簡(jiǎn)談小斷面引水隧洞爆破開(kāi)挖質(zhì)量控制

劉 斌

（甘肅省水利水電工程局有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730030）

在小斷面引水隧洞工程項(xiàng)目中，爆破開(kāi)挖具有一定的難度，施工中若不注意，將會(huì)產(chǎn)生各種各樣的問(wèn)題。因此，在確定施工方案的基礎(chǔ)上，必須結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)爆破開(kāi)發(fā)技術(shù)進(jìn)行合理的應(yīng)用，通過(guò)科學(xué)、可靠的施工方法，保證整個(gè)水利工程的順利進(jìn)行。只有做到了這一點(diǎn)，才能確保小截面導(dǎo)流洞的工程質(zhì)量，以及后續(xù)工程的順利實(shí)施。

1 控制小斷面引水隧道爆破開(kāi)發(fā)質(zhì)量的重要性

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展，爆破開(kāi)挖技術(shù)在小斷面引水隧洞開(kāi)挖的過(guò)程中得到了非常廣泛的應(yīng)用，并且在大量的實(shí)踐當(dāng)中積累了越來(lái)越豐富的經(jīng)驗(yàn)。但就實(shí)際來(lái)看，在對(duì)小斷面引水隧洞進(jìn)行開(kāi)挖的過(guò)程當(dāng)中，很容易產(chǎn)生隧洞超欠挖的現(xiàn)象，這不但會(huì)導(dǎo)致施工的難度大大提高，還會(huì)產(chǎn)生人力、物力以及財(cái)力資源上的浪費(fèi)。與此同時(shí)，隧道超挖所形成的凹角會(huì)引發(fā)應(yīng)力集中的情況，進(jìn)而使得反圍巖的穩(wěn)定性大大降低。而隧道欠挖則會(huì)影響到襯砌，后續(xù)處理起來(lái)有著較高的難度，并且可能會(huì)產(chǎn)生坍塌的事故，嚴(yán)重威脅到工作人員的生命安全。因此，必須要對(duì)小斷面引水隧洞爆破開(kāi)挖的質(zhì)量控制引起高度重視，從而進(jìn)一步加強(qiáng)人力、物力以及財(cái)力資源的使用效率，并實(shí)現(xiàn)各個(gè)環(huán)節(jié)工作的充分銜接，確保隧洞工程施工的順利進(jìn)行。

在爆破技術(shù)當(dāng)中，炸藥及起爆器都將會(huì)對(duì)爆破技術(shù)的效果造成很大影響。與此同時(shí)，要想使爆破技術(shù)的作用得到充分發(fā)揮，還應(yīng)當(dāng)采取機(jī)械設(shè)備來(lái)進(jìn)行輔助，以確保工程的順利進(jìn)行。在此基礎(chǔ)上，需要在進(jìn)行施工的過(guò)程中運(yùn)用現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)，使得爆破技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步發(fā)展。在進(jìn)行爆破施工前，要通過(guò)專(zhuān)用的鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔。在以往施工的過(guò)程中，所采用的基本都是手風(fēng)鉆，不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并且效果也并不好，隨著科技水平的不斷提高，潛孔鉆逐漸出現(xiàn)，同時(shí)在實(shí)際施工中得到廣泛應(yīng)用。它的工作原理主要是轉(zhuǎn)化原本的風(fēng)壓，在高風(fēng)壓的作用下，不斷提高風(fēng)力速度從而實(shí)現(xiàn)鉆孔的目的。

