光面爆破技術(shù)在隧道施工中的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用

【摘要】伴隨鐵路工程建設(shè)規(guī)模的逐步擴(kuò)大，隧道施工技術(shù)獲得了持續(xù)更新的重要機(jī)遇。光面爆破技術(shù)就是其中具有代表性的技術(shù)之一。本文簡(jiǎn)述了光面爆破技術(shù)在隧道施工中的重要性、優(yōu)勢(shì)以及注意事項(xiàng)，并從多個(gè)角度闡述了光面爆破技術(shù)在隧道施工中的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用要點(diǎn)，提出了幾點(diǎn)爆破控制措施，希望能夠?yàn)橥袠I(yè)工作者提供一些幫助。

【關(guān)鍵詞】光面爆破技術(shù)；隧道施工；標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用；控制措施

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.03.036

Standardized Application of Smooth Blasting Technology in Tunnel Construction

XIONG Chunyao

（China Railway 16th Bureau Group No.4 Engineering Co.， Ltd.， Beijing 101400， China）

Abstract： At present， with the gradual expansion of railway engineering construction scale， tunnel construction technology has also obtained an important opportunity for continuous renewal， and smooth blasting technology is one of the representative technical types. This paper briefly describes the importance， advantages and matters needing attention of smooth blasting technology in tunnel construction， and expounds the standardized application points of smooth blasting technology in tunnel construction from many angles， and puts forward several blasting control measures， hoping to provide some help for workers in the same industry.

Key words： smooth blasting technology； tunnel construction； standardized application； control measure

各類新興技術(shù)的出現(xiàn)為鐵路工程建設(shè)工作的順利展開提供了基礎(chǔ)，而作為鐵路工程建設(shè)環(huán)節(jié)難度相對(duì)較高的施工項(xiàng)目類型，隧道施工技術(shù)的重要性毋庸置疑。光面爆破技術(shù)在確保工程施工進(jìn)度的同時(shí)能夠起到降低施工成本的作用，并保證了施工的安全性。所以，相關(guān)技術(shù)人員需要在明確光面爆破技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與注意事項(xiàng)的前提下，掌握光面爆破技術(shù)的施工要點(diǎn)，配合相應(yīng)的爆破控制措施以確保隧道施工進(jìn)程的順利推進(jìn)。

隧道施工期間圍巖結(jié)構(gòu)將會(huì)產(chǎn)生諸多裂縫，若選擇使用光面爆破技術(shù)針對(duì)隧道圍巖展開施工，則能夠起到降低裂縫發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，在保證圍巖完整性的同時(shí)強(qiáng)化圍巖自身的承載能力，為后續(xù)施工提供了諸多便利條件并有效保證了現(xiàn)場(chǎng)施工的流程安全。

在光面爆破技術(shù)施工過程中建議與錨噴技術(shù)有效結(jié)合，強(qiáng)化支護(hù)功能的同時(shí)也能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于松軟巖層，進(jìn)而降低安全事故的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。部分裂隙發(fā)育地層的中間結(jié)構(gòu)同樣能夠使用光面爆破技術(shù)，避免出現(xiàn)裂隙進(jìn)一步擴(kuò)大的現(xiàn)象，其同樣是強(qiáng)化圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的關(guān)鍵手段，能夠?qū)鷰r爆破散落的范圍始終控制在安全范圍內(nèi)。光面爆破技術(shù)在提升施工速度的同時(shí)使得隧道的成型將更為規(guī)整，施工人員的工作量隨之減少，有效節(jié)約了施工材料，進(jìn)而提高了工程效益。施工期間使用光面爆破技術(shù)同樣能夠在保證隧道定型效果的同時(shí)，減少后續(xù)技術(shù)人員針對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的維護(hù)，并有效避免大量瓦斯在施工隧道中聚集，進(jìn)而確保施工人員的安全。

