山區(qū)高速公路隧道爆破施工技術(shù)應(yīng)用研究

黃遵明

【關(guān)鍵詞】山區(qū);高速公路;隧道爆破

【中圖分類號】U455.6 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2021）05-0108-03

山區(qū)高速公路隧道施工過程中，為了節(jié)約成本、縮短工期，通常采用光面爆破技術(shù)進(jìn)行施工，由于爆破產(chǎn)生的漏斗會(huì)形成光滑的壁面，所以會(huì)提升隧道工程的質(zhì)量[1]。但是，由于光面爆破技術(shù)的專業(yè)性較強(qiáng)，對相關(guān)技術(shù)、方案設(shè)計(jì)及環(huán)境有較高的要求，其工序流程也非常復(fù)雜，所以采用光面爆破施工技術(shù)時(shí)，要求施工人員必須具備豐富的經(jīng)驗(yàn)和高水平的操作技術(shù)，充分掌握施工中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，并結(jié)合工程的實(shí)際情況設(shè)計(jì)出合適的爆破技術(shù)方案，并且要在爆破施工過程中采取合理的安全控制措施，只有這樣，才能讓光面爆破技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值充分發(fā)揮[2]。

1 工程項(xiàng)目概況

亭亮隧道進(jìn)洞口位于廣西崇左市寧明縣亭亮鄉(xiāng)六嶺村西南約800m處，出洞口位于崇左市寧明縣那關(guān)村以東1.5 km處，為小凈距越嶺隧道，大致呈東北—西南走向，進(jìn)出洞口均為端墻式。隧道起終點(diǎn)樁號為ZK10+535～ZK13+165，YK10+533～YK13+155，隧道左線長2 630 m，右線長2 622 m，為長隧道。其中，左線Ⅲ級圍巖長度為1 400 m，約占總長的53%;Ⅳ級圍巖長度為970 m，約占總長的37%，最長連續(xù)長度為702 m;Ⅴ級圍巖長度為260 m，約占總長的10%，最長連續(xù)長度為145 m。右線Ⅲ級圍巖長度為1 176 m，約占總長的45%;Ⅳ級圍巖長度為1 085 m，約占總長的41%，最長連續(xù)長度為470 m;Ⅴ級圍巖長度為361 m，約占總長的14%，最長連續(xù)長度為105 m。

2 光面爆破施工技術(shù)的應(yīng)用

2.1 施工方案

根據(jù)圍巖情況和隧道跨度，本項(xiàng)目隧道設(shè)計(jì)采用環(huán)形開挖留核心土、上下臺階開挖及全斷面開挖方法。

（1）Ⅴ級圍巖段落及Ⅳ級圍巖緊急停車帶采用環(huán)形開挖留核心土開挖。其中，開挖進(jìn)尺Ⅴ級圍巖淺埋偏壓襯砌段宜控制為0.6～0.8 m，Ⅴ級圍巖一般淺埋襯砌段宜控制為0.8～1.0 m，Ⅴ級圍巖深埋襯砌段與Ⅳ級圍巖緊急停車帶宜控制為1.0～1.2 m，臺階長度為8～10 m，核心土面積應(yīng)不小于整個(gè)斷面積的50%。

（2）Ⅳ級圍巖段及Ⅲ級圍巖緊急停車帶采用上下臺階法開挖。其中，開挖進(jìn)尺Ⅳ級圍巖淺埋偏壓襯砌段為0.8～1.0 m，Ⅳ級圍巖一般淺埋襯砌段為1.0～1.2 m;Ⅳ級圍巖深埋襯砌段為1.2～1.4 m;臺階長度為10～15 m。

（3）Ⅲ級圍巖段采用全斷面開挖。隧道暗洞施工宜采用“弱爆破，短進(jìn)尺，少擾動(dòng)，早噴錨，勤量測，緊封閉”等技術(shù)措施，并根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果，及時(shí)調(diào)整開挖方法，分析情況，恰當(dāng)?shù)卣{(diào)整支護(hù)參數(shù)，保證施工安全。

隧道采用自制鉆孔臺架配合鑿巖機(jī)鉆孔、人工裝藥、挖掘機(jī)配合側(cè)卸式裝載機(jī)裝碴、自卸汽車出渣。隧道開挖采用光面爆破技術(shù)，石質(zhì)圍巖需爆破時(shí)，采用微震動(dòng)爆破技術(shù)，盡可能地減少超挖及減輕對圍巖的擾動(dòng)及破壞，土質(zhì)圍巖采用人工開挖或挖掘機(jī)開挖。

2.2 爆破參數(shù)設(shè)計(jì)

爆破參數(shù)是項(xiàng)目正常、順利施工的重要保證。巖層結(jié)構(gòu)、隧道跨度距離是影響周邊眼距參數(shù)設(shè)定的重要因素。本工程通過爆破試驗(yàn)確定爆破參數(shù)，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚Ｔ擁?xiàng)目采用臺階法進(jìn)行施工，因此針對不同的開挖部位，爆破參數(shù)的設(shè)置也不盡相同，具體爆破參數(shù)見表1、表2、表3。

