隧洞鉆孔爆破技術(shù)的發(fā)展及其在工程施工中的應(yīng)用探討

朱常輝

（湖南楚禹建設(shè)工程有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410000）

隧洞鉆孔爆破技術(shù)的發(fā)展及其在工程施工中的應(yīng)用探討

朱常輝

（湖南楚禹建設(shè)工程有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410000）

在進(jìn)行水利水電隧洞工程施工時(shí)，鉆孔爆破技術(shù)是最為常用的一種施工方法，且爆破技術(shù)水平的高低直接決定了工程施工進(jìn)度與安全?；诖?，本文簡(jiǎn)單概述了隧洞爆破的情況，并對(duì)水利水電工程施工中隧洞鉆孔爆破技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，以供參考。

水利水電工程；隧洞施工；鉆孔爆破技術(shù)

1 引言

在水利水電工程建設(shè)中，隧洞施工是一項(xiàng)重要的工序。近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，鉆孔爆破技術(shù)已經(jīng)在水利水電隧洞施工中得到了廣泛的應(yīng)用，本文即對(duì)此展開了具體分析。

2 隧洞爆破的概況

2.1 我國(guó)隧洞爆破技術(shù)發(fā)展概況

在我國(guó)成立的初期階段，爆破工程的施工通常都是使用黑火藥來(lái)進(jìn)行的，這種方式的安全性較差，且爆破施工的效率也較低，作用范圍也相對(duì)較小。進(jìn)入50年代以后，就開始運(yùn)用硝化甘油炸藥、二號(hào)巖石炸藥進(jìn)行爆破施工了，且此階段，電雷管、風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)等設(shè)備與機(jī)械也得到了一定的應(yīng)用。60、70年代的爆破施工一般采用預(yù)裂爆破技術(shù)、光面爆破技術(shù)進(jìn)行，通過(guò)這些爆破技術(shù)的廣泛運(yùn)用，大大提升了爆破工程施工效率與施工質(zhì)量。80年代之后，爆破施工技術(shù)得到了一定程度的改善與優(yōu)化，并逐步達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。而現(xiàn)階段，我國(guó)爆破技術(shù)的發(fā)展逐漸成熟，并且已經(jīng)開始采用全面化的機(jī)械化施工，能夠與國(guó)際先進(jìn)爆破技術(shù)齊平發(fā)展。

2.2 隧洞爆破相關(guān)方法

2.2.1 淺孔爆破法

在采用淺孔爆破法進(jìn)行爆破施工時(shí)，需要將延長(zhǎng)藥包放置于深度不超過(guò)5m、直徑不大于75mm的圓柱形炮孔下。通過(guò)運(yùn)用此爆破方法而破碎的巖石比較均勻，且只需要減少的炸藥量就可實(shí)現(xiàn)，鉆孔設(shè)備操作較為簡(jiǎn)便，極易掌握，所以在爆破工程施工中得到了廣泛的應(yīng)用。對(duì)于淺孔爆破法，其主要適合在較狹窄的地形中運(yùn)用，例如基坑、隧洞等處的爆破施工，但該爆破施工方法的實(shí)際爆破量較小，鉆孔效率也較低。

2.2.2 隧洞掘進(jìn)爆破

在水利水電工程施工中，灌漿洞、導(dǎo)流洞等地下工程開挖施工具有十分重要的作用，鉆孔爆破技術(shù)因其自身具有較低的施工成本、較強(qiáng)的適應(yīng)性等優(yōu)勢(shì)，一般適用于短隧洞、堅(jiān)硬巖石隧洞、破碎巖石隧洞的爆破施工。同時(shí)，爆破開挖工程還是地下工

程建設(shè)的重要內(nèi)容，其直接聯(lián)系著圍巖、后續(xù)施工、施工進(jìn)度，是一項(xiàng)具有關(guān)鍵性作用的施工工序。

3 水利水電工程施工中隧洞鉆孔爆破技術(shù)分析

3.1 定向爆破筑壩技術(shù)