3.1選擇合適的炸藥

第一是需要對(duì)各類炸藥的特性予以充分分析。以銨梯炸藥為例，要求對(duì)裝藥密度予以科學(xué)控制從而達(dá)到預(yù)期的爆破效果。銨梯炸藥屬于混合型炸藥的一種，其成分主要包括梯恩梯、木粉、硝酸銨等，適用于井下作業(yè)或露天作業(yè)，廣泛應(yīng)用于中硬巖石的爆破施工過程中。從其實(shí)際使用情況來看，不僅化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，且對(duì)于火花以及沖擊等不確定因素的靈敏性相對(duì)較差，使得其整體使用安全性極高。但需要注意的是，此類炸藥的抗水能力相對(duì)較低，極容易與空氣中的水汽發(fā)生反應(yīng)進(jìn)而產(chǎn)生結(jié)塊現(xiàn)象，從而對(duì)爆炸效果造成不良影響，但可經(jīng)由后續(xù)的烘干與碾碎處理后二次使用。為此，在實(shí)際的隧道施工中經(jīng)常在炸藥中添加適量的瀝青以及石蠟材料，從而維持此類炸藥的穩(wěn)定性，使得其成為抗水性炸藥。

第二是為確保各類炮孔的實(shí)際爆破效果，在光面爆破方案設(shè)計(jì)過程中需要嚴(yán)格規(guī)定各類炮眼的裝藥密度以及裝藥系數(shù)。裝藥系數(shù)為1且采取滿裝方式的為底眼、掏槽眼以及輔助眼；緩沖眼的裝藥量一般設(shè)定為60%，裝藥系數(shù)設(shè)定為0.6；位于輪廓線周邊的炮眼的裝藥量一般設(shè)定在20%～30%左右，其裝藥系數(shù)設(shè)定為0.22。

第三是需要對(duì)炮眼直徑予以預(yù)先考慮。通常情況下藥卷的直徑要小于炮眼的直徑，而標(biāo)準(zhǔn)藥卷的直徑一般在32～35 mm范圍內(nèi)。這就要求設(shè)置炮眼的直徑一般需要大于藥卷直徑4～7 mm，從而確保爆破效果。針對(duì)隧道采取爆破施工的過程中，若有光面爆破施工技術(shù)的應(yīng)用需要，更應(yīng)強(qiáng)化針對(duì)炮眼直徑與藥卷直徑的控制，一般需要在輪廓線的上周邊炮眼采取小直徑藥卷，進(jìn)而提升爆破施工過程的穩(wěn)定性，其也是避免出現(xiàn)拒爆情況的關(guān)鍵手段。

3.2中掏槽

隧道進(jìn)出口地質(zhì)情況基本一致，這也是隧道的主要特點(diǎn)。而應(yīng)用光面爆破技術(shù)的關(guān)鍵在于對(duì)工程覆蓋范圍內(nèi)的所有巖石展開爆破，確保所形成的輪廓具有一定的規(guī)則性特點(diǎn)，需明確爆破與最小抵抗線以及藥物濃度之間的關(guān)系，要求以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況作為主要依據(jù)進(jìn)行爆破參考。光面爆破技術(shù)的使用要求專業(yè)人員進(jìn)行預(yù)先掏槽處理，需要注意的是光面爆破對(duì)鉆眼的深度有著一定的要求，可能會(huì)對(duì)后續(xù)炮眼的使用造成不良影響。為此，技術(shù)人員應(yīng)以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際環(huán)境為前提選擇合適的掏槽形式。一般情況下會(huì)進(jìn)行楔形掏槽，并在周邊的炮眼裝上合適的藥物，與導(dǎo)爆索連接后即可完成相應(yīng)的準(zhǔn)備工作。

