隧道光面爆破施工控制技术实施要点

刘晓峰

（中交第二公路工程局有限公司，陕西西安 710075）

0 引言

使用新奥法施工时，隧道光面爆破技术占据着重要的地位。如何确定爆破参数及布置炮眼直接关系着该技术的施展质量。尤其是在爆破作业过程中，需要注意的环节及施工质量控制相当重要，鉴于此，有必要对隧道光面爆破施工控制技术的实施要点进行研究。

1 工程概况

工程项目为荔榕高速第六合同段，预计施工周期18个月。项目坐落于黔东南州榕江县境内，为典型的亚类隧道，左幅2.004 km，右幅2.021 km。现场勘查结果是区域内围岩均为Ⅳ级和Ⅴ级。受地质条件的影响，工程选用光面爆破的施工方式。工程隧道爆破需炸药约320 t，隧道24 t连续作业，为了方便施工，在亚类隧道进出口分别建设一处5 t库容量炸药库，炸药使用时，直接从炸药库领取，再利用炸药运输车运送至施工现场进行爆破施工[1]。

2 光面爆破施工设计

基于提升施工效率的目的，工程以安全施工为基本准则，采用光面爆破技术，在进行钻眼作业时引入凿岩机设备，适配一定数量的自卸车进行出渣运输。采用风动凿岩机打眼，孔底至开挖断面的距离在50 cm左右，以便保证边坡稳定。采用垂直或倾斜方向布置炮孔，梅花形交错布置。同排各炮眼间距及排与排间距，视炮眼深度而定。

2.1 炮眼布置

在进行掏槽眼布置时，宜将其设置在开挖面的中下部区域，如果遇到施工岩层明显软硬不均，需要将掏槽眼布置在岩层薄弱区域，此外深度也应加深，通常比正常眼深（25～50）mm。基于提升辅助眼施工的目的，应控制好深眼部分的起爆时间，尽可能将其推迟一些。以周边眼以及掏槽眼为基准，辅助眼宜设置在二者的中间区域，并呈均匀分布的特性[2]。

2.2 光面爆破参数的确定

对光面爆破的各类参数进行理论层面的计算，基本依据为：当炸药在眼中发生爆炸时，会对眼壁产生压力，且该值普遍低于岩石的抗压强度。

在进行二号岩石炸药计算时，可用公式（1）计算出该点不偶合。

式中 D——不偶合系数

d0——炮眼的直径，cm

d1——炸药的直径，cm

α——爆破产生的气体分子余容系数

o——爆破产生气体的初始压力，Pa

[c]——岩石三轴抗压强度，Pa

r——绝热指数

3 爆破作业

要想顺利完成爆破施工，应事先做好钻眼、装药以及接线等工作；若现场施工条件发生变化，则需要对施工方案进行更改，并交由技术负责人进行审核。

3.1 测量

基于提升开挖轮廓线精度的目的，必须做好测量工作，将开挖轮廓以及炮孔位置精准地标示在工作面上，以爆破设计标示为基准，由此确定炮孔的准确位置，随后进行质量检测。在钻孔过程中，应确保钻入位置的精确性，通过平直的方式钻至孔底区域[3]。

3.2 钻孔

以炮眼布置图为基准，在此基础上准确布置炮眼；控制好掏槽眼眼口之间的间距，所产生的误差应控制在5 cm以内，同时眼底间距也需要遵循此标准；由于眼口的排距与行距会存在误差，此时需要将其控制在10 cm以内；控制好内圈炮眼与周边眼的距离，其产生的误差应控制在5 cm以内；对开挖面平整性进行观察，若凸凹现象较为明显时，则需要适时改变炮眼深度，确保所有炮眼与炮底均在同一垂线上。装药深度为炮眼深度的1/3～1/2，以上各种参数在施工过程中，随土质软硬、断面形式进行调整，使其达到最佳的爆破效果。同时考虑第二排孔以后各排炮孔装药量较前一排增加。

