隧道工程控制爆破技術(shù)探討與應(yīng)用研究

周春林

（貴州凱里556000）

隧道工程控制爆破技術(shù)探討與應(yīng)用研究

周春林

（貴州凱里556000）

隧道工程控制爆破技術(shù)在我國隧道施工中已經(jīng)應(yīng)用了幾十年，但是炮眼利用率低、對圍巖的擾動一直影響著隧道施工，因此加強對隧道工程控制爆破技術(shù)的探究，對提高隧道施工質(zhì)量，降低施工成本具有重要的作用。本文結(jié)合隧道施工實例對隧道控制爆破技術(shù)進行了系統(tǒng)分析。

隧道工程；爆破技術(shù)；應(yīng)用

引言

控制爆破法成為了保證施工安全的重要舉措，因其施工簡單、成本低成為隧道開挖的主要施工方法，但是控制爆破法對隧道施工的質(zhì)量影響也比較大，需要準(zhǔn)確地使用控制爆破技術(shù)，一方面是巖石本身的物理特性影響爆破技術(shù)，另一方面爆破使用的炸藥量、爆破工藝等都會影響控制爆破技術(shù)的效果發(fā)揮。因此合理地掌握爆破技術(shù)，尤其是科學(xué)地計算出裝藥量、炮孔數(shù)量以及炮孔距離等對提高隧道的施工質(zhì)量具有重要的作用。

1　工程概況

某鐵路為國家Ⅰ級電氣化鐵路，設(shè)計時速為200km/h，主要工程為隧道工程，總長為8048m，為加快施工進度，施工分三個隧道口掘進：進口、出口及斜井。進口、斜井進洞位置最近的離居民房屋為30m，圍巖為Ⅳ、Ⅴ級圍巖，地質(zhì)巖性為碳質(zhì)板巖，該種巖石層理不明顯，遇水軟化易掉塊、坍塌，洞口復(fù)雜的環(huán)境，洞口地質(zhì)條件，不利于施工過程開挖斷面穩(wěn)定和超欠挖控制。因此，制定一套快速、安全的隧道控制爆破施工方案，有效地控制飛石、振動對周圍房屋的危害，有效控制隧道斷面超欠挖，確保隧道施工質(zhì)量和施工過程的安全，成為施工中的重難點問題。

2　隧道控制爆破技術(shù)復(fù)雜性分析

隧道開挖工程是一項復(fù)雜的工程，經(jīng)常使用的方法有兩種：①鉆爆法，這種方法的適用范圍比較廣泛，且施工工藝簡單，對工作人員的專業(yè)素質(zhì)要求較低，因此，施工成本較低，經(jīng)濟效益明顯。此外，鉆爆法能夠適用于一些巖石比較堅硬的地區(qū)。由于優(yōu)點眾多，可以預(yù)測，鉆爆法將是淺埋隧道爆破的主要方法之一。②盾構(gòu)法，這種方法的適用范圍比較小，但是也是一種不可或缺的淺埋隧道爆破施工方法之一，未來也有較為廣泛的應(yīng)用前景。淺埋隧道爆破施工比較復(fù)雜，容易產(chǎn)生很大的震動，對于巖土層比較薄的地區(qū)，很容易引起基巖破碎，因此，保證地質(zhì)的穩(wěn)定性成為施工中的重點和難點。比如一些隧道建立在城鎮(zhèn)附近，或者城鎮(zhèn)上方，施工為了避免給城鎮(zhèn)居民帶來影響，必須做好消除噪音的工作，同時減少震動帶來人們的恐慌。結(jié)合工程的實際情況，本工程隧道爆破施工的復(fù)雜性和難點主要體現(xiàn)在以下幾點：①工程規(guī)模較大，且地質(zhì)條件復(fù)雜，因此，爆破的次數(shù)較多，可能會給周圍的居民的生產(chǎn)生活造成不好的影響，同時，為了安全，需要多次爆破，這樣就耽誤了工期，同時也增加了成本。②由于工程規(guī)模較大，因此，涉及的區(qū)域也較多，為了節(jié)約時間，一般多個施工單位同時進行，這樣就會增加爆破作業(yè)的復(fù)雜性。③本工程所處區(qū)域的地質(zhì)條件比較復(fù)雜，而且比較多變，這就增加了隧道爆破施工的難度。第四，采用人性化的爆破控制后，對爆破參數(shù)及控制指標(biāo)要求更高。