3.3隧道洞身施工

隧道正式施工前，需要確保施工所需的設(shè)備、材料以及工具。針對(duì)有爆破需要的圍巖上拱頂應(yīng)嚴(yán)格處理，以避免對(duì)施工效果造成不良影響，這也是降低安全隱患產(chǎn)生的關(guān)鍵手段。地質(zhì)環(huán)境是影響施工進(jìn)程的關(guān)鍵因素。因此在實(shí)際的隧道施工過程中，施工人員最好選擇新奧法展開施工。此種施工方法的關(guān)鍵在于需要在施工過程中嚴(yán)格遵循“少擾動(dòng)、緊封閉”的施工原則，從而保證現(xiàn)場(chǎng)施工的安全性。若在實(shí)際施工過程中發(fā)現(xiàn)圍巖與設(shè)計(jì)初掌握的情況不一致，需及時(shí)更改施工方法。例如若為三級(jí)圍巖，建議選擇臺(tái)階法展開隧道施工，而炮眼深度則需要施工人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)置，需要對(duì)掏槽眼對(duì)應(yīng)的炮眼深度予以充分考慮，此外還需要強(qiáng)調(diào)斷面大小、鉆研機(jī)器能夠達(dá)到的最大深度、炸藥傳播的范圍以及圍巖的水文地質(zhì)情況等。隨后基于以上因素確定炮眼的具體深度，并應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況的動(dòng)態(tài)性變化對(duì)炮眼進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，位于同一位置的炮眼還應(yīng)處于同一個(gè)平面。接下來基于設(shè)計(jì)圖紙展開鉆眼工作，并比較鉆眼深度與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)是否存在差異，經(jīng)確認(rèn)后才可展開后續(xù)的施工流程。

3.4放樣布眼施工

鉆爆施工要求工程人員需要預(yù)先基于隧道拱頂面與隧道所在的中心線展開測(cè)量。該過程需要專門的設(shè)備配合施工，并需要使用專業(yè)顏料對(duì)后續(xù)施工的具體輪廓進(jìn)行涂樣操作。施工人員應(yīng)基于設(shè)計(jì)方案中提到的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行空位標(biāo)注，確定測(cè)量無誤后展開后續(xù)測(cè)量任務(wù)，并應(yīng)以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況科學(xué)調(diào)整設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，為后續(xù)光面爆破技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的充分發(fā)揮奠定基礎(chǔ)。

3.5鉆孔

建議施工人員根據(jù)工程施工現(xiàn)場(chǎng)的不同情況選擇合適的鉆孔方式。以臺(tái)架打眼方法為例，首先需要做好對(duì)掌子面的清潔工作，確保臺(tái)架與掌子面緊密連接，應(yīng)保證掌子面表面的平整性。鉆孔施工環(huán)節(jié)則需要確保設(shè)置的周邊炮眼的外插角的科學(xué)性，無論是過大還是過小均會(huì)影響到后續(xù)的施工進(jìn)程。此外需要做好炮眼深度的調(diào)整工作，確保所設(shè)置的炮眼應(yīng)處于同一個(gè)平面。

3.6清孔裝藥

正式裝藥前要求施工人員做好針對(duì)孔洞內(nèi)部的全面清潔工作，如可能產(chǎn)生的巖灰、石硝等。除去使用相關(guān)器具進(jìn)行施工清潔，技術(shù)人員同樣要對(duì)具體的孔徑、深度以及角度等進(jìn)行最終確認(rèn)，經(jīng)檢查所有環(huán)節(jié)與設(shè)計(jì)的施工規(guī)范相匹配后才可展開后續(xù)施工。而審核人員需要基于施工設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行藥物的安裝，要求匹配設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，隨后即可安裝雷管。為避免產(chǎn)生施工安全隱患，建議首先在周邊炮眼使用少量的藥卷，隨后將其與導(dǎo)爆索相連接以確保施工流程的安全。完成一系列的準(zhǔn)備工作后，需要基于設(shè)計(jì)的炮眼直徑確定最終裝藥量。

