高速公路山岭隧道光面爆破设计与施工

赵 旭

（中铁四局第一工程有限公司，安徽 合肥 230000）

目前在高速公路的山岭隧道施工中广泛采用了新奥法施工技术，而光面爆破的设计施工是应用新奥法进行施工建设中的核心环节之一。因此工程设计人员应合理选择爆破断面，并通过对爆破参数的准确计算来控制炮孔直径以及装药量等参数，以保证爆破作业的安全。在此基础上要尽量减少对隧道围岩结构的扰动，为后续的支护作业创造有利条件。施工单位还应加强对施工过程的质量控制，保证开挖面的平整规则，避免围岩壁上有爆破裂缝存在。此外还要采取有效的控制措施，防止出现超欠挖等问题，从而全面提高高速公路山岭隧道施工的质量安全，推动我国高速公路事业的健康发展。

1 某高速公路山岭隧道工程基本概况

某高速公路山岭隧道工程全长约为1 426 m，其隧道内主要包括III、IV以及V级围岩，其中III围岩的总长度达到了1 030 m左右，且其主要为单一的灰岩结构，具备采用光面爆破作业的条件，因此决定通过光面爆破技术来进行III级围岩部分的施工建设。

2 高速公路山岭隧道光面爆破设计

2.1 合理确定炮孔直径

工程设计人员在选择光面爆破的炮孔直径参数时应充分了解施工现场所使用的凿岩设备特点，防止在钻孔作业时需要对钻头进行更换。同时设计人员还要准确掌握施工中所使用炸药的型号以及爆破效果，并结合围岩的延性特点来按照高速公路隧道的相关技术规范来确定不耦合系数，以提高参数选择计算的准确性[1]。在该隧道工程的施工中，根据凿岩机的型号、炸药类型以及药卷直径等参数，将炮孔直径确定为42 mm左右。

2.2 合理确定炮眼间距

设计人员应根据光面爆破技术规范以及隧道围岩结构特点，合理确定炮孔与其周边炮眼之间的距离。在本次施工中，由于隧道围岩主要属于硬质岩，因此将间距设定为55 mm左右。

2.3 合理设计装药量

在设计光面爆破的装药量时，设计人员应首先掌握隧道在单位面积上的实际耗药情况，并结合一次爆破时多产生的开挖量来对总药量进行计算，然后按照不同炮眼的具体用途来分配药量。在药量分配设计中，由于隧道工程角隅位置通常会堆积大量石渣且很少有自由面存在，因此设计人员应将所用药量适当增加，并根据单卷药量的倍数采取取整分配的方式来进行设计[2]。

2.4 合理选择装药结构

工程设计人员要充分考虑施工现场的实际情况以及施工成本等因素，合理选择装药结构。在本工程中根据施工现场的实际条件，选择空气柱间隔方式来进行周边眼的装药作业。

2.5 合理布设炮眼

在布设炮眼时，设计人员应根据炮眼用途的不同来进行合理设置。在设计掏槽眼时，由于在该工程的光面爆破中选择了直眼中空掏槽方式，因此设计人员应选择隧道工程中线偏下处来设置掏槽眼，从而为提高掏槽钻孔作业的准确性创造有利条件。在设置周边眼时，设计人员应根据周边眼间距参数在开挖轮廓线上进行眼位设置，同时应合理设计其外插角以及水平度[3]。从而确保光面爆破效果能够达到施工要求，并防止在后续的施工中出现超挖的问题。在设计辅助眼时，设计人员应综合分析围岩结构的强度、完整度以及装运能力等各项参数来进行设置，一般应根据岩石的坚固程度将炮孔间距控制在0.7～1.2 mm之间。在设计底板眼时，择机人员应按照开挖轮廓线来设置底板眼位置，同时应将装药量适当加大，以提高其翻渣效果，为后续的装渣施工创造便利条件。

3 高速公路山岭隧道光面爆破施工要点分析

3.1 光面爆破施工要求

在高速公路山岭隧道工程的光面爆破施工中，四杆单位应严格遵守新奥法的施工要求以及光面爆破的设计参数，根据施工现场的实际情况将雷管段别适当增多，这样可以有效控制一次爆破的装药量，实现非电的可控性爆破作业。施工单位在钻孔作业时应首先进行开挖轮廓线、中线和腰线的测放，以确保钻进作业的准确性。在钻进周边眼时，应将开孔位置控制在作业断面的轮廓线上，并严格按照施工要求来确定孔位深度、角度以及方向。对于未达到设计标准的钻孔必须采取废孔重钻措施，以确保掏槽眼以及周边眼位的误差值被控制在允许的范围内。在周边眼以及辅助眼的施工中，应确保其眼底位于同一垂直面内，且掏槽眼的深度应略深10～20 cm左右，所有炮孔位置必须与光面爆破设计平面图相一致。在完成钻进成孔作业后，施工人员可以利用高压风来进行清孔作业，然后要认真检测钻孔的质量，并要详细记录检测结果。在装药作业时应由专业技术人员严格按照设计装药量来进行装填，并要确保装药的准确性。堵塞炮孔时可以使用胶泥，且要确保堵塞的密封性，不得在未堵孔的情况下进行起爆。在联结导爆管时可以选择双起爆管路的设置方式，以保证起爆的成功率，并要严格检测引爆线路是否联结可靠。在起爆作业钱应有专业技术人员详细复核装药堵孔以及导管连线的施工质量，检测合格后才能进行起爆。在光面爆破施工中，施工单位必须加强安全管理和质量监督，以保证施工的质量和安全性。完成起爆作业后，还应对起爆效果进行记录分析，从而为优化爆破设计提供参考数据。此外在开挖施工中要避免破坏隧道工程支护结构以及混凝土衬砌的完整性，并要及时对欠挖部分进行处理。

3.2 防止超欠挖的有效措施

在光面爆破施工过程中，施工单位要采取有效的质量控制措施，确保开挖面上的炮孔痕迹分布均匀，且隧道围岩上周边眼的保存痕迹率均符合施工要求。同时在爆破完成后应基本无大型浮石或者危石存在。为了防止在施工中出现超欠挖情况，施工单位应准确测放轮廓线，以保证开挖的精度。同时施工单位要充分了解施工现场的地质条件，合理设计光面爆破参数，以防止出现超挖问题，确保施工的安全。在光面爆破的设计施工中应尽量选择爆力高，且猛度、爆速以及密度相对较低的炸药型号，并合理确定雷管段位数量，准确控制周边眼间距，尽可能避免出现超欠挖的现象。此外，在钻进成孔过程中要提高测放的准确性，并要对装药量进行精确的控制。施工单位应建立完善的质量监督管理机制，对施工中各工序环节的质量加强管理监督，以确保施工质量能够达到设计标准，防止超欠挖问题的产生。

4 结语

在高速公路山岭隧道施工过程中，施工单位应指派专业工程设计人员进行光面爆破设计，严格遵守光面爆破的设计规范，合理确定各项设计参数，提高炮孔选择以及装药量设计的精确性和科学性，在保证施工安全的基础上既要保证爆破效果能够达到施工要求，又要尽量减少对围岩结构的影响，以便于支护开挖作业的顺利实施。在施工过程中，施工单位要按照施工要求对各个工序环节加强质量控制，提高施工的质量和效率，同时要采取有效的控制措施避免出现超欠挖等问题，从而为高速公路工程的整体施工质量提供可靠的保证。