公路隧道標(biāo)準(zhǔn)化鉆爆技術(shù)

呂海云

(山西路橋第一工程有限公司,山西 太原 030006)

1 鉆爆施工法

該類施工方法因圍巖類別的不同有全斷面開挖法和臺階開挖法兩種情況，相應(yīng)的處理應(yīng)基于具體的施工環(huán)境合理選擇。鉆爆施工法主要是通過鉆孔和裝藥以及爆破開挖等操作進(jìn)行施工，由早期的人工開鑿發(fā)展到鑿巖臺車，爆破技術(shù)也有了很大程度地改進(jìn)。通常情況下，正式施工之前應(yīng)基于施工區(qū)域的地質(zhì)條件和斷面大小以及支護(hù)方式等因素選定適宜的掘進(jìn)方式[1]。

2 影響鉆爆施工法的主要因素

(1)地質(zhì)條件在隧道爆破施工的過程中對施工的影響最大且最為突出。在進(jìn)行爆破施工的過程中，應(yīng)首先保證巖體的穩(wěn)定性。巖體強(qiáng)度是施工中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的一個因素，其是巖體對外抵抗能力的一種反映，且影響著施工的穩(wěn)定性和安全性。因此，相應(yīng)的施工應(yīng)做好巖體強(qiáng)度的精細(xì)分析，基于不同的施工環(huán)境選擇適宜的爆破方法，從而為高質(zhì)量的施工提供有利的條件。鑒于此，在工程推進(jìn)之前就應(yīng)加強(qiáng)工程項(xiàng)目的地質(zhì)勘查，以基于此落實(shí)各項(xiàng)部署，從而為穩(wěn)定有序的工程施工提供切實(shí)的保障。

(2)水文條件也會影響到隧道工程的施工，其既會影響到圍巖的穩(wěn)定性，也會增加施工的難度。因此，正式施工之前應(yīng)精細(xì)勘查施工區(qū)域內(nèi)的水文條件，以在勘查的基礎(chǔ)上做好精細(xì)的技術(shù)處理，從而為工程的高效展開提供有利的條件[2]。

3 鉆爆法的施工效應(yīng)

隧道工程通過鉆爆法能夠使炸藥周圍的巖石產(chǎn)生非彈性形變，巖石即會被壓碎或受到?jīng)_擊出現(xiàn)破碎。炸藥所產(chǎn)生的能量一部分轉(zhuǎn)化為了地震波，另一部分則轉(zhuǎn)化為了空氣沖擊波。這是鉆爆法施工中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容，其對地質(zhì)環(huán)境的危害性最大，且會對正常的施工造成不良的影響。常見的爆破三害，爆破地震效應(yīng)、沖擊波超壓、爆破噪聲等副效應(yīng)，對隧道工程的影響不可忽視[3]。

4 鉆爆法施工實(shí)踐

4.1 施工環(huán)境及背景

本文所引述的案例是廣東某高速公路隧道工程，合同段全長9.6 km，其中隧道折合單線長度8 km，占到整個工程的83.3%。該區(qū)域沿線地形起伏較大，地形呈現(xiàn)出較為嚴(yán)重的切割形態(tài)，山體的自然坡度處在30°～50°之間，沖溝縱橫交錯，山坡上有植被發(fā)育。因該區(qū)域?qū)儆谧匀槐Ｗo(hù)區(qū)，因此相應(yīng)的施工應(yīng)做好精細(xì)的環(huán)保設(shè)計(jì)。

該工程隧道內(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜，洞身地段存在節(jié)理裂隙和構(gòu)造發(fā)育的情況，一些區(qū)域受到構(gòu)造影響的程度較深。與此同時，還存在著豐富的地下水。區(qū)域內(nèi)圍巖的基本情況大致如下：Ⅲ類圍巖3 800 m，IV類圍巖3 200 m，Ⅴ類圍巖900 m，中間有長約30 m的斷層帶，巖層破碎且存在較為明顯的節(jié)理裂隙發(fā)育。隧道的進(jìn)出口皆有植被覆蓋，且水土環(huán)境良好。

4.2 爆破方案設(shè)計(jì)

鉆爆方案。進(jìn)行爆破掘進(jìn)的過程中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注掏槽爆破的處理，其直接影響著掘進(jìn)的尺寸以及具體的操作。因該工程隧道是大斷面，因此可通過斜眼掏槽技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的處理，以基于地形條件有序地?cái)U(kuò)大爆破面積。

圍巖爆破的過程中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下幾點(diǎn)的設(shè)計(jì)。

(1)Ⅲ類圍巖地段應(yīng)通過全斷面光面爆破進(jìn)行，IV、Ⅴ類圍巖則可采用三臺階光面爆破進(jìn)行，但應(yīng)注意周邊眼間距和最小抵抗線的合理選擇，以切實(shí)地保障施工的質(zhì)量；一般情況下，輔助炮眼應(yīng)交錯均勻進(jìn)行布置；另外還應(yīng)注意的是，掏槽眼應(yīng)比輔助眼假深30 cm。

