高速公路隧道光面爆破施工技術(shù)應(yīng)用

霍明遠

（中交一公局第五工程有限公司，河北 廊坊 065201）

光面爆破技術(shù)應(yīng)用在公路工程中可以在一定程度上縮短工期、節(jié)約成本，并在公路開挖作業(yè)階段產(chǎn)生爆破漏斗，形成光滑的壁面，高質(zhì)量地完成隧道工程。但由于光面爆破技術(shù)的工序流程較為復(fù)雜，技術(shù)要求較高，極易受到環(huán)境因素、技術(shù)設(shè)計因素、施工因素等的影響，造成隧道施工中輪廓線的不完整性及超挖和欠挖等工程誤差和缺陷，對高速公路的整體工程產(chǎn)生不利影響，從而影響工程進度和質(zhì)量。鑒于此，光面爆破施工需要施工人員熟悉施工流程，針對實際情況制訂準(zhǔn)確的爆破計劃方案，采用科學(xué)合理的質(zhì)量控制措施，讓光面爆破技術(shù)發(fā)揮其最大的價值。

1 光面爆破施工技術(shù)的原理

光面爆破技術(shù)指通過合理選擇爆破參數(shù)與施工技術(shù)和方法，分區(qū)、分段微差爆破的一種爆破方式。該技術(shù)遵循臨空面平整的規(guī)則，能夠達到爆破輪廓線的設(shè)計要求。在高速公路工程中，光面爆破具有有效控制周邊眼炸藥的爆破作用，能夠減少對圍巖的干擾，保持隧道的穩(wěn)定，充分發(fā)揮圍巖的自承作用，確保施工安全，同時減少超挖和欠挖，在保障工程質(zhì)量的前提下，節(jié)約成本，使效益最大化?？傮w來講，光面爆破存在三方面的技術(shù)要求，即隧道超欠挖、爆破過程及爆破面的平整度。若要保障光面爆破技術(shù)的正確應(yīng)用和技術(shù)要求以及施工安全，需要從以上三個方面入手，有效控制各施工步驟的正確性和科學(xué)性，以保證施工質(zhì)量。

2 光面爆破施工技術(shù)的主要應(yīng)用特征

爆破施工時，爆破會破壞隧道斷面輪廓，對巖壁和巖體造成一定程度的破壞。而光面爆破技術(shù)的應(yīng)用會使爆破輪廓光滑平整，保持巖面巖壁的光滑性和規(guī)整性，保留巖壁自身的承重特征，使其不被破壞，并且減少隧道開鑿的工作量和排渣量。在光面爆破作業(yè)會減少爆破的破壞力，不會大面積的爆震裂隙，即使受到人為因素的影響也僅會出現(xiàn)少量的裂隙，能夠保障巖體原本的裂隙不會因受到爆破影響而造成二次擴展。相對傳統(tǒng)爆破而言，光面爆破具有保持巖體穩(wěn)定性的作用，可以提高施工的安全性。

3 光面爆破施工技術(shù)在高速公路隧道開鑿中的應(yīng)用

3.1 施工方案設(shè)計

（1）爆破形式。施工單位應(yīng)綜合考慮施工的工期、環(huán)境、人工條件和技術(shù)條件，制訂科學(xué)合理的并適合具體工程的光面爆破施工方案，并選擇恰當(dāng)?shù)谋菩问?。如在某工程項目中，項目設(shè)計組根據(jù)施工各方面的因素選擇壓頂式爆破作業(yè)，并將爆破孔設(shè)定在承重支柱的中間區(qū)域，鉆鑿垂直楔形光爆孔，并根據(jù)巖層結(jié)構(gòu)和施工設(shè)備等情況，選擇正確的施工方案，進而保證了爆破孔隙的延伸方向向著有利于施工的方向延伸，同時減少了光爆孔的數(shù)量，并在一定程度上減少了工作量，控制了施工危險系數(shù)。

（2）爆破設(shè)備選擇。選擇爆破設(shè)備之前，應(yīng)先對當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)進行勘測，確定巖體主體結(jié)構(gòu)和開挖輪廓線上的地質(zhì)結(jié)構(gòu)及特性，從而選擇正確的鑿巖設(shè)備，并根據(jù)實際情況選擇適合的炸藥種類。如在開挖某隧道工程時，所選設(shè)備為氣腿式鑿巖設(shè)備，無論是鉆頭特點還是設(shè)備需要均符合開挖工程的需求；在炸藥的選擇上，利用2號巖石乳化炸藥，并配備不耦合裝藥結(jié)構(gòu)。對于雷管和傳爆結(jié)構(gòu)則選擇非電毫秒微差雷管，并使用導(dǎo)爆索傳爆裝置，以保證施工工作的安全性。

