水利水電工程施工中隧洞鉆孔爆破技術分析

牛瑞祥

（甘肅省水利水電工程局有限責任公司，甘肅蘭州730030）

在水利水電隧洞工程施工中，鉆孔爆破技術不僅是工程的核心內(nèi)容，同時還是開挖水利工程土石方的重要方法。通過鉆孔爆破設計，能夠確定開挖斷面炮孔的具體布置情況，這是鉆孔爆破施工中最為關鍵的部分，進而確保鉆孔爆破施工安全與質(zhì)量。

1 工程概況

以引洮供水二期工程為例，36-1 標段起始樁號為8+588.00，終點樁號為16+579.52，標段總長7 991.52 m。設計流量8#隧洞進口之前為3.0 m3/s，8#隧洞進口之后為1.8 m3/s。本標段主要建筑物為隧洞、暗渠、渡槽、分水閘及退水閘，還包括相應的金結設備安裝、電氣設備采購及安裝、水機設備安裝以及相應的環(huán)境保護和水土保持措施實施，8#隧洞施工1#（回河）斜井、2#（老莊河）斜井等臨時工程以及配合本標段所屬安全監(jiān)測及管理信息系統(tǒng)現(xiàn)場施工，砼澆筑及灌漿；4#暗渠（16+541.08—16+569.52）長28.44 m 的土建施工；3#退水分水閘(16+569.52—16+579.52)長10 m 的土建施工；閥井、1#下渠通道、2#下渠通道的土建施工[1]。巖性主要是以磚紅色、土紅色、暗紅色粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、含礫砂巖、砂礫巖為主，呈厚層狀、層理不清晰，厚度大于100 m，最終構成隧洞圍巖。

2 隧洞鉆孔爆破技術的種類及布置

2.1 鉆孔爆破技術的種類

目前隧洞鉆孔爆破技術主要分為輔助孔、掏槽孔與周邊孔3 大類，但是不同炮孔都具有不同的作用。輔助孔的應用不僅能促使巖體實現(xiàn)爆破，同時還能在爆破過程中給周邊孔營造有利的爆破條件；掏槽孔的應用是為了有效提升隧洞爆破的臨空面，進而發(fā)揮出最佳的爆破效果，所以在施工當中主要被應用于開挖面的中間部分；周邊孔主要被應用于隧道開挖面的附近，應用在開挖面附近的目的是有效控制開挖的輪廓，保證輪廓不會出現(xiàn)變形。

2.2 鉆孔爆破技術的布置

水利水電工程施工中隧洞鉆孔爆破技術的布置主要分為分區(qū)和布孔2 種形式，施工人員進行布置炮孔時應當明確鉆孔爆破技術的輔助孔、掏槽孔與周邊孔工作范圍，并且在此基礎上針對爆破孔實現(xiàn)分區(qū)布置。同時，施工人員在布置炮孔時還需要遵循以下幾點原則：一是在進行布置的過程中要充分考慮后期鉆孔作業(yè)，盡可能降低需要移動的次數(shù)及頻率；二是在進行布置炮孔放線時要和巖層層里保持垂直，不能在布置的過程當中出現(xiàn)卡鉆或者是漏氣等問題，從而影響最終的爆破效果；三是針對周邊孔進行布置工作的時候，還要依照現(xiàn)有的輪廓圖進行設計，不能與輪廓圖相違背，確保整體施工的安全性；四是針對掏槽孔的布置，深度應當在布置的過程當中大于崩落孔的15%左右，從而有效提升隧洞鉆孔的爆破質(zhì)量[2]。

3 隧洞鉆孔爆破技術的測量及用藥量

合理運用藥量不僅能在應用的過程當中有效節(jié)約成本，還能為隧洞鉆孔爆破技術的安全提供基礎保障。在實際隧道挖掘過程中，隧洞鉆孔爆破技術的測量及用藥量主要是運用類比法或者是經(jīng)驗公式法等，明確該項工程的用藥量與挖進深度，甚至還可以運用該方法進行估算炮孔數(shù)量及間距等，從而結合施工現(xiàn)場明確最終的炮孔數(shù)量及間距。根據(jù)目前水利水電工程施工中隧洞鉆孔爆破技術現(xiàn)狀，施工人員在進行初步計算時，可以運用裝藥量平衡原理計算炮孔數(shù)量，也就是一次爆破中需要使用的用藥量，把計算好的炸藥全部放在炮孔中，每一項爆破的裝藥量計算都與施工企業(yè)用藥量之間有著密切關系。因此，可以把每排炮進尺總裝藥量由下式計算：

式中，Q 代表施工中隧洞鉆孔爆破每一排炮尺總裝藥量，單位kg；q 代表施工企業(yè)在隧洞鉆孔爆破中需要使用的用藥量，單位kg/m3；L 代表每進尺巖石爆破的體積，單位m3；L為鉆孔深度，單位m；S 為整體施工中的開挖斷面面積，單位m2；n 代表炮孔利用率，n=11/L[3]。

施工企業(yè)需要根據(jù)炮孔不同的分布位置分配不同的用藥量，在規(guī)定時間內(nèi)完成爆破。

4 隧洞鉆孔爆破技術中塌方事故的處理措施

在水利水電工程施工中要確保施工人員的安全，降低生產(chǎn)安全事故的發(fā)生概率，根據(jù)《安全生產(chǎn)法》和其他有關法律的相關規(guī)定，制定綜合事故應急救援預案。在隧洞鉆孔爆破技術中，難免會發(fā)生塌方事故，一旦出現(xiàn)塌方事故，需要施工企業(yè)及相關人員能夠做出相對應的應急措施。首先，在發(fā)生險情時及時搶救遇難者。根據(jù)隧洞內(nèi)的塌方范圍進行預判遇難者是否被困在洞內(nèi)以及是否傷亡等，然后根據(jù)實際情況及時搶救遇難者，在搶救的過程中，及時撥打求救電話、安排車輛及醫(yī)生。其次，及時救援并報告。班長及領導人員需要在設備條件允許的條件下，把施工人員轉移到安全區(qū)域；施工企業(yè)要在施工中確保用電安全；工程部門要借助于攝像等工具記錄塌方情況，把記錄到的信息全部上報上級領導，上級領導通過組織應急小組的形式，初步判斷產(chǎn)生塌方的原因，并針對原因提出相對應的解決措施。再次，在坍塌范圍的頂部進行清除或錨固；加強原有支護，在塌方范圍內(nèi)架設鋼支撐或噴混凝土，必要時加設錨桿；對塌方兩端盡快做好局部襯砌，確保坍塌不會出現(xiàn)大范圍塌落等。最后，若在坍塌的過程出現(xiàn)洞內(nèi)滲水問題，需要相關人員能夠做好集水坑抽排水工作，從而把塌方事故造成的損失降到最低。

5 結束語

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，促使水利水電工程施工中隧洞鉆孔爆破技術也得到了飛速發(fā)展，而鉆孔爆破作為爆破施工的核心，運用在施工中可以有效控制爆破效果。因此，施工企業(yè)在施工中要高度重視爆破材料的使用及用藥量，并且注意隧洞鉆孔爆破技術的種類及布置、隧洞鉆孔爆破技術中塌方的應急措施等，從而確保隧洞鉆孔爆破質(zhì)量，為水利水電工程順利施工提供保障。