2 影響小斷面引水隧洞爆破開(kāi)挖質(zhì)量的主要因素

2.1 地質(zhì)條件因素

就水文地質(zhì)條件而言，施工區(qū)域圍巖的特性將會(huì)直接影響到引水隧洞爆破開(kāi)發(fā)施工的整體質(zhì)量，圍巖構(gòu)造特點(diǎn)也是導(dǎo)致出現(xiàn)超挖及欠挖問(wèn)題的重要原因。在進(jìn)行爆破開(kāi)挖時(shí)，倘若圍巖構(gòu)造存在裂縫發(fā)育，就很可能會(huì)在斷層等軟弱結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)破裂線(xiàn)開(kāi)裂的情況，從而造成超挖。部分圍巖均質(zhì)性較差，軟巖與硬巖共存，在爆破開(kāi)挖的過(guò)程中軟巖部分就容易出現(xiàn)超挖的情況。在爆破過(guò)程中，圍巖巖體的風(fēng)化部分以及硬度不高的部分可能難以根據(jù)預(yù)設(shè)的起爆線(xiàn)爆破，從而造成開(kāi)挖超挖的情況。在實(shí)際進(jìn)行施工時(shí)，因?yàn)樗牡刭|(zhì)條件問(wèn)題所導(dǎo)致的超挖具有較高的破壞性，超挖的控制難度較大，對(duì)于工程的施工安全具有嚴(yán)重影響，因此也是水利工程施工中應(yīng)當(dāng)重視的問(wèn)題。

2.2 施工條件因素

爆破開(kāi)發(fā)技術(shù)有著較高的難度，其在操作技術(shù)及施工管理方面有著嚴(yán)格要求，倘若在進(jìn)行施工時(shí)操作不夠規(guī)范或是沒(méi)有做好管理工作，就很容易造成超挖問(wèn)題。一般而言，造成超挖的施工因素主要包括：首先，在施工準(zhǔn)備階段，為嚴(yán)格依據(jù)規(guī)范要求測(cè)量圍巖，導(dǎo)致放線(xiàn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)超放，或是在放開(kāi)挖輪廓線(xiàn)的過(guò)程中沒(méi)有結(jié)合規(guī)范要求，導(dǎo)致爆破開(kāi)發(fā)的過(guò)程中發(fā)生超挖；其次，在鉆孔過(guò)程中沒(méi)有依據(jù)規(guī)范合理操作，在鉆孔過(guò)程中偏離孔位，致使孔位不平行，孔底也未處于一個(gè)開(kāi)挖平面上；最后，在爆破開(kāi)挖的過(guò)程中，因各方面因素而導(dǎo)致欠挖，在對(duì)欠挖進(jìn)行處理的過(guò)程中因操作過(guò)度而發(fā)生超挖。

2.3 爆破技術(shù)因素

在爆破開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，除了地質(zhì)條件與施工條件方面的因素以外，爆破作業(yè)參數(shù)同樣會(huì)對(duì)隧洞爆破開(kāi)發(fā)的質(zhì)量造成影響。第一，每循環(huán)開(kāi)挖進(jìn)尺是非常關(guān)鍵的作業(yè)參數(shù)，周邊眼外偏角沒(méi)有變化的情況下，每循環(huán)開(kāi)挖進(jìn)尺越大，那么鉆孔孔底就將偏離設(shè)計(jì)輪廓，致使超挖偏離開(kāi)挖設(shè)計(jì)輪廓越大。第二，周邊眼間距不滿(mǎn)足相關(guān)要求。在對(duì)間距進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中沒(méi)有結(jié)合圍巖特性，致使孔間距缺乏合理性，倘若孔間距太大，將會(huì)因爆破沒(méi)有按照設(shè)計(jì)輪廓線(xiàn)開(kāi)裂而出現(xiàn)欠挖。如在某引水隧洞工程中，所用的爆破材料是導(dǎo)爆索及塑料導(dǎo)管非電毫秒雷管起爆系統(tǒng)，同時(shí)選擇了電雷管、乳化炸藥及φ32 藥卷，炸藥爆破參數(shù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見(jiàn)表1所示。第三，最小抵抗線(xiàn)設(shè)計(jì)不科學(xué)。倘若所設(shè)置的最小抵抗線(xiàn)不合理，那么在進(jìn)行爆破時(shí)就容易因爆破力太大而造成超挖。第四，爆破藥量不滿(mǎn)足要求。在對(duì)爆破藥量進(jìn)行設(shè)置的過(guò)程中，沒(méi)有結(jié)合圍巖的特征以及爆破實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)裝藥參數(shù)的計(jì)算不正確。在實(shí)際進(jìn)行爆破的過(guò)程中，未按照爆破效果來(lái)合理調(diào)整炸藥爆破參數(shù)，進(jìn)而出現(xiàn)爆破超挖的問(wèn)題。第五，沒(méi)有采用正確的裝藥形式。在炮孔直徑?jīng)]有變化的情況下，倘若藥卷直徑太大，需要進(jìn)行間隔裝藥，以免在爆破的過(guò)程中對(duì)炮孔壁造成太大壓力，致使炮孔附近圍巖粉碎度太大而導(dǎo)致超挖。

