高速公路隧道光面爆破施工技術應用解析

尹彪

摘要：在隧道工程具體的施工階段，開挖就是本項目的重點工序，只有選擇較為適宜的開挖方式，才能為后續(xù)的工作打下堅實的基礎，促使施工效率更加穩(wěn)定的提升。此次研究重點針對于高速公路隧道光面爆破施工技術展開分析，通過對爆破的原理、光面爆破設計等多個環(huán)節(jié)的討論，概述高速公路隧道光面爆破施工技術的應用優(yōu)勢。

Abstract： Excavation is the key process of the project during the concrete construction phase of the tunnel project. Only by selecting the appropriate excavation method can we lay a solid foundation for the subsequent work and promote the construction efficiency to be more stable. This research focuses on the analysis of smooth blasting construction technology of expressway tunnels. Through the discussion of blasting principle and smooth blasting design， the application advantages of smooth blasting construction technology of expressway tunnel are summarized.

關鍵詞：高速公路;隧道;光面爆破

Key words： expressway;tunnel;smooth blasting

中圖分類號：U45 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）12-0099-03

0 ?引言

在高速公路隧道施工中，開挖常常作為一項重要的工序出現(xiàn)，因此應該選擇適宜的開挖方式，以免開挖舉措不當，影響到施工全過程[1]。只有選擇的開挖手段合理，才能促使施工質(zhì)量穩(wěn)定的提升，同時也可適當?shù)臏p少支護量，保證將相應的施工效率大大提高。

1 ?高速公路隧道施工要點分析

高速公路隧道施工階段存在著諸多需要關注的細節(jié)，多種自然災害都是需要積極規(guī)避的關鍵，若是未能將相應的措施落實到位，將直接的影響到施工的進度。因此施工人員需要扮演好相應的角色，提前制定出具體的應對方案，保證將隧道施工的進度和質(zhì)量加以維護。

1.1 施工測量

一般來說，高速公路隧道施工中都需要積極的借助于GPS定位系統(tǒng)開展相關的工作，由此可以更加精準的將隧道開挖的位置確定出來。為了讓隧道的質(zhì)量得到適當?shù)目刂?，應該保證在間隔20m的區(qū)域展開一次高精度的地質(zhì)檢測。

1.2 洞內(nèi)控制測量放樣

1.2.1 路段測量

為了實現(xiàn)更為精準的定位，需要及時的明確隧道口的投放點位置，在將其加以確定之后，才能及時的完成基本的測量任務。隧道中的建筑物中軸線放樣應該結合著相應的細節(jié)之處加以落實，也就是嚴格的結合地下導線的坐標，順著指定的位置落實開挖的工作，由此可以讓隧道結構更為準確，這樣也能在一定的程度上縮小誤差。隧道在開挖至一定的深度之后，還需要及時的落實導線定點，之后依照定點測量中線點，做出相應的測量規(guī)劃，通過對具體的數(shù)據(jù)積極的進行記錄，保證相應的細節(jié)工作更加合理的梳理。

1.2.2 水準點測量

對于隧道中的水準點進行測量的時候，應該重視其關鍵的作用，水準點對于隧道項目而言屬于不可或缺的存在，因此將其適當?shù)臏y量，能夠為后續(xù)的工作打下更為堅實的基礎。隧道中的水準線就是隧道施工過程中的水準點，這屬于依照隧道本身的施工情況分析出的相對于準確的定位。隧道中的水準點會伴隨著隧道的開挖深度逐漸的確立，雖然在隧道中的水準點位置不一，但是也不能忽視其保持的高度的一致性。

2 ?高速公路隧道項目光面爆破學說

2.1 爆轟氣體壓力作用

此學說重點是從靜力學的觀點展開分析，了解到關于巖石的破碎就是爆轟氣體膨脹壓力所致。這樣的學說雖然概述了部分情況，但是卻忽視了巖體中的沖擊波以及應力波存在的破壞作用。若是巖石本身的抗拉強度小于壓應力的時候，會產(chǎn)生一定的裂隙，當這種力度適當?shù)淖饔弥翈r壁之上的時候，會使得巖石質(zhì)點產(chǎn)生徑向的位移，從而便使得巖石中形成了一定的剪切應力。當相應的剪切應力逐漸的超過了巖石本身的抗剪強度時，會出現(xiàn)剪切破壞，從而產(chǎn)生一定的爆破效果。