（3）設(shè)計參數(shù)的設(shè)定。最后是設(shè)定設(shè)計作業(yè)參數(shù)。設(shè)計參數(shù)是項目正常、順利施工的重要保證。周邊眼距參數(shù)的設(shè)定需要參考光爆孔的直徑和抵抗線，如在較穩(wěn)定的巖層結(jié)構(gòu)施工時，需要根據(jù)實際情況加大周邊的眼間距參數(shù)；而隧道的跨度較小時，則需要結(jié)合實際情況及光爆孔具體的直徑數(shù)值來計算周邊眼距參數(shù)。對于抵抗線而言，在設(shè)計時不僅要考慮光爆孔間距參數(shù)，還應(yīng)考慮周邊眼的裝藥量和耗藥量以及鉆鑿深度數(shù)值，通過綜合考慮和計算，最終確定抵抗線參數(shù)。光爆孔密集系數(shù)的設(shè)定與隧道光面層厚度系數(shù)和眼間距參數(shù)之間的比值有關(guān)。光爆孔的各項參數(shù)和掏槽方式，應(yīng)該視項目的實際情況而定。如某工程根據(jù)圍巖等級和開挖方式確定圍巖斷面各鑿12個光爆孔，掏槽方式選擇復(fù)試楔形，孔徑直徑4.3cm，光爆孔的方向和工作面呈50～57°夾角，最終選定光爆孔的設(shè)計參數(shù)。

3.2 施工主要程序和要點

（1）放樣布眼。測量是光面爆破施工技術(shù)的第一步，應(yīng)該選擇適當(dāng)?shù)奈恢美萌緝x等測量設(shè)備對隧道開挖輪廓線進行精確的測量，在開挖部位確定坐標(biāo)基準(zhǔn)，并采集各坐標(biāo)點，以確定光爆孔位置。利用基準(zhǔn)點和各坐標(biāo)點建立坐標(biāo)系，布設(shè)軸線，以此來控制爆破裂縫的延伸方向。在光爆孔布眼環(huán)節(jié)中，要將各步驟放樣誤差考慮在內(nèi)，并將誤差控制在合理范圍內(nèi)，留有一定的變動余量。在各次放樣作業(yè)環(huán)節(jié)中，要不斷地重復(fù)檢查工作，以保證光面爆破施工參數(shù)的正確性，并結(jié)合上次的開挖工作對下次的爆破參數(shù)進行優(yōu)化和調(diào)整，彌補和處理欠挖施工。

（2）鉆孔掏槽工作。結(jié)合施工和光爆孔的布置位置，施工人員進行鉆鑿設(shè)備的選擇，而后開展鉆孔掏槽工作。在施工過程中，若非有技術(shù)人員及相關(guān)人員的許可，施工人員不得更換作業(yè)位置，并嚴(yán)格遵守開挖原則，“齊、平、準(zhǔn)、直”地執(zhí)行掏槽作業(yè)，并提前根據(jù)相關(guān)參數(shù)精準(zhǔn)確定光爆孔的鉆孔深度和角度，將誤差控制在合理的范圍內(nèi)。如在某工程的作業(yè)中，要求將眼底間距誤差和周邊眼口誤差分別控制在5cm和3cm以下。針對掌子面凹凸系數(shù)較高的情況，對原有的光爆孔鉆孔深度進行調(diào)整，確保輪廓面的平整度和光滑度，并對已經(jīng)開展的鉆孔掏槽作業(yè)進行數(shù)據(jù)分析和檢查，及時糾正現(xiàn)有錯誤，調(diào)整和優(yōu)化參數(shù)，確保后續(xù)的開挖工作順利進行。

（3）清孔裝藥。鉆孔和掏槽工作結(jié)束后，要及時清理施工現(xiàn)場地面和掏槽光爆孔中殘留的工作殘渣，為下一步的裝藥工作做準(zhǔn)備，且確保實際的裝藥量和設(shè)計要求相吻合，在設(shè)計參數(shù)的指引下完成定量的裝藥操作，并繼續(xù)光爆孔的堵塞作業(yè)。在清孔裝藥作業(yè)完成后，施工人員要優(yōu)先配置套風(fēng)管和高壓吹風(fēng)機等機械設(shè)備，利用設(shè)備對光爆孔進行清理作業(yè)，除去其中的殘留物質(zhì)和雜質(zhì)；嚴(yán)格遵守工作章程并遵照圖紙進行嚴(yán)密的裝藥作業(yè)，使用直徑較小的藥卷開展連續(xù)性的裝藥作業(yè)；在施工過程中要確保雷管裝置與眼孔的一致性，并結(jié)合巖層性質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)膫鞅b置，如在巖石較松散時選擇導(dǎo)爆索。使用光面爆破專用的炮泥作為堵孔作業(yè)的主要用料，結(jié)合光爆孔的直徑確定炮泥堵塞長度，并在后續(xù)的施工作業(yè)中，確保間隔裝藥和邊眼起爆時間的一致性。