(2)周邊眼應(yīng)通過間隔裝藥進(jìn)行，藥量應(yīng)沿炮眼的長度均勻分布。通常情況下，輔助眼應(yīng)集中裝藥，掏槽眼應(yīng)加強(qiáng)裝藥，以為高效的爆破施工提供有利的條件。為提升施工的效果，還應(yīng)在掏槽中部加設(shè)1～2個中空眼。

(3)炸藥以乳化炸藥為準(zhǔn)，隨著塑料導(dǎo)爆管和非電毫秒雷管微差有序地爆破。掏槽眼和輔助眼以及周邊眼呈現(xiàn)出明顯的先后順序，最后是底板眼[4]。

4.3 爆破防護(hù)

為降低爆破飛石對中隔墻的不良影響，可通過廢輪胎或竹排進(jìn)行覆蓋。爆破之前應(yīng)劃定警戒區(qū)域，特別是臨近道路的區(qū)域應(yīng)設(shè)置專門的防護(hù)設(shè)施，且應(yīng)由專人進(jìn)行維護(hù)。確定一切就緒以后，即可點(diǎn)火爆破。需要注意的是，如果發(fā)生瞎炮，切忌掏挖或在原眼中重新裝藥。

4.4 爆破振動分析

通過對多個隧道爆破振動觀測的研究分析，確定產(chǎn)生較高振動速度的部位是掏槽爆破、底角爆破等；每次裝藥爆破造成最高振動速度的因素不是裝藥量，而是最大段的分段裝藥量；因分段裝藥量所形成的質(zhì)點(diǎn)，振速的高低與炮眼之間的順序有著密切的關(guān)系[5]。

5 鉆爆施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

要想提升爆破施工的質(zhì)量和效率，就應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下幾點(diǎn)。

(1)在應(yīng)用鉆爆施工法之前，應(yīng)先組織相關(guān)的技術(shù)人員進(jìn)行系統(tǒng)的安全教育，所有執(zhí)行爆破技術(shù)操作的工作人員都應(yīng)達(dá)到既定的專業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)。與此同時，還應(yīng)形成嚴(yán)格精細(xì)的監(jiān)督制度，以切實(shí)地保障整個工程推進(jìn)的安全與高效。

(2)鉆爆的施工應(yīng)在統(tǒng)一指揮的條件下進(jìn)行，所有的施工人員都應(yīng)聽從指揮者的指令。爆破后經(jīng)檢查確定安全后，才可進(jìn)入到爆破點(diǎn)，以降低突發(fā)安全事故的發(fā)生幾率。

(3)在進(jìn)行隧道施工的過程中需要著重注意對于施工環(huán)境的監(jiān)測。在很多工程施工的過程中會產(chǎn)生有毒有害氣體，當(dāng)產(chǎn)生有毒有害氣體時會對施工人員的健康產(chǎn)生威脅，會對工程質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，在進(jìn)行這一隧道施工過程中應(yīng)當(dāng)配備專業(yè)的氣體檢測設(shè)備，幫助進(jìn)行氣體的監(jiān)測，在有毒有害氣體出現(xiàn)時能夠進(jìn)行及時的反饋。我國當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展以綠色發(fā)展為發(fā)展目標(biāo)與發(fā)展方向，對于在隧道施工工程也是如此。如果沒有進(jìn)行相關(guān)的氣體監(jiān)測設(shè)置，在發(fā)生有毒有害氣體泄露時不予以及時的遏制，那么就會對環(huán)境造成不可逆的損失。因此，必須安裝相關(guān)的氣體檢測設(shè)備。此外，在空氣質(zhì)量檢測的環(huán)節(jié)中，需要將氣體檢測系統(tǒng)安裝，并且于施工環(huán)節(jié)通過系統(tǒng)對空氣中的粉塵濃度、氧氣含量以及有害物質(zhì)進(jìn)行實(shí)施的監(jiān)控，保證隧道中的空氣質(zhì)量符合健康要求。同時，還要加個空氣質(zhì)量預(yù)警機(jī)制建設(shè)，當(dāng)洞現(xiàn)粉塵濃度過大以及缺氧問題出現(xiàn)之前，可以及時的警示以減少事故的發(fā)生。

6 結(jié) 語

鉆爆施工法能否穩(wěn)定地推進(jìn)主要與中空直眼掏槽技術(shù)的應(yīng)用有著密切的關(guān)系，掏槽時應(yīng)嚴(yán)格按照既定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)有序推進(jìn)，以切實(shí)地保障施工的精度和質(zhì)量。掏槽完畢還應(yīng)進(jìn)行精細(xì)地檢查，只有在多次確認(rèn)安全且各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)達(dá)標(biāo)的情況下才算整個工程順利完成。工程推進(jìn)的過程中應(yīng)嚴(yán)格遵守既定的技術(shù)規(guī)范，且應(yīng)精細(xì)落實(shí)既定的檢查制度，所有的部署都應(yīng)將安全放在首要位置，且應(yīng)注意具體操作的質(zhì)量，以為高質(zhì)量的工程施工提供切實(shí)的保障。