浅析水压光面爆破技术在公路隧道开挖中的应用

陈太成

（甘肃长达路业有限责任公司，甘肃 兰州 730000）

浅析水压光面爆破技术在公路隧道开挖中的应用

陈太成

（甘肃长达路业有限责任公司，甘肃 兰州 730000）

以高楼山特长隧道工程为实例，介绍了一种公路隧道节能环保爆破技术——水压光面爆破技术。从经济效益、社会效益等方面分析了该爆破技术的节能环保优势。

隧道施工；水压光面爆破；节能环保

0 引言

目前我国隧道钻爆法施工的现状是，炮眼采取无回填堵塞，或仅用炸药箱纸壳卷成卷塞入光爆眼口，使孔口方向的冲击波过强，能量部分溢散，削弱对炮眼围岩的破碎作用，造成炸药用量大、对围岩扰动大、超挖严重、爆炸时产生的有害气体污染环境，影响施工人员身体健康等问题。通过试验总结，采用“隧道节能环保水压光面爆破施工技术”是解决传统爆破存在的问题的最好方法。

1 工程概况

武九项目地质地形十分复杂，实施难度大，为及时研究总结陇南山区复杂地形地质条件下的高速公路特长隧道施工质量安全控制经验，将高楼山特长隧道作为控制性工程试验段先行实施。高楼山隧道为山岭区双洞单向交通分离式隧道，属特长公路隧道,是目前国内埋深最大的公路隧道。高楼山隧道试验段隧道长24 496 m（按双洞计），斜井两座，其中1号斜井1 910 m，2号斜井2 408 m。武九项目试验段高楼山特长隧道施工中采用“公路隧道节能环保水压光面爆破施工技术”，有效地解决了钻爆法施工所造成的问题，减小了对围岩的扰动，保证了施工质量和安全，且缩短了施工工期，降低了工程成本，保护了施工人员的身体健康。这种新型的施工工法可以有效提高炸药能量利用率，提高炮眼利用率，提高掘进速度，节省炸药，提高经济效益，减轻空气冲击波和振动强度，控制隧道超欠挖，降低爆破粉尘，改善施工环境，保护施工人员的身体健康。

2 水压光面爆破技术优势

高楼山隧道自推行公路隧道节能环保水压光面爆破施工技术以来，通过不断地优化和改进钻爆设计及现场作业技术，不仅取得了良好的节能环保效果，而且在控制隧道超欠挖方面也有了明显的提高，喷射混凝土超量得到了有效控制，施工质量、经济效果显著。

2.1 经济效益

高楼山隧道围岩级别分为Ⅲ、IV、V三级，其中V级围岩占隧道总长度的17%左右，IV级围岩占隧道总长度的75%左右，Ⅲ级围岩占隧道总长度的8%左右。洞身穿越地层主要以板岩、灰岩、片岩为主，岩性较坚硬，但层厚变化大，岩层软硬不均，褶皱发育，岩体节理裂隙发育，岩石整体较破碎，因此建议推行公路隧道节能环保水压光面爆破技术。自推行该技术以来，通过不断地优化和改进钻爆设计及现场作业技术，不仅取得了良好的节能环保效果，而且在控制隧道超欠挖方面也有了明显的提高，喷射混凝土超量得到了有效控制，施工质量、经济效果显著。

（1）水压光面爆破技术炮眼采用炮泥加水袋堵塞，避免了炸药能量的外泄，炸药能量充分作用在爆破岩石上，使得爆破效率提高，减少了炸药的消耗。

（2）爆破过程中在炮眼中装入一定比例的水袋替代一部分炸药，由于炮眼中有水，在水中传播的冲击波对水不可压缩，爆炸能量经过水传递到炮眼围岩中几乎无损失，十分有利于岩石破碎。炸药爆炸后产生的高压气团形成的水楔要比气楔作用要大得多，有利于岩体的进一步破碎，也有利于提高炸药的能量利用率及隧道掘进速度。

（3）与常规爆破对比分析：V级围岩段节约炸药16.4%，炮眼利用率提高8%，通风时间每循环节约15 min，平均每延米节约成本66.12元；IV围岩段节约炸药17.4%，炮眼利用率提高7%，通风时间每循环节约15 min，平均每延米节约成本99.124元。

2.2 社会效益

水压爆破技术首先在打好的炮眼中填装1节水袋，使炸药设计数量要比常规爆破减少1～2节，再次填装一定数量的水袋，最后将剩余炮孔用炮泥回填塞满。炮眼中的水代替了空气作为传爆介质，其装药结构发生了相应的变化，堵塞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，减少了爆后的通风降尘时间，有利于加快施工进度，有效改善了隧道洞内的施工环境，有利于保护作业工人的职业健康。与常规爆破相比，隧道水压爆破技术能节约炸药15%以上，炮眼利用率提高10%左右，爆破后的通风时间能缩短15～20 min，有效节约了施工成本，并加快了施工进度，节约了工期。

2.3 爆破效果评价

采用水压爆破的方法明显改善了爆破后的工作环境，降低了爆破粉尘的产生，减小了噪声，降低了对周边居民的影响，保护了隧道施工环境及作业人员的身体健康，具有显著的节能环保效果。

3 结语

武九项目试验段高楼山特长隧道采用“公路隧道节能环保水压光面爆破施工技术”，有效地解决了钻爆法施工所造成的问题，减小了对围岩的扰动，保证了施工质量和安全，且缩短了施工工期，降低了工程成本，保护了施工人员的身体健康。这种新型的施工工法将工程爆破技术推向了节能环保的新时代，必将在同行业得到广泛推广和应用。

U455.4

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1009-7716（2017）08-0293-02

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.08.092

2017-04-08

陈太成（1979-），男，陕西山阳人，工程师，从事公路工程建设管理工作。