3　施工方案

3.1總體思想

因該隧道工程以娟云母千枚巖為主，千枚巖遇水后會迅速的軟化，而且其地形非常復(fù)雜，經(jīng)過多方論證，最后采取地表注漿加固形式對滑坡進行處理后進行進洞施工?；谒淼赖匦伪容^復(fù)雜，隧道開挖面積要達到110m2，因此根據(jù)施工現(xiàn)場的環(huán)境以及施工設(shè)備可以采取上、下臺階法開挖，選擇2#的巖石乳化炸藥，鉆孔的直徑為42mm，采取并聯(lián)分段毫秒導(dǎo)爆管。上斷面開挖44m2，下斷面開挖56m2，它們都采取水平炮孔開挖方式。

3.2工程流程

工程流程見圖1。

圖1　工藝流程圖

3.3施工方案

為了確保隧道掘進施工安全，施工采用臺階法，Ⅳ級采用兩臺階法、Ⅴ級采用三臺階七步開挖法。

3.3.1炮孔的數(shù)量以及炮孔直徑

根據(jù)工程的實際環(huán)境以及巖石的堅硬程度，并且結(jié)合爆破技術(shù)的原理，來確定在工程的掌子面確定炮孔的數(shù)量，一般在確定炮孔數(shù)量時選擇的公式是：

根據(jù)公式可以準(zhǔn)確地計算出該工程的炮孔數(shù)量應(yīng)該為160個，其中：N-炮孔的數(shù)量（個）；s-掘進斷面積（m2）；f-巖石堅固性系數(shù)。

3.3.2裝藥量的計算及分配

裝藥量的多少會對爆破效果的好壞產(chǎn)生重要影響，如果藥量不足或者過多，都會影響工程的質(zhì)量，因此要合理地確定具體的裝藥容量，合理的藥量要根據(jù)炸藥的性能和質(zhì)量等多方面進行確定，但是由于施工環(huán)境具有很多的不可計算的因素，因此在確定炸藥容量時多根據(jù)以下公式進行計算：

Q=qV

式中：Q-爆破循環(huán)需要的炸藥量；q-爆破每立方米所需要的炸藥的消耗量（kg/m3）；V-一個循環(huán)近尺所爆落巖石的總體積，即V=IS，m3。

圖2?、艏墖鷰r二臺階法炮眼布置及起爆順序圖（單位：cm）

圖3?、艏墖鷰r二臺階法施工掏槽眼布置圖（單位：cm）

圖4?、跫墖鷰r三臺階法炮眼布置及起爆順序圖（單位：cm）

3.3.3爆破參數(shù)確定

表1　Ⅳ級圍巖二臺階法施工上臺階爆破參數(shù)表

3.3.4起爆網(wǎng)路

起爆網(wǎng)路聯(lián)接采用簇聯(lián)，用電雷管起爆導(dǎo)爆管非電起爆系統(tǒng)。起爆網(wǎng)路采用孔內(nèi)微差起爆網(wǎng)路，其起爆順序根據(jù)不同的圍巖級別設(shè)置，且起爆電雷管、傳爆非電雷管必須采用雙發(fā)雷管，確保起爆的可靠性（見圖5、圖6，僅列Ⅳ級圍巖上、下臺階）。

圖5?、艏墖鷰r二臺階法上臺階起爆網(wǎng)絡(luò)圖

3.3.5爆破振動安全檢算

圖6?、艏墖鷰r二臺階法下臺階起爆網(wǎng)絡(luò)圖

4　結(jié)束語

綜上所述，隧道工程施工較為復(fù)雜，涉及的因素較多，加強對隧道控制爆破技術(shù)的研究對提高隧道工程質(zhì)量、降低施工成本具有重要的作用，因此在進行隧道施工前要制定準(zhǔn)確的爆破施工方案，并且準(zhǔn)確的按照施工環(huán)境以及施工設(shè)備等計算炸藥的使用量以及炮孔的布置數(shù)量以及位置等，以此實現(xiàn)爆破效果達到預(yù)期的目的。

[1]謝興洋，毛彪.方家山核電隧道爆破工程概述[J].價值工程，2011（17）：89～90.

[2]姚奎.新白巖寨隧道光面爆破施工技術(shù)[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2009（06）：34～35.

[3]傅麗貞.隧道控制爆破技術(shù)問題探討[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2012（07）：148.

U455.6

A

1673-0038（2015）14-0070-03

2015-1-21

周春林，漢族，湖南芷江人，工程師，大專，主要從事爆破方面的工作。