山區(qū)高速公路隧道爆破施工技術應用研究

黃遵明

【關鍵詞】山區(qū);高速公路;隧道爆破

【中圖分類號】U455.6 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2021）05-0108-03

山區(qū)高速公路隧道施工過程中，為了節(jié)約成本、縮短工期，通常采用光面爆破技術進行施工，由于爆破產生的漏斗會形成光滑的壁面，所以會提升隧道工程的質量[1]。但是，由于光面爆破技術的專業(yè)性較強，對相關技術、方案設計及環(huán)境有較高的要求，其工序流程也非常復雜，所以采用光面爆破施工技術時，要求施工人員必須具備豐富的經驗和高水平的操作技術，充分掌握施工中的每一個環(huán)節(jié)，并結合工程的實際情況設計出合適的爆破技術方案，并且要在爆破施工過程中采取合理的安全控制措施，只有這樣，才能讓光面爆破技術的應用價值充分發(fā)揮[2]。

1 工程項目概況

亭亮隧道進洞口位于廣西崇左市寧明縣亭亮鄉(xiāng)六嶺村西南約800m處，出洞口位于崇左市寧明縣那關村以東1.5 km處，為小凈距越嶺隧道，大致呈東北—西南走向，進出洞口均為端墻式。隧道起終點樁號為ZK10+535～ZK13+165，YK10+533～YK13+155，隧道左線長2 630 m，右線長2 622 m，為長隧道。其中，左線Ⅲ級圍巖長度為1 400 m，約占總長的53%;Ⅳ級圍巖長度為970 m，約占總長的37%，最長連續(xù)長度為702 m;Ⅴ級圍巖長度為260 m，約占總長的10%，最長連續(xù)長度為145 m。右線Ⅲ級圍巖長度為1 176 m，約占總長的45%;Ⅳ級圍巖長度為1 085 m，約占總長的41%，最長連續(xù)長度為470 m;Ⅴ級圍巖長度為361 m，約占總長的14%，最長連續(xù)長度為105 m。

2 光面爆破施工技術的應用

2.1 施工方案

根據圍巖情況和隧道跨度，本項目隧道設計采用環(huán)形開挖留核心土、上下臺階開挖及全斷面開挖方法。

（1）Ⅴ級圍巖段落及Ⅳ級圍巖緊急停車帶采用環(huán)形開挖留核心土開挖。其中，開挖進尺Ⅴ級圍巖淺埋偏壓襯砌段宜控制為0.6～0.8 m，Ⅴ級圍巖一般淺埋襯砌段宜控制為0.8～1.0 m，Ⅴ級圍巖深埋襯砌段與Ⅳ級圍巖緊急停車帶宜控制為1.0～1.2 m，臺階長度為8～10 m，核心土面積應不小于整個斷面積的50%。

（2）Ⅳ級圍巖段及Ⅲ級圍巖緊急停車帶采用上下臺階法開挖。其中，開挖進尺Ⅳ級圍巖淺埋偏壓襯砌段為0.8～1.0 m，Ⅳ級圍巖一般淺埋襯砌段為1.0～1.2 m;Ⅳ級圍巖深埋襯砌段為1.2～1.4 m;臺階長度為10～15 m。

（3）Ⅲ級圍巖段采用全斷面開挖。隧道暗洞施工宜采用“弱爆破，短進尺，少擾動，早噴錨，勤量測，緊封閉”等技術措施，并根據監(jiān)控量測結果，及時調整開挖方法，分析情況，恰當地調整支護參數，保證施工安全。

隧道采用自制鉆孔臺架配合鑿巖機鉆孔、人工裝藥、挖掘機配合側卸式裝載機裝碴、自卸汽車出渣。隧道開挖采用光面爆破技術，石質圍巖需爆破時，采用微震動爆破技術，盡可能地減少超挖及減輕對圍巖的擾動及破壞，土質圍巖采用人工開挖或挖掘機開挖。