定向爆破筑壩技術(shù)主要用于在陡峭的岸坡上布設(shè)炸藥、定向松動(dòng)崩塌，或是將因爆炸而爆落的巖石運(yùn)至預(yù)設(shè)的區(qū)域，并將其用于河道的攔截，之后再根據(jù)工程需求進(jìn)行相應(yīng)的人工調(diào)整，最終使得壩體與工程需求相一致。對(duì)于定向爆破筑壩技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，主要包括以下幾方面的內(nèi)容：①對(duì)施工機(jī)械、施工路程的要求低，并且也不需要一些大型的施工設(shè)備、機(jī)械進(jìn)行施工。②通過(guò)該技術(shù)的運(yùn)用，可以使得全部的爆破過(guò)程包括了采石、運(yùn)輸以及填筑等施工，大大節(jié)省了工程成本與勞動(dòng)的投入。③在施工進(jìn)度方面，一次性爆破堆積的高度可以達(dá)到攔洪高程要求，有利于渡訊，并且還能大大節(jié)省圍堰工程施工成本。

但將定向爆破筑壩技術(shù)運(yùn)用于水利水電工程施工過(guò)程中時(shí)，其還具有以下缺陷需要不斷完善：①通過(guò)采用定向爆破筑壩技術(shù)進(jìn)行爆破施工，一般會(huì)在爆破區(qū)域內(nèi)形成危巖險(xiǎn)坡，在一定的時(shí)間內(nèi)會(huì)對(duì)邊坡的穩(wěn)定性造成影響。②因爆破施工而產(chǎn)生的巨大的沖擊作用會(huì)對(duì)藥包造成一定的損壞，且還會(huì)對(duì)壩肩基巖造成嚴(yán)重的影響，最終增加繞壩滲流。但是，只要壩體超過(guò)了100m，必然會(huì)影響到工程施工中防滲方法發(fā)揮的作用與價(jià)值。③采用定向爆破筑壩技術(shù)而產(chǎn)生的堆積大都不均勻沉陷計(jì)劃較大。④因受到爆破施工的影響，導(dǎo)流洞與輸水洞有可能會(huì)對(duì)洞口造成堵塞。但就目前情況來(lái)看，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，爆破技術(shù)與防滲技術(shù)也得到了進(jìn)一步發(fā)展，這使得定向爆破筑壩技術(shù)的運(yùn)用缺陷得到了較大的改善與優(yōu)化。

但定向爆破筑壩技術(shù)的應(yīng)用需要滿足以下條件：①對(duì)于地勢(shì)，應(yīng)當(dāng)盡量選在河谷狹隘、岸坡陡峻的地勢(shì)中進(jìn)行爆破筑壩施工。如果是在山區(qū)，則山的高度與厚度最少要超過(guò)工程計(jì)劃壩高的兩倍。②對(duì)于地質(zhì)需求，爆破區(qū)域的巖性要均勻，且其強(qiáng)度也需較高，風(fēng)化情況較弱，具體構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，覆蓋層、地下水位較低且滲水量也要較小。除此之外，如果要進(jìn)行水工方面的施工，則壩體的防滲比通常較高，此時(shí)需要選用斜墻防滲方法進(jìn)行。此外，如果有必要，對(duì)于工程泄水與導(dǎo)流的出口，應(yīng)盡可能使其處于堆積范圍之外，從而有效避免其受到爆破產(chǎn)生的顫動(dòng)作用的影響。

3.2 巖塞爆炸技能

巖塞爆炸技能實(shí)質(zhì)上是一種水下操控爆炸方法，通常適用于已建完成的水庫(kù)或者是天然湖泊中，當(dāng)需要修建取水、發(fā)電、泄洪建筑物隧洞取水口時(shí)，可以選用巖塞爆炸技能進(jìn)行相應(yīng)的施工，進(jìn)而有效避免在深水中形成圍堰。一般情況下，巖塞主要位于水庫(kù)底洞、隧洞的結(jié)尾部位，當(dāng)完成了洞內(nèi)工程之后，需要對(duì)巖塞進(jìn)行炸除，從而實(shí)現(xiàn)連通洞與庫(kù)、湖的目的。由此可以看出，運(yùn)用巖塞爆炸技能進(jìn)行隧洞鉆孔爆破施工的優(yōu)勢(shì)主要包括：①當(dāng)水位發(fā)生上漲情況時(shí)，不會(huì)對(duì)工程造成任何影響，且氣候等客觀因素的變化也不會(huì)對(duì)正常施工造成影響。②不需要建設(shè)圍堰工程，這在很大程度上節(jié)省了工程施工成本。③通過(guò)采用巖塞爆炸技能進(jìn)行工程施工，能夠縮短工期，提高施工效率，降低工程投資。④在實(shí)際施工過(guò)程中，不會(huì)對(duì)水利水電工程的正常運(yùn)行造成影響。

