光面爆破施工技術(shù)在京臺線建甌至閩侯高速公路天龍山隧道中的應(yīng)用

鄭一榜

摘 要：在隧道掘進(jìn)的過程當(dāng)中，如果使用一般的方法會在一定程度上破壞圍巖，對圍巖的穩(wěn)定性造成影響，并產(chǎn)生嚴(yán)重的安全事故。而光面爆破就是能夠?qū)Ρ频淖饔梅秶M(jìn)行控制，并讓圍巖保持穩(wěn)定的一種隧道施工技術(shù)。文章在基于光面爆破的原理和現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對光面爆破施工技術(shù)在京臺線建甌至閩侯高速公路天龍山隧道中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：光面爆破；高速公路；隧道裝藥；結(jié)構(gòu)

中圖分類號：U455.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）05-0044-02

隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展提速，高速公路隧道的施工變得越來越重要，在隧道掘進(jìn)的過程中，如果使用一般的方法會在一定程度上破壞圍巖，對圍巖的穩(wěn)定性造成影響，并發(fā)生嚴(yán)重的安全事故。而光面爆破就是能夠?qū)Ρ破淖饔梅秶M(jìn)行控制，并讓圍巖保持穩(wěn)定的一種施工技術(shù)。

京臺線建甌至閩侯高速公路天龍山隧道為雙幅二車道單向行駛高速公路隧道，隧道左幅長約6 500 m，右幅長約6 500 m，合計(jì)共約13 000 m。隧道主要為II級圍巖和III級圍巖，II級圍巖占隧道總的長約46.51%，III級圍巖約占隧道總長的約四成，其余為IV級和Ⅴ級圍巖。在以往的光面爆破施工經(jīng)驗(yàn)和參考相關(guān)資料來看，研究圍巖的特性是很有必要的，在本工程中認(rèn)真分析圍巖類別以及巖脈的情況，仔細(xì)計(jì)算出裝藥的量、合理的布置炮眼位置，經(jīng)過多次的試驗(yàn)和調(diào)整，制定出適用于II級、III級圍巖光面爆破施工工藝和參數(shù)，取得了較好的效果。

1 光面爆破的概念及現(xiàn)狀

1.1 光面爆破的概念

隨著隧道建設(shè)的發(fā)展速度越來越快，光面爆破作為一種高效的爆破技術(shù)的應(yīng)用也變得越來越廣泛。光面爆破的原理就是對巖石的抗劈能力進(jìn)行利用，通過合理的使用方法和正確的爆破參數(shù)讓光面爆破沿周邊劈裂開，并對隧道周圍圍巖幾乎不產(chǎn)生破壞，是目前我國進(jìn)行隧道施工中較為常用的爆破方法。其主要工作方式是在開挖面預(yù)定爆破線上，布置一排周邊眼，采用弱型裝藥結(jié)構(gòu)，并和炮眼孔之間留有一定的縫隙，這樣就能夠在同一時起爆的時候，利用爆破沖擊波的力，令相鄰的炮眼形成輪廓裂縫。由于采用了弱型裝藥，爆破后的巖層比較精確的斷裂下來，不會損害到巖層原有的穩(wěn)定性和整體性，讓施工的安全性得到有效的提高。

1.2 光面爆破的現(xiàn)狀

隨著我國高速公路建設(shè)的不斷加快，隧道施工水平也得到了提高，光面爆破施工技術(shù)在高速公路隧道工程中的應(yīng)用越來越廣泛。光面爆破技術(shù)的優(yōu)勢明顯，例如，在避免隧道施工中發(fā)生欠挖和超挖等危險(xiǎn)現(xiàn)象和事故，降低施工成本，加快施工速度，節(jié)省時間，讓隧道的施工質(zhì)量得到強(qiáng)有力的保證。當(dāng)隧道進(jìn)行光面爆破施工工作之后，隧道的周圍將會形成一個平整光滑的邊壁。這時，在隧道的斷面符合相關(guān)的施工輪廓要求的前提下，不損害圍巖，讓圍巖自身的完整性和承載力得到保證，從而在一定程度上降低了隧道施工的維護(hù)工作難度。另一方面，如果隧道的施工地理位置存在發(fā)育的地下水，那么隧道就必須要進(jìn)行防水板的掛設(shè)，防止?jié)B水的滴水的情況出現(xiàn)，確保施工質(zhì)量不受影響。在隧道施工的過程中采用光面爆破施工技術(shù)，可以確保隧道圍巖在爆破的過程中不會受到由于爆破所產(chǎn)生的劇烈振動的影響，確保隧道巖石的穩(wěn)定性達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，使隧道的施工工作和進(jìn)度能夠順利進(jìn)行。