2.2 爆破參數設計

爆破參數是項目正常、順利施工的重要保證。巖層結構、隧道跨度距離是影響周邊眼距參數設定的重要因素。本工程通過爆破試驗確定爆破參數，并根據實際情況進行適當的修正。該項目采用臺階法進行施工，因此針對不同的開挖部位，爆破參數的設置也不盡相同，具體爆破參數見表1、表2、表3。

Ⅲ級圍巖全斷面開挖的炮眼數量依據《爆破工程師手冊》中的公式N=3.3（FS2）1/3進行計算，N為炮孔數目;F為巖石堅固系數8;S為斷面m2，Ⅲ級圍巖全斷面開挖面積約96 m2。

最終計算結果為N=3.3（FS2）1/3=3.3×[8×（90）2]1/3=132.5（個），實際取130個。

炮孔裝藥量的參數采用公式Q1=η×L×r進行計算，η為炮孔裝藥系數，取η=0.9;L為眼深，LⅢ=3.2 m、LⅣ=2.2 m、LV=1.1 m;r為每米長度炸藥量，r=0.78 kg/m。通過計算得出不同炮孔的裝藥量。

掏槽孔：QⅢ=2.24 kg，取2.2 kg;QⅣ=1.54 kg，取1.5 kg;QV=1.19 kg，取1.1 kg。

輔助孔：QⅢ=η×L×r=0.8×3.1×0.78=1.93 kg，取QⅢ=1.9 kg;QⅣ=η×L×r=0.8×2.1×0.78=1.31 kg，取QⅣ=1.3 kg;QV=η×L×r=0.7×1.6×0.78=0.87 kg，取QV=0.9 kg。

光爆孔：通常為輔助孔的1/3～1/4，取QⅢ=0.6 kg，QⅣ=0.4 kg，QV=0.3 kg。

2.3 鉆爆程序

水口—崇左—愛店高速公路№1合同段項目在施工的過程中，采用了以下鉆爆程序。

（1）在鉆眼前由測工用激光指向儀光斑畫出炮眼位置，在某些情況下還會用到全站儀、鋼尺相進行配合，挖斷面輪廓線的繪制采用五寸臺階法，確定后，以紅油漆標畫。按照設計圖紙將周邊眼的位置標注出來，并進行嚴格的檢查，只有合格才能進行鉆眼施工。

（2）在鉆眼施工過程中，相關工作人員必須充分掌握設計圖紙，并能夠熟練操作鉆眼設備。在進行周邊眼鉆眼施工時，工作人員必須具備豐富的工作經驗，保障鉆眼的各項指標數據都達到標準，并要根據巖石的起伏情況進行炮眼深度的調整，保障炮眼底在同一平面上，杜絕出現誤差，提高施工質量。

（3）鉆眼施工完畢后，必須由專業(yè)人士對施工情況按照施工圖紙進行檢查。一旦發(fā)現有不符合圖紙設計要求的必須勒令重新施工，直到合格后方可進行裝藥施工。同時，在裝藥前要對炮眼進行清洗，通常采用高壓風、水等方式進行。

（4）在炮眼裝藥的過程中，必須按照分組分量的方式進行，藥量嚴格按照設計圖紙裝填，并且按照自上而下的順序進行，雷管、炸藥的位置必須嚴格按照圖紙要求進行裝填。裝藥完成后，用20 cm以上的炮泥將炮眼堵塞。

（5）為了保障起爆準確無誤，本項目的起爆網絡為復式網絡。在連接的過程中，導爆索的連接方向必須按照圖紙要求進行，并要保障兩個節(jié)點的牢固可靠;導爆管杜絕出現打結和拉細的情況，同時確保每一個炮眼的雷管連接次數必須一致;在導爆管自由端10 cm以上的地方設置引爆雷管。按如下順序連接：孔內雷管分組→周邊孔導爆索并接→同段導爆管雷管簇連→瞬發(fā)導爆管雷管起爆器起爆。

