復雜條件下隧道爆破施工技術方案探討

摘要：隧道施工經常會遇到復雜的施工條件，由此加大了施工難度。為了研究這種條件下隧道爆破施工的技術問題，通過實際驗證，對爆破施工設計進行深入分析，并詳細研究了相應減震技術。以某隧道爆破施工為例，基于施工周圍的地質條件，提出了總體爆破設計方案，同時通過應用一系列減震技術，最大程度上降低震動對施工的影響。通過研究分析整體的施工效果，相關成果可為同類項目帶來借鑒參考。

關鍵詞：隧道爆破；變形監(jiān)測；減震技術；炮眼

0" "引言

進行隧道施工過程中，經常遇到復雜的施工條件，如跨度大和高邊墻等，由此導致施工具有較高危險性。復雜的施工條件大大增加了隧道爆破施工設計的難度，不僅要考慮到周圍環(huán)境，也要保障相關人員的安全。在實際進行爆破施工設計過程中，需要根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，合理選擇爆破技術，有效控制爆破效應，保障施工取得理想的效果，消除復雜地質條件的不良影響。本文以某隧道爆破施工為例，基于施工周圍的地質條件，提出了總體爆破設計方案，同時通過應用一系列減震技術，最大程度上降低震動對施工的影響。

1" "工程概況

某隧道工程長270m，屬于單拱短隧道，縱坡為1%，最大埋深為50.4m。在設計斷面開挖尺寸時，最大寬度為12.2m，半圓拱半徑為6.1m。隧道兩端地勢較低，進出口都位于洼地邊緣，地形具有較大起伏，部分基巖處于裸露狀態(tài)，相對高差為47m左右。隧道呈西北走向，開挖進口端附近有一處民用電纜線，與上方山頂垂直高度為50m，水平方向不到100m處有一棟民房，其他地域存在部分山體、荒地。

2" "爆破施工技術方案設計

在該工程實際開挖過程中，對于上臺階、下臺階都采用爆破開挖法。在上臺階開挖過程中，為了更好地清碴，將每循環(huán)爆破進尺設為3.0～3.2m，在其開挖30m之后，再開挖下臺階。爆破開挖輪廓如圖1所示。

2.1" " 上臺階爆破開挖

爆破施工過程中，要想取得理想的爆破效果，就要合理設計爆破參數(shù)。相關工作人員要重視該項工作的開展，根據(jù)工程的實際要求，科學設計各種爆破參數(shù)，確保隧道施工的順利進行。一般情況下，爆破參數(shù)主要有炮眼數(shù)量、單位炸藥消耗量以及裝藥直徑等，要根據(jù)實際施工要求和現(xiàn)場的具體情況，合理確定這些參數(shù)[1]。同時，要合理選擇掏槽方式。

在實際開挖過程中，為了有效控制隧道周壁的平整度，選擇光面爆破方式，同時結合水平楔形孔挖槽法進行作業(yè)。在設計掏槽孔時，在其中心位置設置破碎孔。對其先進行起爆，以為掏槽孔奠定良好的基礎，增強掏槽爆破的效果。一般情況下，設置3個破碎孔，其直徑為42mm。根據(jù)相關工程的經驗，只有將破碎孔設置在既定位置，才能保障掏槽效果。崩落孔孔距為80cm，鉆孔深度為3.0m，炮眼直徑為42mm。

在工程實際施工過程中，炮眼直徑這一參數(shù)與諸多因素相關，如鉆眼效率、巖壁的完整程度以及炸藥的實際消耗量等，為此應在綜合考慮以上因素基礎上，合理設定這一參數(shù)。單位炸藥消耗量直接決定著爆破效應的強弱，并對施工區(qū)域內的諸多因素有著一定的影響，如巖石破碎情況、圍巖穩(wěn)定性以及分散距離等。應根據(jù)現(xiàn)場巖層性質，合理調整單位炸藥消耗量。相關人員在設計過程中，不僅要考慮到具體要求，還要結合炸藥的情況，合理確定單位炸藥量。

間隔60cm分別設置3個破碎孔，在空孔左右兩邊，各設置一排楔形掏槽孔，傾斜角度為75°，并與空孔保持190cm的間距，按照80cm×80cm設置輔助孔[2]。對于上臺階炮孔，共設計18個段位，合理控制掏槽孔和周邊孔之間的時間間隔。對于上臺階一次掘進爆破參數(shù)，具體如表1所示。

2.2" " 下臺階開挖

下臺階具有良好的爆破條件，具有較多的臨空面以及比較自由的減震空間，對炮孔的夾制比較小。為了降低爆破對隧道的影響，最好選擇松動爆破的方式進行，以有效控制超欠挖。在布置下臺階炮孔時，主要設置兩排炮孔，炮孔之間的孔距為1.2m，孔深3.6，m，單孔裝藥量為3.0kg，累計裝藥量為30kg[3]。

2.3" " 爆破振動安全校核與變形監(jiān)測

該工程爆破震動對周邊環(huán)境會產生一定的影響。根據(jù)相關規(guī)定，結合爆破巖石的實際情況，計算爆破點的周圍環(huán)境允許的最大振動速度，以確定某段單響允許藥量與相應建筑物之間的爆心距。然后根據(jù)爆破點與相應建筑物的距離，合理選擇最大一次單響裝藥量，避免其損壞隧道。同時，根據(jù)使用的雷管類別，合理確定設計方案[4]。另外，在完成爆破后，還應對變形情況進行監(jiān)測。在該工程施工過程中，應對地質情況進行觀察，并對隧洞周邊位移進行量測。

