刍议公路隧道水压爆破技术在光面爆破中的应用

谢后客

广东省长大公路工程有限公司

刍议公路隧道水压爆破技术在光面爆破中的应用

谢后客

广东省长大公路工程有限公司

本文主要通过实际工程案例对公路隧道掘进施工中采用水压光面爆破施工技术进行分析，以供相关施工人员参考。

公路隧道；水压光面爆破；应用

前言

随着公路交通隧道的工程规模越来越大，为加快工程建设，提高施工效率，必须迅速提高隧道爆破开挖施工技术水平，推进公路隧道施工技术的进步。

1　工程概况

青山隧道位于广东省韶关市仁化县，进口位于黄坑镇火星村，出口位于周田镇台滩村委会八更生村，隧道进出口设计为小净距式、洞身为分离式双向六车道隧道，建筑限界14.75*5.0m。隧道左线起讫桩号ZK243+357～ZK246+000，长2643m；右线起讫桩号YK243+352～YK245+987，长2635m，属于长隧道。施工过程采用光电照明，射流风机通风。为降低爆破过程中对围岩扰动，降低由爆破扬起的粉尘对人体伤害，该隧道施工中采用了水压光面爆破技术。

2　水压爆破施工原理

炸药在爆炸时产生的冲击波，在水中的衰减速度要远远小于在空气中衰减的速度，极大的减少了炸药能量的消耗，提高了炮眼利用率。炮眼中的水袋在爆炸的作用下，会产生“水楔”效应，有利于围岩的进一步破碎，减少爆破产生的大块率。水袋在爆炸的作用下会产生雾化作用，可以吸收粉尘，降低爆破后的粉尘浓度，减少了爆后对环境的污染。由于采用了炮泥加水袋堵塞，避免了炸药能量的外泄，炸药能量充分利用在爆破岩石上，使得爆破效率提高，减少了炸药的消耗，提高了隧道开挖的经济效益。

3　水压光面爆破技术的具体施工

3.1钻爆设计

水压爆破炮眼的布置形式、炮眼数量、深度、起爆顺序、时间间隔等爆破设计与常规爆破设计基本相同，不同的是在每个炮眼中增加了水袋和炮泥，装药量和装药结构有所不同。

3.2主要设备

同常规爆破相比，水压包爆破主要增加水袋，炮泥制作设备主要包括1台KPS-60水带机和一台PNJ-A炮泥机。

3.3施工工艺流程

3.3.1炮泥制作

炮泥采用PNJ-A 型炮泥机制作而成，机器外形尺寸150×45 ×53（cm），结构简单，操作方便，2人每小时可制作炮泥400～500个。炮泥制作就地取材，成本低廉，通过调整配合比，保证炮泥有一定的强度，同时方便炮泥填塞过程中易于捣碎，便于孔口封堵密实。

经多次试验，炮泥以黏土为主，配合比为黏土∶细砂∶水= 100∶ 6∶ 15。

配料采用磅秤称重，混合料按照配合比人工拌匀，软化1～2h后，装入炮泥机的进料仓，开动电钮开始生产，将其制作成直径32mm，长20～30cm的炮泥节装箱。制作好的炮泥放置时间不要太长，最好在使用前1～2h制作好，若放置时间较长采用塑料模覆盖。

3.3.2水袋制作

水袋是由KPS-60 型水袋自动封装机生产而成，其工作原理：采用高压泵灌装，自动热合封口。水袋机的外形尺寸97cm× 36cm×100cm，整机功率0.68kW，电源为220V，1h可以生产500～600个水袋。具体操作： 接头电源启动机器、预热封口机待温度上升后试封2～3 次，达到密封效果后进行正常生产。该封装机每次制作水袋3 个直径32 mm，长200 mm 的水袋，充满后自动封口，而后将成品水袋装箱。

3.3.3台车就位

上循环施工完成后，首先将开挖台车就位，而后人工清理松动危石，保证施工过程安全。

3.3.4测量布眼及钻孔

用全站仪在掌子面上准确定出开挖轮廓线，周边眼及掏槽眼位置，利用轮廓线确定辅助眼位置，炮眼布置见图1。钻孔分区定岗，严格按孔位进行施钻。

图1　炮眼布置

3.3.5安装炸药、水袋和炮泥

本工程中炸药单耗0.62kg/m3；循环进尺3.7m；开挖断面面积130m2。药卷直径32mm，炮眼孔径40mm。装药量可按下面公式计算：

Q=KSL=0.62kg/m3×130m2×3.7m=298.22kg

式中Q——1次爆破的炸药用量，kg；

K——单位耗药量，kg/m3；

S——开挖断面面积，m2；

L——循环进尺，m；

装药前采用PVC 管通孔，确认孔深满足要求。而后采用木杆按水压爆破装药结构装药。周边眼采用导爆索连接，间隔装药； 辅助眼采用连续装药，装药结构采用反向起爆结构。装药自上而下，按设计装药量装入，雷管“对号入座”，装药后炮孔用炮泥堵塞紧密。

3.3.6起爆网络

起爆网络采用簇连法，每个炮孔内装1 发延期毫秒雷管，然后将毫秒管连成一把，用起爆器起爆。连接好网络后，安全员将施工人员撤离到警戒线以，爆破员用起爆器在安全避炮点起爆。

3.3.7开挖质量检查，优化钻爆设计

炮响后，及时通风，安全员进入爆区检查是否安全，技术员对爆破超欠挖、爆堆现状的大小、炮孔痕迹保存率、飞石最大距离、实际进尺等情况进行记录，并对爆破效果进行分析，动态调整爆破参数，不断优化钻爆设计。

4　安全措施

水压爆破除执行常规爆破安全措施以外，针对水压爆破特点，为确保安全，需增加如下安全措施：（1）防止设备漏电；（2）正确操作炮泥机；（3）严格控制炮泥回填堵塞长度；（4）装填到炮眼中的水袋不能渗水或漏水。

5　结束语

总而言之，公路隧道光面爆破采用水压爆破技术，大幅度的提高了爆破能量的利用率，降低了炸药用量，提高了单个循环进尺，加快了工程进度，提高了经济效益。

［1］吴宜翔.水压光面爆破技术在隧道施工中的应用［J］. 科技传播，2011，22：127-128.

［2］李拉普.水压光面爆破在隧道掘进中的应用［J］. 铁道建筑技术，2009，05：67-71.