（6）孔內的起爆裝置采用傳爆毫秒雷管，孔外的起爆采用導爆管雷管進行，周邊孔內采用導爆索進行。引爆時，必須保障除點炮人員外其他人員全部進入安全區(qū)，專職爆破人員檢查無人員滯留后，在安全避炮點位置爆破起爆器上裝入電池起爆。爆破完成后，相關技術人員必須等待30 min后方可進入，其他人員不得進入，待專業(yè)人員檢查確認不存在盲炮后，才可以解除警戒。一旦出現瞎跑，必須分析原因，調整原來的設計，進行二次爆破。

2.4 光面爆破質量的保障措施

（1）爆破設計的優(yōu)化。在進行爆破前，相關技術工作人員必須從實際情況出發(fā)，對施工地段的地質情況進行詳細勘察，并選擇最佳的爆破技術方案，對原來的爆破設計進行優(yōu)化，確保爆破的質量。放樣布眼、鉆孔掏槽、清孔裝藥的具體參數必須按照實際情況進行設置，如巖層的結構、使用的設備情況等。參數確定后，施工時必須嚴格按照參數進行，同時結合施工現場的實際情況，對炮眼的深度很間距進行適當調整，通過科學計算，對炸藥的類型及藥量進行嚴格把控，確保爆破的質量和效果。

（2）鉆孔質量的保障措施。在進行鉆孔施工時候，必須按照設計圖紙要求進行，確保炮眼和輔助眼的間隔距離最大誤差不超過5 cm。同時，在施工的過程中要嚴格控制孔位和掏槽角度，確保炮眼保持在相同平行線上，炮眼的底部保持在相同的平面上。炮眼鉆孔施工完畢后，必須有質量檢查人員按照設計圖紙對炮眼進行檢查，確保施工質量無誤后，方可進行下一環(huán)節(jié)的施工。

2.5 隧道光面爆破安全保障措施

隧道光面爆破的施工現場必須進行動態(tài)管理，實時監(jiān)測施工的質量。同時，要對每一個施工環(huán)節(jié)進行檢測，確保對施工段的巖層結構變化全面掌握。如果在隧道施工的過程中，地質出現了比較明顯的變化，要立即進行檢測分析，一旦發(fā)現是地質變化對施工帶來明顯影響的，存在安全隱患的，需要立刻根據實際情況對施工計劃進行調整，并采取有效的安全防護措施，必須按照“先支護，后開挖”的原則進行施工，確保施工過程萬無一失，消除潛在的安全隱患，同時在施工的過程中要定期進行檢測。施工環(huán)節(jié)的檢查內容如下：開工前，必須根據施工現場的實際情況對照爆破方案進行仔細的核實，并進行模擬作業(yè)，排查設計中存在的失誤，確保施工安全進行;炮眼鉆孔施工完畢后，嚴格按照設計圖紙檢查炮眼的各項參數，確保無誤后方可進行下一環(huán)節(jié)施工;爆破后，等待30 min后才能由專業(yè)工作人員進入場地內進行檢查，一旦發(fā)現啞炮、瞎跑等情況存在，必須進行原因分析，并調整施工方案。

3 結語

綜上所述，通過對水口—崇左—愛店公路（崇左至愛店口岸段）設計施工總承包項目隧道的光面爆破施工技術的應用進行詳細的分析后可以看出，光面爆破技術在高速公路隧道開挖施工中具有較大的應用價值，但在施工過程中必須嚴格按照設計圖紙的各項參數和要求進行，炮眼的位置、藥量、起爆等必須由專業(yè)工作人員按照施工設計進行施工，在出現特殊情況時，如地質結構發(fā)生了明顯的變化等，必須結合施工現場的實際情況對施工設計進行及時的優(yōu)化，采取嚴格的管理的措施，確保施工質量和施工現場的安全。

參 考 文 獻

[1]項海燕.高速公路極小凈距隧道開挖及爆破施工控制技術的應用[J].交通世界，2019（Z2）：148-149.

[2]俞定.花崗巖地層地鐵隧道光面爆破技術應用研究[J].工程技術研究，2020（4）：64-65.