起始樁號為8+588.00，終點樁號為16+579.52，標段總長7 991.52 m。設計流量8#隧洞進口之前為3.0 m3/s，8#隧洞進口之后為1.8 m3/s。本標段主要建筑物為隧洞、暗渠、渡槽、分水閘及退水閘，還包括相應的金結設備安裝、電氣設備采購及安裝、水機設備安裝以及相應的環境保護和水土保持措施實施，8#隧洞施工1#（回河）斜井、2#（老莊河）斜井等臨時工程以及配合本標段所屬安全監測及管理信息系統現場施工，砼澆筑及灌漿；4#暗渠（16+541.08—16+569.52）長28.44 m 的土建施工；3#退水分水閘(16+569.52—16+579.52)長10 m 的土建施工；閥井、1#下渠通道、2#下渠通道的土建施工[1]。巖性主要是以磚紅色、土紅色、暗紅色粉砂質泥巖、泥質粉砂巖、含礫砂巖、砂礫巖為主，呈厚層狀、層理不清晰，厚度大于100 m，最終構成隧洞圍巖。

2 隧洞鉆孔爆破技術的種類及布置

2.1 鉆孔爆破技術的種類

目前隧洞鉆孔爆破技術主要分為輔助孔、掏槽孔與周邊孔3 大類，但是不同炮孔都具有不同的作用。輔助孔的應用不僅能促使巖體實現爆破，同時還能在爆破過程中給周邊孔營造有利的爆破條件；掏槽孔的應用是為了有效提升隧洞爆破的臨空面，進而發揮出最佳的爆破效果，所以在施工當中主要被應用于開挖面的中間部分；周邊孔主要被應用于隧道開挖面的附近，應用在開挖面附近的目的是有效控制開挖的輪廓，保證輪廓不會出現變形。

2.2 鉆孔爆破技術的布置

水利水電工程施工中隧洞鉆孔爆破技術的布置主要分為分區和布孔2 種形式，施工人員進行布置炮孔時應當明確鉆孔爆破技術的輔助孔、掏槽孔與周邊孔工作范圍，并且在此基礎上針對爆破孔實現分區布置。同時，施工人員在布置炮孔時還需要遵循以下幾點原則：一是在進行布置的過程中要充分考慮后期鉆孔作業，盡可能降低需要移動的次數及頻率；二是在進行布置炮孔放線時要和巖層層里保持垂直，不能在布置的過程當中出現卡鉆或者是漏氣等問題，從而影響最終的爆破效果；三是針對周邊孔進行布置工作的時候，還要依照現有的輪廓圖進行設計，不能與輪廓圖相違背，確保整體施工的安全性；四是針對掏槽孔的布置，深度應當在布置的過程當中大于崩落孔的15%左右，從而有效提升隧洞鉆孔的爆破質量[2]。

3 隧洞鉆孔爆破技術的測量及用藥量

合理運用藥量不僅能在應用的過程當中有效節約成本，還能為隧洞鉆孔爆破技術的安全提供基礎保障。在實際隧道挖掘過程中，隧洞鉆孔爆破技術的測量及用藥量主要是運用類比法或者是經驗公式法等，明確該項工程的用藥量與挖進深度，甚至還可以運用該方法進行估算炮孔數量及間距等，從而結合施工現場明確最終的炮孔數量及間距。根據目前水利水電工程施工中隧洞鉆孔爆破技術現狀，施工人員在進行初步計算時，可以運用裝藥量平衡原理計算炮孔數量，也就是一次爆破中需要使用的用藥量，把計算好的炸藥全部放在炮孔中，每一項爆破的裝藥量計算都與施工企業用藥量之間有著密切關系。因此，可以把每排炮進尺總裝藥量由下式計算：

式中，Q 代表施工中隧洞鉆孔爆破每一排炮尺總裝藥量，單位kg；q 代表施工企業在隧洞鉆孔爆破中需要使用的用藥量，單位kg/m3；L 代表每進尺巖石爆破的體積，單位m3；L為鉆孔深度，單位m；S 為整體施工中的開挖斷面面積，單位m2；n 代表炮孔利用率，n=11/L[3]。

施工企業需要根據炮孔不同的分布位置分配不同的用藥量，在規定時間內完成爆破。

4 隧洞鉆孔爆破技術中塌方事故的處理措施

在水利水電工程施工中要確保施工人員的安全，降低生產安全事故的發生概率，根據《安全生產法》和其他有關法律的相關規定，制定綜合事故應急救援預案。在隧洞鉆孔爆破技術中，難免會發生塌方事故，一旦出現塌方事故，需要施工企業及相關人員能夠做出相對應的應急措施。首先，在發生險情時及時搶救遇難者。根據隧洞內的塌方范圍進行預判遇難者是否被困在洞內以及是否傷亡等，然后根據實際情況及時搶救遇難者，在搶救的過程中，及時撥打求救電話、安排車輛及醫生。其次，及時救援并報告。班長及領導人員需要在設備條件允許的條件下，把施工人員轉移到安全區域；施工企業要在施工中確保用電安全；工程部門要借助于攝像等工具記錄塌方情況，把記錄到的信息全部上報上級領導，上級領導通過組織應急小組的形式，初步判斷產生塌方的原因，并針對原因提出相對應的解決措施。再次，在坍塌范圍的頂部進行清除或錨固；加強原有支護，在塌方范圍內架設鋼支撐或噴混凝土，必要時加設錨桿；對塌方兩端盡快做好局部襯砌，確保坍塌不會出現大范圍塌落等。最后，若在坍塌的過程出現洞內滲水問題，需要相關人員能夠做好集水坑抽排水工作，從而把塌方事故造成的損失降到最低。

5 結束語

隨著我國社會經濟的快速發展，促使水利水電工程施工中隧洞鉆孔爆破技術也得到了飛速發展，而鉆孔爆破作為爆破施工的核心，運用在施工中可以有效控制爆破效果。因此，施工企業在施工中要高度重視爆破材料的使用及用藥量，并且注意隧洞鉆孔爆破技術的種類及布置、隧洞鉆孔爆破技術中塌方的應急措施等，從而確保隧洞鉆孔爆破質量，為水利水電工程順利施工提供保障。