2 光面爆破施工技術(shù)在京臺線建甌至閩侯高速公路

天龍山隧道中的應(yīng)用

2.1 光面爆破方案的確定和原則

對于京臺線建甌至閩侯高速公路天龍山隧道的光面爆破施工方案，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際的施工情況來進(jìn)行詳細(xì)的考慮和安排，在施工的現(xiàn)場，需要根據(jù)相關(guān)的隧道施工要求、規(guī)范，以及工程地質(zhì)的調(diào)和工作，確定光面爆破施工方案是否適用。根據(jù)分析，京臺線建甌至閩侯高速公路天龍山隧道更適合使用預(yù)留光爆層法來進(jìn)行爆破，目前大多數(shù)隧道都采用了這一種光面爆破方法。在進(jìn)行光面爆破施工之前，要合理布置炮孔，優(yōu)化爆破參數(shù)，讓爆破的整體效果得到有效的提升，實(shí)現(xiàn)對開挖輪廓的更好控制。

2.2 爆破參數(shù)的確定及測量放線

光面爆破的炮眼可分為掏槽眼、輔助眼、周邊眼和底板眼，而周邊眼的設(shè)置是光面爆破最重要的因素之一，合理的周邊眼布置可以讓爆破后的圍巖光滑平順，殘眼率能達(dá)到90%以上。

周邊眼設(shè)置的主要參數(shù)有最小抵抗線、炮眼直徑、泡孔間距、以及裝藥量等方面。最小抵抗線是指周邊炮孔要爆落的巖石層的厚度，實(shí)踐證明，不同的巖石最小低線大小與巖石光面爆破效果通常是有關(guān)系的，當(dāng)最小線太小時，就會有過大的爆震效應(yīng)，從而導(dǎo)致過度分散爆破在挖掘的形成。因此，確定合理的巖石抵抗線主要是提高光面爆破的有效途徑。而周邊眼的間距也是直接決定光面爆破的效果，所以周邊眼和最小抵抗線的布設(shè)一般原則是：軟巖和層理節(jié)理發(fā)育的巖層上，眼距應(yīng)小而抵抗線應(yīng)大，在堅(jiān)硬穩(wěn)定的巖層上，眼距應(yīng)大些，抵抗線應(yīng)小些。而炮眼直徑及裝藥量的確定將會直接影響隧道施工的成本和施工的效率。在京臺線建甌至閩侯高速公路天龍山隧道的光面爆破施工中，根據(jù)對施工現(xiàn)場的施工設(shè)備實(shí)際情況、演示的特性、炸藥的性能以及隧道工程的具體要求等多方面因素進(jìn)行綜合的考慮和多次的試驗(yàn)調(diào)整，得出了II級、III級圍巖周邊眼的設(shè)計(jì)參數(shù)，具體見表1。

考慮到天龍山隧道II、III級圍巖的開挖斷面較大，采用復(fù)式楔形斜眼掏槽，經(jīng)過試驗(yàn)，掏槽眼的參數(shù)見表2。

2.3 光面爆破的施工

在隧道的施工過程當(dāng)中，圍巖的變化很大，需要選擇最適合的裝藥結(jié)構(gòu)和起爆網(wǎng)絡(luò)，在天龍山隧道II、III級圍巖的光面爆破施工中，周邊眼的裝藥是采用了徑向不耦合間隔裝藥結(jié)構(gòu)，不耦合系數(shù)為1.5～2。所有炮眼統(tǒng)一裝Φ32標(biāo)準(zhǔn)藥卷，周邊眼間隔裝藥，孔口用炮泥堵塞。起爆順序?yàn)樘筒垩邸o助眼→周邊眼，采用多段微差毫秒雷管由里向外起爆，其中周邊眼比輔助眼跳2段，間隔時間為50 ms，且用同一段雷管同時起爆。

