公路隧道光面爆破技术研究及应用

王刚

（中交隧道局第五工程有限公司，天津300171）

1 引言

在以往的公路隧道工程施工中采用的常规爆破方法存在爆破后隧洞表面轮廓线不平整的问题，增加了后续施工的难度，而通过光面爆破技术可以保证爆破后隧洞成形的规整性，从而提高隧道轮廓线的质量。利用光面爆破技术还能够减少在公路隧道施工中的超挖现象，达到提升施工效率、降低施工成本、保证施工进度的要求。另外，从施工安全的角度来看，在光面爆破技术的应用中，可以减少爆破后围岩产生的裂缝问题，因此，对支护施工的要求较低，具有较高的施工效益。

2 光面爆破技术原理分析

光面爆破是一种将平整度控制与隧道开挖轮廓超欠挖2种技术相结合的爆破技术。光面爆破施工的具体操作是先进行底板眼、辅助眼、掏槽眼与周边眼的布置，然后根据起爆顺序，利用每个起爆环节的微差时间构建临空面，最后，采用压顶的爆破提高爆破施工效果[1]。

3 公路隧道光面爆破技术中常见的施工工艺

3.1 轮廓线钻眼法

在轮廓线钻眼法的应用中，需要根据公路隧道的开挖轮廓线进行炮眼的钻凿，并且需要保证钻眼的密集性，需要注意，这些紧密相连的钻眼不能进行炸药的装填，它是沿设计的隧道开挖轮廓线钻凿紧密相邻的钻眼，这些钻眼内不装炸药，然后，视其离自由面的远近再钻1排或若干排钻眼并装炸药爆破。紧密相连的钻眼可以有效隔开其他钻眼内炸药在爆炸时产生的应力波，同时，可以有效防止岩体出现裂缝或避免裂缝的扩展和传递，可以使公路隧道的岩体沿弱面切开，使岩体形成平整的岩壁，保护岩体稳定。但是，由于该方法钻孔施工的工作量较大，施工成本较高，可以针对实际工程条件进行选用。

3.2 预裂爆破法

预裂爆破法属于目前在公路隧道光面爆破中常用的技术方法，在此技术方法的应用过程中，同样需要进行密集的钻眼钻凿，并在钻眼内进行炸药的装填，当轮廓线上的钻眼间距、数量、装药结构合适时，爆破后，各钻眼间将形成相互贯通的裂隙，与原岩分割开来。之后，再利用其他钻眼内的炸药进行爆破，在此过程中，不会对周边的岩体产生影响和破坏，因此，可以有效防止隧道轮廓线出现裂缝，使其形成较为光滑、平整的壁面。另外，该技术在实际应用中具有较好的隔振效果，因此，可以适用于多种地质条件中，如岩体较为完整的硬岩、中硬岩中深眼及深眼爆破等。

3.3 光面爆破法

该方法与预裂爆破法恰好相反，轮廓线上的钻眼（周边眼）在其他钻眼爆破后最后起爆，是软岩、中硬岩隧道浅眼爆破施工中常用的方法。与预裂爆破法相比，周边轮廓线上炮眼数较少。根据断面不同，该施工方法可分为光面层光面爆破法和全断面一次爆破光面爆破法。

4 公路隧道光面爆破技术的应用分析

4.1 测量放样

目前，在公路隧道施工中，必须做好相关的测量放样工作，为光面爆破技术的应用提供基础，保证光面爆破中各项参数的设置符合工程实际的施工条件和施工要求。在测量过程中，主要是应用全站仪进行相关作业，需要注意对公路隧道的中心线及拱顶高程等内容进行准确的测量，同时，在测量放样中，还需明确标示公路隧道设计中的开挖轮廓线，并利用特殊标记在岩体上标明具体的爆破钻孔位置，保证钻孔布设符合技术方案的要求以及定位的准确性。另外，通过测量放样工作可以及时对爆破参数进行调整，保证光面爆破技术的施工质量。

4.2 布置钻眼

布置钻眼时，必须针对公路隧道的地质环境及施工条件进行科学的布置，确保钻眼的布置可以使其后续的爆破施工顺利进行。在钻眼布置中，需要注意其钻孔方向应与隧道地质层理处于垂直状态，并且相比较其他钻眼，槽眼深度需要加深20cm。在硬岩层和软硬层中，周边眼的眼口分别设置在不超过10cm和8cm的断面设计轮廓线上。

4.3 钻眼调整

在公路隧道开挖施工中，若其开挖面凹凸不平，需要对光面爆破中的钻眼进行调整，保证各个钻眼的深度一致，并处于同一平面，使隧道其轮廓线达到平整规则的效果。同时，还应注意进行钻眼的钻孔施工时，需要保证其钻孔设备与地面垂直，并对钻眼的直径、深度等进行严格的控制，保证其符合设计要求。完成爆破钻眼施工后，需对其进行检测，以确认钻眼是否与公路隧道光面爆破施工方案的设计相一致，达到规定标准要求后方可进行后续的装药爆破施工。

4.4 清孔作业

完成钻眼成孔施工作业后，需要对其进行清孔工作。首先，需要检查钻孔的孔底沉渣是否超出规定的标准要求，若孔底沉渣量过多，需要进行清孔作业。目前，在钻眼清孔作业中，主要利用清孔器去除孔内的石硝、岩灰、积水等杂质，以防止这些杂物影响炸药的使用效果。另外，需要根据实际情况确认是否进行二次清孔。完成钻眼清孔作业后，需要对其位置、孔径、深度、角度等进行全面的检查，判断钻眼是否符合光面爆破技术的应用要求[2]。

4.5 炸药装填

严格按钻眼设计图的要求分片、分组，自上而下采取反向装药结构进行装药，雷管对号入座不得混装[3]。为了避免不耦合系数以及爆破时缓冲作用造成的影响，周边眼一般采用小量药卷配导爆索。完成装药后，需要依据钻眼直径确定合适的炮泥，采用分层人工捣实法堵塞住眼口，其中，堵塞周边眼和其他眼的眼口长度分别控制在20cm和45cm以上。

4.6 爆破施工

在光面爆破技术的应用中，为了使公路隧道的轮廓线可以达到预期的标准要求，需要保证各个钻眼的炸药同时起爆，因此，应针对公路隧道的实际情况及光面爆破技术的应用要求利用分段并联法连接各个钻孔的炸药，以达到同时起爆的效果。但是，在爆破施工中，需要注意其采用的导爆索可能出现超前破坏情况，因此，为了保证各个钻孔的炸药同时爆破，可以利用高段延期雷管与导爆索的双重起爆法。

5 结语

以上对公路隧道光面爆破技术的应用要点、应用流程、应用内容等进行了深入分析，在实际施工中，为了保证施工的安全性和可靠性，应合理地对爆破参数进行准确设置，使光面爆破技术的应用达到预期效果。同时，为了进一步提升公路隧道的施工质量，还需不断对光面爆破技术进行优化和完善，确保相关技术在应用过程中的各项工序都符合施工设计方案的要求，进一步提升技术应用效果，为公路隧道施工提供良好的技术支持。