Ⅲ級圍巖全斷面開挖的炮眼數(shù)量依據(jù)《爆破工程師手冊》中的公式N=3.3（FS2）1/3進(jìn)行計(jì)算，N為炮孔數(shù)目;F為巖石堅(jiān)固系數(shù)8;S為斷面m2，Ⅲ級圍巖全斷面開挖面積約96 m2。

最終計(jì)算結(jié)果為N=3.3（FS2）1/3=3.3×[8×（90）2]1/3=132.5（個(gè)），實(shí)際取130個(gè)。

炮孔裝藥量的參數(shù)采用公式Q1=η×L×r進(jìn)行計(jì)算，η為炮孔裝藥系數(shù)，取η=0.9;L為眼深，LⅢ=3.2 m、LⅣ=2.2 m、LV=1.1 m;r為每米長度炸藥量，r=0.78 kg/m。通過計(jì)算得出不同炮孔的裝藥量。

掏槽孔：QⅢ=2.24 kg，取2.2 kg;QⅣ=1.54 kg，取1.5 kg;QV=1.19 kg，取1.1 kg。

輔助孔：QⅢ=η×L×r=0.8×3.1×0.78=1.93 kg，取QⅢ=1.9 kg;QⅣ=η×L×r=0.8×2.1×0.78=1.31 kg，取QⅣ=1.3 kg;QV=η×L×r=0.7×1.6×0.78=0.87 kg，取QV=0.9 kg。

光爆孔：通常為輔助孔的1/3～1/4，取QⅢ=0.6 kg，QⅣ=0.4 kg，QV=0.3 kg。

2.3 鉆爆程序

水口—崇左—愛店高速公路№1合同段項(xiàng)目在施工的過程中，采用了以下鉆爆程序。

（1）在鉆眼前由測工用激光指向儀光斑畫出炮眼位置，在某些情況下還會(huì)用到全站儀、鋼尺相進(jìn)行配合，挖斷面輪廓線的繪制采用五寸臺階法，確定后，以紅油漆標(biāo)畫。按照設(shè)計(jì)圖紙將周邊眼的位置標(biāo)注出來，并進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，只有合格才能進(jìn)行鉆眼施工。

（2）在鉆眼施工過程中，相關(guān)工作人員必須充分掌握設(shè)計(jì)圖紙，并能夠熟練操作鉆眼設(shè)備。在進(jìn)行周邊眼鉆眼施工時(shí)，工作人員必須具備豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，保障鉆眼的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)都達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，并要根據(jù)巖石的起伏情況進(jìn)行炮眼深度的調(diào)整，保障炮眼底在同一平面上，杜絕出現(xiàn)誤差，提高施工質(zhì)量。

（3）鉆眼施工完畢后，必須由專業(yè)人士對施工情況按照施工圖紙進(jìn)行檢查。一旦發(fā)現(xiàn)有不符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求的必須勒令重新施工，直到合格后方可進(jìn)行裝藥施工。同時(shí)，在裝藥前要對炮眼進(jìn)行清洗，通常采用高壓風(fēng)、水等方式進(jìn)行。

（4）在炮眼裝藥的過程中，必須按照分組分量的方式進(jìn)行，藥量嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙裝填，并且按照自上而下的順序進(jìn)行，雷管、炸藥的位置必須嚴(yán)格按照圖紙要求進(jìn)行裝填。裝藥完成后，用20 cm以上的炮泥將炮眼堵塞。

（5）為了保障起爆準(zhǔn)確無誤，本項(xiàng)目的起爆網(wǎng)絡(luò)為復(fù)式網(wǎng)絡(luò)。在連接的過程中，導(dǎo)爆索的連接方向必須按照圖紙要求進(jìn)行，并要保障兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的牢固可靠;導(dǎo)爆管杜絕出現(xiàn)打結(jié)和拉細(xì)的情況，同時(shí)確保每一個(gè)炮眼的雷管連接次數(shù)必須一致;在導(dǎo)爆管自由端10 cm以上的地方設(shè)置引爆雷管。按如下順序連接：孔內(nèi)雷管分組→周邊孔導(dǎo)爆索并接→同段導(dǎo)爆管雷管簇連→瞬發(fā)導(dǎo)爆管雷管起爆器起爆。

