水利水電工程施工中隧洞鉆孔爆破技術研究

張龍飛 母昌順

摘要：水利水電工程施工過程中常常需要進行隧洞施工、地下作業，因受施工現場條件、設備條件、圍巖條件的限制，隧洞鉆孔爆破技術應用較為普遍。隧洞鉆孔爆破技術水平對水利水電工程質量、施工安全、建設成本等有著重大的影響，因此，需要加強隧洞鉆孔爆破技術研究，提高其應用水平。

關鍵詞：水利水電;工程施工;隧洞鉆孔;爆破技術

引言：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]。

1爆破材料運輸

1.1安全輸送原則

爆破材料是水利水電工程隧洞爆破鉆孔的基礎，在整體工程領域有重要的意義。爆破材料具有較強的安全隱患，應當采用科學、合理的運輸方法，按照相關規范標準將運輸重量限制在規定的范圍內。做好車輛安全防護，控制車輛行進速度，防止車輛發生碰撞或者其他可能導致的安全問題。在特殊情況下應當提前做好警示及防控，有效分析特殊天氣可能對運輸造成的影響。

1.2采用分類存放方法

爆破材料與其它材料有很大的差異性，具有一定的易燃易爆風險，需要運輸人員按照行業標準進行分類存儲和管理。應當把有同樣性質的材料放在一起，禁止不同類別的材料混合存放，以免發生危險。在運輸的過程中應當嚴格遵守雷管、炸藥、導火索分開運輸的原則，在運輸的過程中還要做好各種材料的情況監測。

1.3運輸的途徑和方法

爆破材料的領取、裝卸時必須由專業技術人員進行指揮、操作，并持有專業的資格證。運輸過程中還要有專業技術人員的陪同，并應當限制其它人員的同行。在運輸前要提前申請并經過公安部門的的許可，經公安部門的批準后才可以實施爆破材料運輸操作。在運輸時前后車輛應當保持適當的距離，人群密集處不可以過多的停留。

2水利水電工程的常用隧洞鉆孔爆破技術種類及布置要點

在進行鉆爆施工前，首先要明確鉆孔爆破的技術要求和相關任務，關鍵是要確定開挖斷面巖層的炮孔分布，明確各個步驟和工作內容，根據不同巖石種類確定鉆爆參數、選定炮孔種類、布設位置等幾項主要工作，這些施工內容都是施工過程中尤為重要的因素。

2.1鉆孔爆破技術的種類

目前，隧洞鉆孔爆破炮孔主要分為輔助孔、掏槽孔與周邊孔3大類，不同炮孔在爆破中起到了不同的作用。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;掏槽孔在施工當中主要被應用于開挖面的中間部分，目的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;周邊孔主要被應用于隧洞開挖面的附近，目的是有效控制開挖的輪廓，保證輪廓不會出現變形，需要技術人員確定鉆爆開挖炮孔和炮孔位置選定，控制各項參數。

2.2鉆孔爆破技術的布置

炮孔布置主要包括區域確定和布孔2方面工作。在具體布置過程中，炮孔布置根據巖性變化及時調整數量、深度、角度等有關參數，需要考慮對后期施工的影響，盡量減少炮孔移動次數和頻率。與此同時，炮孔放線和巖層的層里應相互垂直，保證布置方式與輪廓圖一致，方便炮孔的布置鉆孔，減少出現卡鉆、漏氣現象。其中，掏槽孔最后布設，應合理控制其深度，具體應大于崩落孔深度的15%左右。在開展鉆爆工作時，施工人員應詳細了解超前鉆探情況、圍巖完整程度、軟硬度等相關內容，從而合理選擇開挖模式，保證爆破具有可行性和針對性，提高爆破便捷性。

2.3隧洞鉆孔爆破技術的測量及用藥量

炸藥用量的控制是影響隧洞爆破鉆孔成敗的關鍵所在，合理運用藥量不僅能控制爆破效果，減少二次處理，還可有效節約成本，為隧洞鉆孔爆破技術提供安全基礎保障。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，對隧洞周邊的巖層性質、鉆孔的分布情況以及各種常用炸藥的性能進行客觀分析判斷，并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[2]。根據目前水利水電工程施工中隧洞鉆孔爆破技術現狀，施工人員必須對縫隙強度等重要參數進行精準分析，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單位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：Q=qV=qLSn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代表施工單位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。施工單位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。

2.4鉆孔爆破循環施工注意點

鉆孔爆破需要規劃好各個工序之間的銜接及配合，遵循準備、鉆孔、裝填炸藥、爆破、排煙、安全檢測、出渣的合理程序，建立高效的聯動機制。高效的循環不僅能提高生產效率、優化作業環境，還能減少安全問題的發生。在進行掘進循環作業的過程中，首先應當確定挖掘深度、計算鉆孔、裝藥爆破、出渣，臨時支護等程序的時間，再依據按日循環或按單循環周期次數為整數的標準對循環進尺進行適當的修改，直到滿足循環作業班次的具體需求。

2.5工程鉆爆中的塌方事故預防及處理措施

工程鉆爆屬于高危作業，存在發生塌方事故的風險概率，因此施工單位不止要做好塌方事故預防，還要準備應急處理方案，以便在塌方事故出現時，第一時間組織相關人員實施應急措施。比如依據工程設計的相關數據信息，在Revit以及Project軟件之中設置參數，制作出3D模型，從而反映出水利水電工程在鉆爆施工的可預見性問題，再制定應急措施，可以有效保障鉆爆施工的進度、鉆爆過程的安全以及質量控制。而在作業中，施工人員注意觀察布置炮孔時的鉆桿垂度，控制好鉆頭在孔內的升降速度，避免由于漿液沖刷孔壁以及負壓原因造成孔壁塌方。在鉆進成孔作業過程中應視地層、孔深的變化適當調整鉆進參數，并盡快配置泥漿，確保成孔質量[3]。

施工單位還需成立應急救援小組，并分設現場搶險救災班組、技術專家班組、物資供應保障班組、醫療救護班組、后勤保障班組、善后處理班組等工作隊，讓各個小隊各司其職，協同配合;同時，負責人要根據現場施工情況推行搶險救援崗位責任制，明確每個救援班組的工作責任，以便在險情發生時可以及時投入救援。搶救人員要根據隧洞發生的塌方范圍對被困人員情況進行預判，并迅速制定急救方法。

結束語：隧道鉆孔爆破技術在我國水利水電工程領域有著較大的應用空間，隨著我國爆破技術的快速發展，爆破設施與測量水平的日漸完善，隧洞爆破鉆孔的安全性有所提高，還應當根據水利水電工程的實際需要優化爆破技術的操作方法，有效控制爆破的成本，達到提高施工安全穩定性目標。

參考文獻：

[1]牛瑞祥.水利水電工程施工中隧洞鉆孔爆破技術分析[J].農業科技與信息，2020（8）：126-127.

[2]韓曉芬.水利水電工程施工中的新技術應用和環境保護探討[J].百科論壇電子雜志，2020（23）：174-175.

[3]劉錦東，王許峰，張文波.復雜條件下隧洞爆破施工技術方案研究[J].水利水電技術，2020（2）：11-12.