（4）連接起爆網(wǎng)絡(luò)。在高速公路隧道施工中，施工人員應(yīng)結(jié)合施工實際選擇恰當(dāng)?shù)钠鸨W(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方式，如復(fù)合式和族式。起爆網(wǎng)絡(luò)連接時，應(yīng)避免對導(dǎo)爆管拉結(jié)，不同炮眼之間的雷管鏈接數(shù)量應(yīng)該相同。在起爆網(wǎng)絡(luò)連接工作過程中應(yīng)該對質(zhì)量工作進行動態(tài)管理，全面開展質(zhì)量檢測工作，實行過程控制，對完成工作進行再次檢測，及時發(fā)現(xiàn)過程中的問題，并加以糾正和整改，做好人員清場工作和相關(guān)的安全措施和警示工作，而后實行起爆作業(yè)。

（5）瞎炮處理。在光面爆破施工過程中也會出現(xiàn)瞎炮，即在起爆過程中出現(xiàn)未在預(yù)定時間爆破的情況。對此，施工人員應(yīng)在確定安全的情況下開展現(xiàn)場勘查工作，進行技術(shù)分析，尋找瞎炮形成原因，并對其進行針對性的分析，制訂相關(guān)的預(yù)防措施和解決方案。如經(jīng)現(xiàn)場勘察和原因分析發(fā)現(xiàn)，造成瞎炮的原因是孔外管破損，工作人員要將破損部位重新裝藥連接，實施二次爆破作業(yè)，并根據(jù)實際情況和現(xiàn)場經(jīng)驗調(diào)整相關(guān)參數(shù)，對方案設(shè)計進行優(yōu)化。

3.3 提升光面爆破質(zhì)量的措施

（1）優(yōu)化爆破設(shè)計，進行質(zhì)量控制。技術(shù)人員應(yīng)實地勘察隧道地質(zhì)情況，結(jié)合爆破效果選擇合適的爆破技術(shù)，并對其爆破設(shè)計進行實時的調(diào)整，以保證爆破質(zhì)量。要根據(jù)巖層結(jié)構(gòu)和設(shè)備的選用以及光面爆破技術(shù)的性質(zhì)，確定放樣布眼、鉆孔掏槽、清孔裝藥等環(huán)節(jié)的參數(shù)，根據(jù)參數(shù)嚴(yán)格施工，并結(jié)合現(xiàn)場施工過程中的超欠挖情況，科學(xué)合理地調(diào)整光爆孔的炮眼鉆孔深度和炮眼間距，選擇正確的不耦合參數(shù)和恰當(dāng)?shù)恼ㄋ幏N類以及適量的填藥量，通過科學(xué)合理的設(shè)計保證爆破效果和爆破質(zhì)量。

（2）保證鉆孔質(zhì)量。炮眼的間隔距離應(yīng)該滿足鉆孔爆破設(shè)計要求，且施工人員要嚴(yán)格控制孔位和掏槽角度，并保證炮眼以及輔助眼的間隔距離誤差控制在5cm以下，且炮眼應(yīng)該在同一平行線上、底部在同一平面上。鉆孔結(jié)束后要及時對照設(shè)計圖紙對所鉆炮眼進行檢查，防止漏鉆多鉆等質(zhì)量問題。檢查工作完成后，對孔眼進行木楔封堵，防止因大塊雜質(zhì)進入而阻礙后續(xù)工作的進行。在進行清孔填藥時，再將木楔拿出，進行后續(xù)工作。

（3）安全施工措施。施工單位應(yīng)在施工現(xiàn)場實施動態(tài)管理，對工程質(zhì)量進行實時監(jiān)督，實時檢測巖層結(jié)構(gòu)的變化，關(guān)注并掌握掌子面的動態(tài)變化情況。若在隧道施工過程中檢測到地質(zhì)明顯的變化，且經(jīng)過分析得知會對施工產(chǎn)生影響或者有安全隱患，則應(yīng)該根據(jù)環(huán)境分析進行有效的防護措施，應(yīng)遵循“先支護，后開挖”的原則，在開挖之前優(yōu)先做好防護工作，保障施工的安全性，并在施工過程中進行定期質(zhì)量檢測。如在光爆孔開鑿之后，進行一次徹底檢查，防止多開炮眼或爆破力度過大影響巖體的穩(wěn)定性；在每一次光面爆破之后進行徹底檢查，及時發(fā)現(xiàn)施工中的問題，并及時更正和整改；開工之前仔細核實光面爆破方案，積極開展模擬作業(yè)，避免人為設(shè)計上的失誤，以最大限度地保障施工安全。

4 結(jié)束語

綜上所述，光面爆破技術(shù)對高速公路隧道開挖施工具有重要意義，只有對其進行深入的學(xué)習(xí)和研究，并嚴(yán)格遵守安全生產(chǎn)管理理念，靈活運用以上施工技術(shù)和質(zhì)量安全措施，才能保質(zhì)保量地完成高速公路隧道光面爆破施工任務(wù)，為后續(xù)工作打下堅實的質(zhì)量基礎(chǔ)。