（6）孔內(nèi)的起爆裝置采用傳爆毫秒雷管，孔外的起爆采用導(dǎo)爆管雷管進(jìn)行，周邊孔內(nèi)采用導(dǎo)爆索進(jìn)行。引爆時(shí)，必須保障除點(diǎn)炮人員外其他人員全部進(jìn)入安全區(qū)，專職爆破人員檢查無人員滯留后，在安全避炮點(diǎn)位置爆破起爆器上裝入電池起爆。爆破完成后，相關(guān)技術(shù)人員必須等待30 min后方可進(jìn)入，其他人員不得進(jìn)入，待專業(yè)人員檢查確認(rèn)不存在盲炮后，才可以解除警戒。一旦出現(xiàn)瞎跑，必須分析原因，調(diào)整原來的設(shè)計(jì)，進(jìn)行二次爆破。

2.4 光面爆破質(zhì)量的保障措施

（1）爆破設(shè)計(jì)的優(yōu)化。在進(jìn)行爆破前，相關(guān)技術(shù)工作人員必須從實(shí)際情況出發(fā)，對施工地段的地質(zhì)情況進(jìn)行詳細(xì)勘察，并選擇最佳的爆破技術(shù)方案，對原來的爆破設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，確保爆破的質(zhì)量。放樣布眼、鉆孔掏槽、清孔裝藥的具體參數(shù)必須按照實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置，如巖層的結(jié)構(gòu)、使用的設(shè)備情況等。參數(shù)確定后，施工時(shí)必須嚴(yán)格按照參數(shù)進(jìn)行，同時(shí)結(jié)合施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，對炮眼的深度很間距進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，通過科學(xué)計(jì)算，對炸藥的類型及藥量進(jìn)行嚴(yán)格把控，確保爆破的質(zhì)量和效果。

（2）鉆孔質(zhì)量的保障措施。在進(jìn)行鉆孔施工時(shí)候，必須按照設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行，確保炮眼和輔助眼的間隔距離最大誤差不超過5 cm。同時(shí)，在施工的過程中要嚴(yán)格控制孔位和掏槽角度，確保炮眼保持在相同平行線上，炮眼的底部保持在相同的平面上。炮眼鉆孔施工完畢后，必須有質(zhì)量檢查人員按照設(shè)計(jì)圖紙對炮眼進(jìn)行檢查，確保施工質(zhì)量無誤后，方可進(jìn)行下一環(huán)節(jié)的施工。

2.5 隧道光面爆破安全保障措施

隧道光面爆破的施工現(xiàn)場必須進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，實(shí)時(shí)監(jiān)測施工的質(zhì)量。同時(shí)，要對每一個(gè)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行檢測，確保對施工段的巖層結(jié)構(gòu)變化全面掌握。如果在隧道施工的過程中，地質(zhì)出現(xiàn)了比較明顯的變化，要立即進(jìn)行檢測分析，一旦發(fā)現(xiàn)是地質(zhì)變化對施工帶來明顯影響的，存在安全隱患的，需要立刻根據(jù)實(shí)際情況對施工計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整，并采取有效的安全防護(hù)措施，必須按照“先支護(hù)，后開挖”的原則進(jìn)行施工，確保施工過程萬無一失，消除潛在的安全隱患，同時(shí)在施工的過程中要定期進(jìn)行檢測。施工環(huán)節(jié)的檢查內(nèi)容如下：開工前，必須根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況對照爆破方案進(jìn)行仔細(xì)的核實(shí)，并進(jìn)行模擬作業(yè)，排查設(shè)計(jì)中存在的失誤，確保施工安全進(jìn)行;炮眼鉆孔施工完畢后，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙檢查炮眼的各項(xiàng)參數(shù)，確保無誤后方可進(jìn)行下一環(huán)節(jié)施工;爆破后，等待30 min后才能由專業(yè)工作人員進(jìn)入場地內(nèi)進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)啞炮、瞎跑等情況存在，必須進(jìn)行原因分析，并調(diào)整施工方案。

3 結(jié)語

綜上所述，通過對水口—崇左—愛店公路（崇左至愛店口岸段）設(shè)計(jì)施工總承包項(xiàng)目隧道的光面爆破施工技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的分析后可以看出，光面爆破技術(shù)在高速公路隧道開挖施工中具有較大的應(yīng)用價(jià)值，但在施工過程中必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙的各項(xiàng)參數(shù)和要求進(jìn)行，炮眼的位置、藥量、起爆等必須由專業(yè)工作人員按照施工設(shè)計(jì)進(jìn)行施工，在出現(xiàn)特殊情況時(shí)，如地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的變化等，必須結(jié)合施工現(xiàn)場的實(shí)際情況對施工設(shè)計(jì)進(jìn)行及時(shí)的優(yōu)化，采取嚴(yán)格的管理的措施，確保施工質(zhì)量和施工現(xiàn)場的安全。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]項(xiàng)海燕.高速公路極小凈距隧道開挖及爆破施工控制技術(shù)的應(yīng)用[J].交通世界，2019（Z2）：148-149.

[2]俞定.花崗巖地層地鐵隧道光面爆破技術(shù)應(yīng)用研究[J].工程技術(shù)研究，2020（4）：64-65.