3.3 預(yù)裂、光面爆炸技能

預(yù)裂爆炸技能實(shí)質(zhì)上是指在進(jìn)行爆炸開挖施工時(shí)，在工程事先規(guī)劃開挖的概括線上布置密布孔，并在孔內(nèi)裝置少量的炸藥，然后將開挖概括事先爆炸成縫河，有效避免爆炸區(qū)域外保存的巖體與建筑物等受到損壞。光面爆炸技能則是指依據(jù)工程規(guī)劃需求，在開挖的概括線上布置平行炮孔，并確保炮孔之間的距離不要太長(zhǎng)，然后對(duì)其裝置少量的炸藥，最后再共同引爆。

通過(guò)光面爆炸技能的運(yùn)用，不僅能夠完全爆炸工程規(guī)劃概括線內(nèi)的巖石，還能在一定程度上對(duì)概括線外的圍巖進(jìn)行有效的保護(hù)。同時(shí)，通過(guò)采用光面爆炸技能進(jìn)行施工，還能在圍巖面上留置清晰的孔痕，進(jìn)而獲得一個(gè)完好的斷面，保證了圍巖的穩(wěn)定性。所以，通常情況下，在進(jìn)行地道爆炸施工時(shí)，光面爆炸技能是首要的選擇，該技能可以最大限度的滿足工程施工需求，并且還能確保工程施工效果得到充分的發(fā)揮。圖1為某工程采用光面爆炸方法進(jìn)行施工時(shí)的炮眼的布置及起爆順序。

圖1 光面爆破炮眼排列及起爆順序圖

除此之外，將預(yù)裂爆炸、光面爆炸應(yīng)用于水利水電工程施工中，還能對(duì)工程開挖面進(jìn)行有效的控制，進(jìn)而最大限度的保證工程邊坡、圍巖的穩(wěn)定性；并且還能夠使得工程施工效率得到較大的提升，以及降低工程施工成本。

3.4 地道掘進(jìn)爆炸

水利水電工程中，導(dǎo)流洞、飲水洞等都需要進(jìn)行開挖施工。爆破開挖是進(jìn)行地下工程施工的重要基礎(chǔ)與前提，鉆爆法因其具有較強(qiáng)的地質(zhì)適應(yīng)性及施工成本較低等優(yōu)勢(shì)，在堅(jiān)固巖石隧洞、短隧洞等工程施工中得到了廣泛運(yùn)用。在進(jìn)行地道掘進(jìn)爆炸施工時(shí)，照明、通風(fēng)噪音等環(huán)境因素都會(huì)對(duì)施工造成較大的影響，再加上爆炸施工通常會(huì)與支護(hù)施工、出渣輸送等工序交叉施工，這大大增加了爆炸施工的困難。

除此之外，爆炸工作面也較少，巖石還會(huì)對(duì)其造成夾制作用，破碎單位體積巖石耗藥量也較高，這些都對(duì)爆炸施工質(zhì)量提出了更高的要求。爆炸施工不僅要保證經(jīng)過(guò)爆炸施工之后的洞室斷面能夠滿足工程規(guī)劃要求，還要確保其不會(huì)形成過(guò)于大的超挖、欠挖，進(jìn)而破壞支架、風(fēng)管等施工設(shè)備與器械。當(dāng)然，還要注意盡可能的降低施工過(guò)程對(duì)爆炸圍巖的影響，從而最大限度的保證圍巖完整性。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在水利水電工程隧洞施工時(shí)，爆破技術(shù)的應(yīng)用水平直接影響著整個(gè)工程施工質(zhì)量與安全，因此，必須對(duì)鉆孔爆破技術(shù)進(jìn)行深入的研究與分析，并做好工程各個(gè)環(huán)節(jié)的施工任務(wù)，保證工程施工的順利進(jìn)行。

[1]何藝.水利水電工程中隧洞灌漿技術(shù)的探討[J].科學(xué)與財(cái)富，2013（07）：402.

[2]王鵬，宋麗.談隧洞石方開挖施工技術(shù)[J].山西建筑，2015（11）：158～ 159.

[3]陳長(zhǎng)金.東固電站引水隧洞光面爆破施工技術(shù)[J].吉林水利，2010（06）：99～101.

TV542

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1673-0038（2015）46-0251-02

2015-11-2

朱常輝（1976-），男，高級(jí)工程師，本科，主要從事水利水電施工工作。