2.2 應力波作用學說

這樣的學說重點是將爆炸動力學視為重要的基礎，在相應的觀點中認為應力波就是導致巖石破碎的根本原因。應力波在周邊的圍巖體形成了一定的裂隙時，開始逐漸的向前進行傳播，若是傳至自由面的時候，會出現(xiàn)一定的反射拉應力波。當拉應力波的強度逐漸的超出了自由面巖石動態(tài)抗拉強度的時候，開始呈現(xiàn)出拉伸片裂破壞，當相應的強度逐漸的低于巖石本身的動態(tài)抗拉強度時會主動地停止。這種學說僅僅是分析了拉應力波在自由面的反射作用，但是卻沒有考慮到爆轟氣體的作用，壓應力的作用也未能及時的分析。

3 ?高速公路隧道項目光面爆破參數(shù)選擇

3.1 孔距及抵抗線

高速公路隧道項目本身具有復雜性，因此在選擇爆破技術的時候，需要重點分析的就是科學手段的采取，為了使得手段的落實更加符合實際情況，需要重點關注爆破技術的參數(shù)選擇[2]。

3.2 炮孔深度

炮孔本身的深度可以直接的影響到鉆眼的工作量，同時對于出渣工作量以及循環(huán)時間等均產(chǎn)生重要的影響。其對于掘進的速度產(chǎn)生的影響較大，同時影響著圍巖實際的穩(wěn)定性以及斷面超欠挖的情況。炮孔越淺的情況下，爆破所產(chǎn)生的氣體可以及時的從孔口處釋放出來，但是相應的量較大，整個過程浪費了較多的炸藥，同時也威脅到圍巖本身的穩(wěn)定程度。較為合理的炮孔深度需要及時的在隧道施工安全的情況下打造出來，這樣能夠避免圍巖受到較大的沖擊，同時也可適當?shù)臏p少繁重的支護，獲取更為優(yōu)質(zhì)的掘進速度的炮孔深度。一般來說，在掘進環(huán)節(jié)中，需要積極的分析鉆眼以及出渣作業(yè)的實際效率，只有全面的分析之后，才能保證炮孔的深度加以確定。

3.3 不耦合系數(shù)

在工程項目實際施工的過程中，想要實現(xiàn)不耦合的目標，應該格外的關注炮孔直徑，需要使其真正的大于藥卷直徑?，F(xiàn)階段，國家所普及的小藥卷直徑為22～35mm，直接放大炮孔直徑或者是將藥卷改為小直徑藥卷，都能實現(xiàn)不耦合的目標。這種不耦合結構可以保證更加均勻的降低炮孔壁實際承受到的峰值壓力，促使孔壁所承受的破壞程度合理的控制起來。藥卷本身的直徑大小應該及時的與炮孔直徑相互匹配，避免出現(xiàn)較為嚴重的管道效應，以至于藥卷拒爆。在隧道光面爆破環(huán)節(jié)，不耦合系數(shù)一般要控制在1.2～2.0之間，相應的藥卷應該大于或等于炸藥的臨界直徑。爆破設計過程中，針對于掏槽眼和輔助眼的工作，必須要使用較大的值，通過這樣的方式，合理的提升炸藥本身的爆破效率，周邊眼則應該是適當?shù)倪\用較小值，合理的減少對于圍巖造成的破壞。

3.4 炸藥因素

炸藥本身就是對爆破效果產(chǎn)生影響的重要因素，不管是炸藥本身的密度還是爆速，都能影響到爆破的實際情況[3]。需要加以明確的是爆轟壓力、爆炸壓力及炸藥能量利用率可以直接的對高速公路隧道光面爆破起到直接作用，需要展開積極的分析，通過明確相關的要點，選擇更為適宜的手段實施爆破。