3.7起爆

光面爆破技術(shù)的應(yīng)用需要基于預(yù)先確定的施工順序展開相應(yīng)的施工工作，作為設(shè)計(jì)人員需要嚴(yán)格遵循相應(yīng)的起爆原則與起爆順序，明確爆炸的間隔時(shí)間，建議施工人員使用包含復(fù)式結(jié)構(gòu)的起爆網(wǎng)絡(luò)。一般根據(jù)裝藥的不同形式可以將炮眼分為掏槽眼、緩沖眼和周邊眼三種類型，選擇起爆方式時(shí)同樣可以將此作為主要的參考條件。要求起爆過程需要嚴(yán)格遵循延期爆破的基本原則，一般應(yīng)按照“掏槽眼→輔助眼→底眼→緩沖眼→周邊眼”的爆破順序，從而保證爆破效果與爆破安全。正式起爆前需要詳細(xì)檢查導(dǎo)爆管的連接方式，檢查無誤后即可進(jìn)行正式起爆。順序檢查完畢后需要確保每根起爆管的爆炸安全性，建立即發(fā)雷管與雙雷管之間的有效連接，隨后在導(dǎo)爆管的某段管子上使用絕緣物體將具有一定引爆作用的雷管纏上。全部檢查無誤后要求相關(guān)人員安排現(xiàn)場(chǎng)人員迅速撤離起爆位置，將撤退距離控制在300 m以上，并需要預(yù)先確認(rèn)離地點(diǎn)是否能夠保證人員安全。

3.8事后處理

完成起爆任務(wù)后相關(guān)人員要開啟通風(fēng)系統(tǒng)，保證施工現(xiàn)場(chǎng)的空氣流通，為后續(xù)施工創(chuàng)造基礎(chǔ)條件。隨后專業(yè)人員要展開找點(diǎn)工作，選擇使用必要設(shè)備排除爆破面的危險(xiǎn)巖石，接著對(duì)墻面噴水，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)起到一定的降塵作用。技術(shù)人員需要針對(duì)完成施工的巖石的具體變化情況進(jìn)行檢查，包括巖石的大小、斷面的尺寸等，從而為后續(xù)爆破參數(shù)的設(shè)置提供參考依據(jù)。

現(xiàn)場(chǎng)施工人員需要嚴(yán)格遵循預(yù)先設(shè)定的設(shè)計(jì)要求設(shè)置炮孔的具體位置，保證掏槽角度控制的合理性，一般需要將角度控制在10°～15°的范圍內(nèi)。炮眼的底部需要確保其落在一個(gè)垂直面，并應(yīng)將周邊眼外插角的范圍始終控制在3°范圍內(nèi)。光面爆破技術(shù)應(yīng)用的周邊應(yīng)選擇使用間隔裝藥的方式展開具體的施工任務(wù)，隨后由施工人員使用膠布將小藥卷緊緊綁扎在竹片上，將其送入到炮眼內(nèi)部后進(jìn)行導(dǎo)爆索的連接。掏槽眼則需要利用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，為順利進(jìn)行爆破奠定基礎(chǔ)。炮眼需要使用專用的炮泥將其堵塞，要求長度應(yīng)大于20 cm。正式在炮眼中進(jìn)行裝藥前要求預(yù)先清潔炮眼內(nèi)部，并配合專業(yè)的技術(shù)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的爆破情況展開跟蹤調(diào)查，包括圍巖的具體變化，從而確保及時(shí)修正爆破參數(shù)，為順利推進(jìn)爆破工作奠定基礎(chǔ)。

光面爆破技術(shù)是確保隧道工程施工順利推進(jìn)的關(guān)鍵手段。作為施工人員需要預(yù)先對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)估，嚴(yán)格規(guī)范每個(gè)施工流程，明確爆破施工的具體細(xì)節(jié)，從而確保施工全程的安全性，為隧道工程施工能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的施工目標(biāo)奠定基礎(chǔ)。

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【作者簡(jiǎn)介】

熊春耀，男，1989年出生，工程師，學(xué)士，研究方向?yàn)樗淼拦こ獭?/p>

（編輯：于淼）