表1 炸藥爆破參數(shù)

3 小斷面引水隧洞爆破開(kāi)挖質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.1 加強(qiáng)圍巖地質(zhì)條件的勘察工作

一般而言，圍巖地質(zhì)條件是客觀的，通常能夠?qū)⑵洚?dāng)做爆破參數(shù)確定的主要依據(jù)。在開(kāi)展小斷面引水隧洞施工的過(guò)程當(dāng)中，圍巖的地質(zhì)條件處在不斷地變化當(dāng)中，溶洞、軟弱夾層等不良地質(zhì)情況時(shí)有發(fā)生，這些都將直接影響到隧洞施工的質(zhì)量。所以，在開(kāi)挖隧洞時(shí)，一定要充分結(jié)合圍巖節(jié)理、裂隙等的具體情況，合理調(diào)整鉆孔角度、鉆孔位置和附近孔的參數(shù)等，從而使得隧洞開(kāi)挖的整個(gè)效率以及質(zhì)量可以得到有效提高，避免在隧洞當(dāng)中出現(xiàn)超欠挖的現(xiàn)象。

3.2 做好對(duì)炮眼深度與精度的控制

在確定炮眼深度的過(guò)程當(dāng)中，通常應(yīng)當(dāng)綜合考慮到隧洞地質(zhì)條件、單循環(huán)作業(yè)時(shí)間、施工組織能力以及工期等各方面因素，同時(shí)還要針對(duì)于每循環(huán)進(jìn)尺實(shí)施合理的優(yōu)化，從而保證隧道的開(kāi)挖施工可以順利實(shí)施。在對(duì)隧洞進(jìn)行開(kāi)挖施工的過(guò)程當(dāng)中，必須要嚴(yán)格標(biāo)注打點(diǎn)定位孔，明確打點(diǎn)距離，每打下一個(gè)孔，都應(yīng)當(dāng)參照上一孔位確定方向，并且還要保證鉆孔深度的一致性，使孔底能夠處在相同的平面。

3.3 提升測(cè)量放線(xiàn)的精度

為了防止在小斷面引水隧洞爆破開(kāi)挖工程當(dāng)中出現(xiàn)超欠挖的問(wèn)題，就應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制開(kāi)挖輪廓線(xiàn)的精度。在實(shí)施測(cè)量放線(xiàn)以前，也應(yīng)當(dāng)充分了解并把握相關(guān)的設(shè)計(jì)文件，在掌握斷面各部位尺寸的同時(shí)，還需要注重預(yù)留沉降量以及變形量。除此之外，倘若標(biāo)高與中線(xiàn)產(chǎn)生了偏移，就容易使得斷面輪廓偏向一側(cè)，由此而使得開(kāi)挖斷面的一側(cè)欠挖或是一側(cè)超挖，所以，必須要盡可能地保證標(biāo)高與中線(xiàn)的準(zhǔn)確性。

3.4 合理運(yùn)用爆破技術(shù)