4 ?高速公路隧道項目光面爆破技術的確定

某高速公路隧道的圍巖以Ⅲ、Ⅳ級為主，Ⅲ級圍巖（如圖1所示）占據(jù)了隧道總長度的50%以上，若是采用較為傳統(tǒng)的爆破手段，將會出現(xiàn)施工效率差和超欠挖嚴重的情況，嚴重的影響到項目本身的定位，對于施工單位十分的不利，因此應該確定更為可靠的方案，落實科學的炮眼布置，在科學的距離之內(nèi)完成有效的規(guī)劃。光面爆破施工技術主要是以光面爆破為主，通過現(xiàn)場中的多次實踐，及時的將完整的施工方案整合出來，由此投入到施工過程中。此項技術具有自身的積極影響，其能夠合理的控制超欠挖情況，避免震波對于圍巖產(chǎn)生較大的擾動，提升圍巖本身的自穩(wěn)能力，減少小塌方的問題，為施工單位節(jié)省成本。本項目具有十分明顯的特殊性，因隧道在施工過程中較為復雜，所以進行爆破的時候，必須要結合著科學的手段落實具體的行動，若是采取的技術措施不嚴謹，將直接的影響到項目的質(zhì)量，也會給施工過程埋下安全隱患。光面爆破技術對比于傳統(tǒng)技術來說具有自身的優(yōu)勢，因此在本工程中可以將其適當?shù)睦闷饋恚ＷC其具體的應用價值凸顯出來，同時也讓項目的爆破效果更加滿意。

5 ?高速公路隧道項目光面爆破的原理

所謂的光面爆破，重點是指的控制性爆破，這種手段的采取對于維護隧道周邊的區(qū)域有著較大的影響。針對于隧道開挖輪廓超欠挖及平整度的控制爆破技術，借助于周邊眼、輔助眼等合理的設計與布置，運用起爆順序產(chǎn)生的微差時間，構建起較為合理的臨空面，運用壓頂式的手段進行爆破，從而獲取相對于理想的效果，運用不連續(xù)的裝藥結構等，實現(xiàn)周邊眼的同時起爆，合理的分散裝藥量，促使周邊的圍巖得到有效的保護，維持平面巖面的平整與光滑的技術手段[4]。在落實此項技術的時候，應該嚴格的按照相應的標準執(zhí)行。

6 ?高速公路隧道項目光面爆破施工技術要點

6.1 放樣布眼

在高速公路隧道開挖的過程中，應該格外的重視循環(huán)工作的執(zhí)行，相應的細節(jié)問題需要積極的關注，每一個循環(huán)的過程都需要進行施工測量，對開挖斷面進行較為合理的控制，開挖面上使用紅油漆將隧道開挖的輪廓線及時的繪制出來，從而更好的完成相應的細節(jié)，炮眼的位置及時的標出來，誤差不能超出5cm。

6.2 定位鉆孔

鉆眼的過程必須要嚴格的依照指定的位置落實，也就是保證相應的細節(jié)及時的鞏固到位，從而更好的維持相關的細節(jié)。鉆眼的過程中，需要格外的重視掘進眼的實際情況，使其和隧道軸線始終的保持在平行的狀態(tài)中，除了相應的底眼之外，其他的炮眼口應該與眼底低出五厘米，從而為鉆孔過程中巖粉的流出創(chuàng)造出良好的條件。周邊眼外插角需要適當?shù)目刂圃?～3度，掏槽眼則應該避免互相打穿出現(xiàn)相交的情況，眼底對比于其他的炮眼而言，深度應該是20cm。（如圖2所示）

6.3 清孔裝藥

在進行裝藥之前，需要及時的關注前炮眼的實際情況，使用高壓風將其吹凈，適當?shù)臋z查炮眼的具體數(shù)量，裝藥的時候，還應該及時的安排專人分清相應的雷管段別，促使裝藥作業(yè)能夠有條不紊的展開，依照具體的爆破設計順序，完成基本的裝藥過程，作業(yè)的時候需要分片和分組落實，定人并定位，讓裝藥過程更加的嚴謹，以免出現(xiàn)雷管段別混亂的情況，對爆破的實際效果產(chǎn)生負面的影響。在裝藥之前，也需要及時的使用高壓風將孔中的巖粉吹干凈，使用炮棍合理的檢查孔中是不是存在著相應的填充物，嚴格的依照單孔裝藥量，雷管段別需要對號入座[5]。周邊眼孔口堵塞的長度需要適當?shù)目刂朴?5cm之內(nèi)，爆破網(wǎng)絡連接點必須要合理，分片分束實現(xiàn)有效的連接，12根為一束，在安裝的時候需要保證每束安裝兩個即發(fā)雷管。