2.4 爆破安全及措施

在京臺線建甌至閩侯高速公路天龍山隧道的光面爆破施工當(dāng)中，安全問題非常的重要，因此，必須控制好爆破的安全距離，防止事故的發(fā)生，對地震波、空氣沖擊波以及飛石的影響范圍進(jìn)行認(rèn)真的驗(yàn)算，讓周圍結(jié)構(gòu)物的安全得到保證。爆破的主要危害是飛石和地震波對周圍結(jié)構(gòu)物的影響，在進(jìn)行爆破施工的時候，一定要保證所有人員撤離現(xiàn)場，保持好相應(yīng)的安全距離。如果發(fā)現(xiàn)有盲炮，應(yīng)該及時處理；設(shè)置警戒線在危險(xiǎn)區(qū)的邊界，禁止進(jìn)行其它作業(yè)。

3 隧道光面爆破施工技術(shù)應(yīng)注意的幾個事項(xiàng)

在確定隧道施工方案時，需要考慮現(xiàn)場的地質(zhì)條件，施工工藝的隧道位置所需的鉆井設(shè)備，爆破器材及相關(guān)施工設(shè)備的工作狀態(tài)等多方面的因素來進(jìn)行綜合性的考慮和決定。值得注意的是，隧道開挖施工與爆破方法之間有著十分密切的關(guān)系。所以，光面爆破施工應(yīng)遵循以下原則：

①每次進(jìn)行循環(huán)爆破工作后，爆破范圍及周遭環(huán)境都需要進(jìn)行通風(fēng)一段時間后，施工員才能夠進(jìn)入隧道洞中進(jìn)行詳細(xì)和全面的觀察，觀察的主要內(nèi)容是查看圍巖周邊的光面爆破效果，假如發(fā)現(xiàn)爆破效果達(dá)不到預(yù)計(jì)的情況，需要立刻和施工人員進(jìn)行溝通和改進(jìn)。

②進(jìn)行鉆孔工作前，施工人員必須嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)圖紙所表示出的鉆爆設(shè)計(jì)，標(biāo)記出孔的位置和編號；如果標(biāo)識出的孔位置與上次的殘孔位出現(xiàn)一致時，必須采取適當(dāng)?shù)囊莆?，不?zhǔn)在殘孔內(nèi)進(jìn)行鉆孔工作。

③必須確保鉆井工作的質(zhì)量。在鉆井過程中，要注意的是不能夠出現(xiàn)漏鉆或者多鉆等情況出現(xiàn)，對于孔位、孔深和角度等數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行研究、準(zhǔn)確的控制，同時，鉆孔工作的質(zhì)量是確保隧道光面爆破施工技術(shù)效果的基礎(chǔ)和前提。

④連線工作必須認(rèn)真細(xì)致，完成連線工作后施工人員必須要認(rèn)真仔細(xì)的清點(diǎn)數(shù)量，特殊情況要進(jìn)行復(fù)核，對聯(lián)結(jié)塊上的上下級導(dǎo)管必須進(jìn)行牢固捆扎，鋼制出現(xiàn)漏爆拒爆等危險(xiǎn)事故。

4 結(jié) 語

綜上所述，在京臺線建甌至閩侯高速公路天龍山隧道的光面爆破施工中應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際圍巖情況來確定爆破參數(shù)非常重要。另外，在隧道開挖施工過程當(dāng)中也應(yīng)該時刻關(guān)注圍巖的變化情況，隨時對爆破參數(shù)做出調(diào)整，并應(yīng)該合理的選擇和優(yōu)化炸藥品種和裝藥結(jié)構(gòu)，讓光面爆破的施工能夠順利的進(jìn)行。

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