在對(duì)小斷面引水隧洞進(jìn)行開(kāi)挖時(shí)，應(yīng)用廣泛的爆破技術(shù)主要指的是爆破方法、爆破器材、爆破參數(shù)以及裝藥方法等。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，不同的爆破方法、爆破器材、爆破參數(shù)以及裝藥方法等，都將會(huì)在不同程度上造成隧道超欠挖的情況。針對(duì)光面爆破的效果與一般爆破的效果進(jìn)行對(duì)比分析能夠得知，在整體效果方面，光面爆破有著更大的優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際應(yīng)用中，光面爆破既能夠保證開(kāi)挖面符合設(shè)計(jì)輪廓線(xiàn)的相關(guān)要求，還能夠減小對(duì)圍巖所造成的擾動(dòng)影響。通過(guò)“新奧法”的原則開(kāi)展隧洞爆破施工，采取預(yù)裂爆破或光面爆破等的控制措施，能夠防止在小斷面引水隧洞中出現(xiàn)超欠挖的問(wèn)題。

3.5 重視現(xiàn)場(chǎng)施工管理

在對(duì)小斷面引水隧洞進(jìn)行施工的過(guò)程當(dāng)中，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)施工所進(jìn)行的嚴(yán)格管理，是減小超欠挖現(xiàn)象出現(xiàn)幾率最為有效且最為根本的方法。在進(jìn)行施工時(shí)，需要建立起健全、完善的質(zhì)量管理保證體系，針對(duì)各環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量實(shí)施合理的控制，同時(shí)為試驗(yàn)、測(cè)量以及質(zhì)檢體系配備態(tài)度端正、認(rèn)真負(fù)責(zé)、技術(shù)水平高且有責(zé)任意識(shí)的工程技術(shù)人員，從而使得施工管理工作的效率與質(zhì)量都可以變得更高。在正式開(kāi)展隧洞爆破施工以前，還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)交底工作，加大對(duì)技術(shù)人員的培訓(xùn)與教育力度，嚴(yán)格依據(jù)規(guī)定要求的循環(huán)進(jìn)尺與開(kāi)挖步驟展開(kāi)施工，這不但能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各開(kāi)挖工序的有效銜接，還能夠減小隧洞超欠挖問(wèn)題出現(xiàn)的可能性。通過(guò)科學(xué)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來(lái)針對(duì)于各施工班組實(shí)施考核，以考核結(jié)果為依據(jù)予以相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)與懲罰。除此之外，對(duì)施工精確性與嚴(yán)肅性的提高，在保證隧洞開(kāi)挖施工順利實(shí)施的同時(shí)，還有助于小斷面引水隧洞爆破開(kāi)挖質(zhì)量的有效控制。

3.6 培養(yǎng)高素質(zhì)施工人員

要培養(yǎng)高素質(zhì)的爆破施工人員，需要以下幾個(gè)方面的努力：

教育培訓(xùn)：提供專(zhuān)業(yè)的培訓(xùn)課程，包括安全知識(shí)、爆破原理、器材使用、計(jì)算等方面的內(nèi)容，讓學(xué)員掌握必要的理論知識(shí)和技能。

實(shí)踐訓(xùn)練：通過(guò)實(shí)踐操作，讓學(xué)員熟悉各種爆破技術(shù)，掌握正確的操作方法和技巧，提高實(shí)際應(yīng)用能力。

考核評(píng)估：定期對(duì)學(xué)員進(jìn)行考核評(píng)估，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)糾正，并給予適當(dāng)?shù)莫?jiǎng)勵(lì)或懲罰，激勵(lì)學(xué)員積極學(xué)習(xí)和進(jìn)步。

經(jīng)驗(yàn)交流：組織爆破施工人員之間的經(jīng)驗(yàn)交流，分享經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，促進(jìn)彼此之間的學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)。

安全意識(shí)教育：加強(qiáng)安全意識(shí)教育，讓學(xué)員認(rèn)識(shí)到爆破施工的風(fēng)險(xiǎn)和危險(xiǎn)性，培養(yǎng)正確的安全意識(shí)和行為習(xí)慣。