6.4 網(wǎng)絡連接

在雷管已經(jīng)完成了基本的聯(lián)接之后，需要安排專人進行相應的檢查，分析連接的實際情況，查看有無漏聯(lián)的雷管，在檢查無誤之后起爆。

7 ?高速公路隧道項目光面爆破施工質(zhì)量保證

相應的工作單位應該積極的安排專門的小組落實相關的工作，只有合理的進行安排，才能從細節(jié)上將相關的工作到位，由此保證爆破達標。為了維護相應的施工質(zhì)量，在運用光面爆破施工技術的時候，需要施工單位提前建立起光面爆破小組，通過規(guī)范小組成員的行為，促使相應的工作開展更加順暢。除了小組成員的基本構成之外，還應該關注TQC科技公關的設置，針對于高速公路隧道的實際情況，進行相關施工目標的統(tǒng)一，由此讓多個施工細節(jié)積極的落實到位[6]。注重技術交底工作的交接，通過完善技術交底工作的細枝末節(jié)，讓相關的規(guī)定確立的更加及時，在進行施工前，應該合理的發(fā)放相關文件，也就是光面爆破施工作業(yè)指導書，以此為工作人員提供合理的指導，保證施工作者的人員能夠及時的掌握要領，使用科學的手段參與施工流程。堅持著最基本的持證上崗原則，在施工前期，具體的單位應該嚴格的執(zhí)行相關的操作，也就是對施工人員展開有效的培訓，崗前教育也是重要的方面，需要積極的落實細節(jié)性的問題，提升施工人員的綜合素養(yǎng)，保證他們可以運用科學的技術手段提升自身的認知。針對于不同的工序，應該做好較為細致的全方面監(jiān)控，施工記錄工作就是一個重要的方面，需要堅持著檢查、檢驗制度，在具體的標準中落實實際的行動。

8 ?高速公路隧道項目光面爆破施工效果

經(jīng)過了光面爆破之后，通過合理的試驗以及優(yōu)化過程，能夠清楚的了解到高速公路隧道爆破的實際情況。光面爆破對比于其他的爆破手段來說，更具實際的效果，因為對于周邊眼炸藥實現(xiàn)了有效的控制，這對于周邊區(qū)域的環(huán)境維護有著十分重要的影響，若是采取其他的措施，實際收獲的效果可能不盡如人意，甚至于難以達到理想的爆破狀態(tài)。一般在高速公路隧道爆破環(huán)節(jié)使用了光面爆破技術，可以在新形成的巖壁上留下較為清晰的孔跡，這種孔跡雖然十分的明顯，但是卻不會對圍巖產(chǎn)生明顯的擾動作用，確保其始終處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)之下。另外，在本項目中運用了光面爆破技術，超挖量得到了有效的控制，相比于以往而言，已經(jīng)減少了4%～6%，這種收獲遠比于傳統(tǒng)的手段更佳，因此可以適當?shù)膶⑵渫茝V。這種技術手段能夠保證整個實施階段的安全，同時又能合理的減少超挖以及欠挖等情況，以此促使工程質(zhì)量以及進度等得到有效的控制，對于裝運以及回填等工程量和費用等也可適當?shù)墓?jié)省，因此其優(yōu)勢之處十分的明顯，通過將其合理的運用至本項目實踐中，滿足了相關效益的需求。

9 ?結束語

國家的交通運輸業(yè)發(fā)展極為迅速，高速公路隧道施工成為焦點，因重重需要，隧道也會面臨爆破施工，需要采取適當?shù)氖侄渭右月鋵?。光面爆破施工技術的應用價值明顯，在高速公路隧道工程爆破工作中受到了廣泛的關注。本文重點分析了高速公路隧道工程爆破技術的應用，結合著光面爆破的優(yōu)勢之處展開了討論，通過詳細的解讀隧道工程的特殊性，了解到應該采取的爆破方式，通過明確光面爆破的原理，將其適當?shù)倪\用至相關項目中，在全面的實施過程中，驗證其基本的結果。光面爆破技術對于隧道項目來說并無顯著的負面影響，甚至于能夠對周邊的圍巖起到合理的保護作用，因此本工程項目實踐中將其視為關鍵點，通過積極的落實實際的行動，促使著相應的工作開展更加合理。

參考文獻：

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