3.3 装药

整个装药过程均需要以人工作业的方式进行，装药作业前，需要使用高压风对孔内残留的岩粉进行深度清理。整个装药过程均需要分组进行，并注重“对号入座”的基本原则。应遵循先上后下的装药顺序，同时宜从两侧进行，最后延展至中间。当结束某孔的装药作业后，需要使用炮泥进行封堵，此过程应将炮泥长度控制在（20～30）cm范围内。首先对掌子面导爆管进行划分，以6束为宜，在此基础上通过捆绑的方法将其固定在同段雷管上。基于提升安全性的目的，每束所配备的雷管数量以2个为宜，而后再将所有导爆管进行汇总，形成一个整体并捆绑在某一雷管上。考虑到区域内频发涌水现象，因此在使用普通炸药的同时还应针对性地引入抗水炸药[4]。

3.4 通风找顶

结束爆破作业后，首先应进行通风，而后进行洒水处理，上述环节应持续30 min，在确保掌子面没有炮烟后施工人员便可进入爆破现场。首先利用高压水对开挖面进行冲洗，而后使用挖掘机将爆破所产生的危石移走。

3.5 初喷混凝土

经爆破施工后产生的堆碴具有一定高度，在此基础上进行拱部喷射施工，起到封闭岩面的作用。施工过程中，随时注意边仰坡的稳定性，并按设计要求进行喷砼防护。砼采用砼喷射枪进行喷射。当明洞开挖至暗洞时，按进出口相应围岩类别采取超前小导管压浆初期支护措施安全进洞。

3.6 出碴

引入侧翻式装载机，将产生的弃碴置入装载机运料斗，而后将其运输制定的弃碴场。需要给弃碴场配置两台推土机，由此进行碾压作业，确保场地内道路的通畅[5]。

4 控制要点

4.1 左、右边墙超欠挖控制措施

受风钻的影响，施工时极容易出现超挖现象，因此需要对超挖值加以控制。对初支厚度进行分析，以此为参考对起钻的位置进行调整，通常情况下初支厚度宜为10 cm。钻孔作业时，应确保初支厚度达到5 cm及以上水平，同时气缸的位置不允许出现变化，以设计轮廓为基准，终钻位置应比其大4 cm，安排施工人员对该部分区域进行填补，提升其平整性。整体来说，应尽可能控制超挖量，由此缩减工程成本。

对于左侧墙超欠挖现象而言，其大多由人为因素造成，这与施工人员习惯右手操作有着一定的关联。对此，需要对施工人员进行统一培训，对于习惯左手施工的人员而言应尽可能将其安排至左侧边墙施工中，如果不具备此条件则需要在日常施工中进行频繁的监督。

在施工过程中，应对孔位进行测量定位，同时将起钻位置等信息标示出来；首先对定位孔进行施工，随之插入钢钎，而后依据此工序对周边眼进行施工。

4.2 隧道循环进尺施工质量控制

在不影响光面爆破施工质量的基本前提下，可以适当地加大循环进尺，由此缩减工程成本，提升其效益性。关于控制循环进尺施工质量的可行措施：确保打眼后所形成的孔洞规格达到工程标准，以便后续光面爆破施工的顺利进行，各个炮眼均需要达到“平、直、齐”的要求，具体内容如下：

（1）准确看线，轮尺定位。首先需要将中腰线精准地引至工作面，以此为基准确定周边眼的具体位置，而后对掏槽眼等其余部分进行确定。

（2）对隧道中心线进行检查，在此基础上设置好首个顶眼，并插入钢钎，从而起到指示标志的作用。以设计轮廓线为基准，确定周边眼的具体位置，以钢钎方向为基准进行打眼施工，这一过程眼底会向巷道外偏离一定的距离，需将其控制在（50～70）mm 范围内。

（3）所有钢钎的长度均相同，所有眼底均需要处于同一平面上。

（4）在进行钻孔施工时，应进行区域划分，并遵循定人、定眼的原则，由此提升施工人员的熟练程度，提升打眼效率。

5 结束语

当前，光面爆破技术被广泛运用于山岭隧道的施工建设中。对此，以实际工程为背景展开探讨，对光面爆破施工的实际情况进行分析，综合考虑地质条件等因素，提出了可行的技术方案，由此提升边墙爆破效率，对超欠挖等问题的控制具有积极意义。结果表明，光面爆破施工效果理想，施工后各项技术指标均达到工程标准。