團(tuán)隊(duì)建設(shè)：注重團(tuán)隊(duì)建設(shè)，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神和溝通能力，讓爆破施工人員能夠協(xié)同工作，共同完成任務(wù)。

4 小斷面引水隧洞爆破開(kāi)挖在實(shí)際應(yīng)用中的注意事項(xiàng)

通過(guò)實(shí)踐能夠發(fā)現(xiàn)，小斷面引水隧洞爆破開(kāi)挖技術(shù)的應(yīng)用環(huán)境往往非常復(fù)雜，因此，要想確保爆破工作能夠順利實(shí)施并取得良好的效果，就應(yīng)當(dāng)在采用此技術(shù)進(jìn)行作業(yè)的過(guò)程當(dāng)中對(duì)各方面的問(wèn)題進(jìn)行高度的重視。

首先，在對(duì)施工材料進(jìn)行安置的過(guò)程當(dāng)中，需要通過(guò)合理、可靠的方法來(lái)進(jìn)行安置，其次則是制度方面的內(nèi)容，需要技術(shù)人員嚴(yán)格遵循制度管理的各項(xiàng)規(guī)定，管理人員要發(fā)揮自身的帶頭作用，確保相關(guān)責(zé)任能夠落實(shí)到所有人員的具體工作當(dāng)中，這就需要做到以下三點(diǎn)：①加強(qiáng)操作人員安全規(guī)范與意識(shí)，避免出現(xiàn)安全事故問(wèn)題；②對(duì)日常工作當(dāng)中的重點(diǎn)防范工作引起重視，確保隧洞爆破開(kāi)挖可以順利實(shí)施，同時(shí)盡可能減小爆破作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)；③技術(shù)人員需要及時(shí)分析爆破出現(xiàn)超挖、欠挖等問(wèn)題的原因，同時(shí)還要全面排查問(wèn)題的根本原因，以此來(lái)為今后工作的進(jìn)行提供更好的條件。

與此同時(shí)，在開(kāi)展小斷面引水隧洞爆破開(kāi)挖作業(yè)的過(guò)程當(dāng)中，必須要對(duì)爆破的區(qū)域有高度的重視，以嚴(yán)謹(jǐn)、負(fù)責(zé)的態(tài)度正確進(jìn)行選擇。在正式開(kāi)展作業(yè)以前，需要針對(duì)爆破區(qū)域和附近的環(huán)境、地質(zhì)條件等實(shí)施全面的檢查。在開(kāi)展小斷面引水隧洞爆破開(kāi)挖的過(guò)程當(dāng)中，不但要盡可能提高爆破的安全性與穩(wěn)定性，還需要確保爆破開(kāi)挖的質(zhì)量，做好對(duì)爆破現(xiàn)場(chǎng)等的清理工作，在完成清理以后再實(shí)施爆破作業(yè)，確保隧洞爆破開(kāi)挖工作能夠在開(kāi)展的過(guò)程當(dāng)中通暢無(wú)阻。這些都是在應(yīng)用小斷面引水隧洞爆破開(kāi)挖技術(shù)的過(guò)程中所必須要高度重視的事項(xiàng)，只有完全做好了這些方面的工作，才可以真正做好爆破開(kāi)挖工作。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，小斷面引水隧洞施工的過(guò)程中，隧洞爆破開(kāi)挖是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量的優(yōu)劣，常常會(huì)影響到小斷面引水隧洞的整體質(zhì)量，所以，必須采用穩(wěn)定可靠的技術(shù)，對(duì)小斷面引水隧洞爆破開(kāi)挖的質(zhì)量進(jìn)行控制，以保證其質(zhì)量達(dá)到工程的總體質(zhì)量要求，使其更好地發(fā)揮在水利水電工程中的作用。在進(jìn)行小截面引水隧洞的施工時(shí)，一定要保持一種認(rèn)真的施工態(tài)度，并選用最適合的爆破開(kāi)挖施工方案和工藝，從而保證小斷面引水隧洞爆破開(kāi)挖的施工質(zhì)量。