3" 減震技術措施與設計要點

3.1" " 減震技術措施

在該工程施工中，應根據(jù)相關規(guī)定的要求，結合周邊建筑到爆源中心的距離，科學確定安全控制半徑，并對每次爆破單孔裝藥量進行估算。根據(jù)實際環(huán)境條件，在開挖過程中，采用上下臺階分次起爆的方式，合理控制每次爆破的循環(huán)進尺和爆破規(guī)模。在布置炮孔時，按照淺密的基本原則合理分配單孔裝藥量，確保其分布的均勻性。為了減輕爆破地震強度，可以采用微差爆破。另外，可在炮孔間設置空孔，這樣不僅可以減震，還能增強圍巖的穩(wěn)定性。

3.2" " 設計要點

3.2.1" "掏槽爆破技術

在隧道開挖爆破施工過程中，掏槽爆破是一項不可缺少的重要技術，其對爆破開挖效果有著直接的影響。同時，隧道的掘進進尺主要取決于掏槽孔的深度。掏槽爆破對巖石具有較大的夾制作用，且耗藥量比較大，產生的爆破震動也比較大。可通過采用楔形掏槽方式（這種方式夾角較小，沒有夾制[5]），減小掏槽爆破的地震動強度。采用楔形掏槽方式，不僅能夠減小爆破地震效應，也能防止建筑物受到影響，具有良好的應用效果。

3.2.2" "水壓光面和毫秒延時爆破技術

在進行隧道輪廓施工的過程中，具有較強的實用性，應用水壓光面爆破技術，不僅可以起到減震的效果，還能保障圍巖的穩(wěn)定性。在風化較為嚴重的地質環(huán)境下，使用該技術具有更為明顯的效果[6]。

另外，為了有效控制單響裝藥量、減輕震動的影響，可采用微差起爆技術，并要嚴格控制起爆順序。這樣不僅能夠保障已建隧道的安全，也能降低爆破對周圍其他隧道的影響。

3.2.3" "設置減震干擾孔

在當前的施工過程中，主要有兩種方法來減輕爆破對建筑物的影響：一種利用自然斷層，另一種利用人造裂縫。該工程是公共采用增加空孔的方式來減震。通過設置減震干擾孔，阻斷應力波的傳播，可使其能量在空中得到釋放，不再繼續(xù)傳播[7]。另外，設置減震干擾孔，可以使得巖石中的應力波波形發(fā)生畸變，進而轉變其傳播頻率，使其能量頻段被分散。因此減震干擾孔的設置具有良好的減震作用。

3.2.4" "延時干擾減震技術

應將各炮孔延時控制在相應時差內，以使爆破震波互相干擾，進而抵消，實現(xiàn)孔間干擾減震。這樣就能通過爆破試驗，準確預測爆破地震波主波頻率，從而起到減震的效果。

4" "爆破施工技術施工要點

4.1" " 爆破施工設計

在隧道工程施工過程中，爆破施工是其中的重要組成部分。由于該工程條件比較復雜，所以相關工程設計人員要根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，合理繪制布孔圖，選擇最佳的爆破參數(shù)，一旦出現(xiàn)意外情況，及時對相應參數(shù)進行調整，保障施工設計方案與實際要求相符[8]。

4.2" " 鉆孔與驗孔

在進行鉆孔作業(yè)的過程中，要根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況，合理選擇相應設備。比較常見的有風動式鑿巖機鉆，可以根據(jù)實際需求進行調整。在完成鉆孔后，需由相關人員進行質量驗收工作，將其與鉆孔參數(shù)進行對比，確保其偏差沒有超出正常范圍，才能繼續(xù)進行施工。若偏差較大，及時進行溝通協(xié)商，對其進行處理。

4.3" " 裝藥與堵塞

根據(jù)設計標準進行裝藥，確保其符合相應規(guī)范要求。在完成裝藥作業(yè)后，可以使用黃泥處理孔內堵塞。在實際操作過程中，不僅要保障堵塞質量，也要防止其損壞導爆管，不利于后續(xù)操作。

4.4" " 防護與起爆

爆破作業(yè)具有較大的威力，為了避免其影響周圍構造，相關人員應對爆破效應進行深入分析，科學劃分可能影響的范圍，并采取相應的防護設施。在實際進行起爆作業(yè)之前，要劃定爆破警戒區(qū)，撤離所有人員，做好安全防護準備，最后再完成起爆作業(yè)[9]。另外，為了確定爆破效果，需要進行爆后檢查，做好相應處理工作，確保后續(xù)施工作業(yè)能夠順利進行。

5" "結束

本文以某隧道爆破施工為例，基于施工周圍的地質條件，提出了總體爆破設計方案，同時通過應用一系列減震技術，最大程度上降低震動對施工的影響。通過研究分析整體的施工效果，在該隧道爆破方案設計中，采用了分階段爆破掘進的方式。這樣不僅能夠監(jiān)測對周邊環(huán)境的影響，也能夠提升掘進速度。

在掏槽時，采用水平楔形的掏槽方式會產生較大的爆破振動效應，所以應在保障掏槽效果基礎上，有效控制破碎孔單孔裝藥量。同時，為了降低爆破危害，應科學確定最大允許一次單段起爆藥量。在使用電子數(shù)碼雷管時，為了取得最理想的爆破效果，應合理控制炮孔延遲時間。

參考文獻

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