公路隧道石方爆破技术分析

2020-02-16李龙

建材与装饰 2020年23期

关键词：石方爆破作业炸药

李龙

（中铁十四局集团第二工程有限公司，山东泰安 271000）

0 引言

鉴于公路隧道施工特点，为安全有序完成施工建设，需采取合适的石方爆破技术，严格执行石方爆破技术要求，并开展科学有效的安全防护措施，保证石方爆破技术应用的安全性与可靠性。

1 公路隧道石方爆破项目

某高速公路项目建设时，由于地面标高差值较大，在设计公路隧道施工方案时，为避免隧道石方爆破施工阶段影响到山体结构与周边生态环境，设计人员应采取定向爆破技术方案，有序推进隧道石方爆破深度，减少爆破炸药的使用量，提高公路隧道项目的整体施工安全性。

2 公路隧道石方爆破要求剖析

2.1 安全要求

在公路隧道进行石方爆破时，应当对实际爆破的破坏范围进行合理控制，确保实际炸药的爆破破坏面，限定于设计爆破轮廓线以内，确保爆破施工安全。为了能够提高定向爆破的精准度，需对石方的实际爆破破碎程度进行控制，保证爆破后的石方大小，满足装卸设备的施工要求。

在实际石方爆破时，需对其危害进行合理控制，如爆破产生的地震波、噪音、飞石、冲击波等都可能对人员与环境造成影响，在实际施工过程中应当进行合理控制；在隧道石方爆破时，应当避免爆破处理对山体围岩结构造成一定影响，降低山体的整体结构稳定性；若在隧道施工时，发现隧道石方结构中包含矿石，存在多物质矿脉，设计人员应当对爆破产生贫化损失率进行合理控制，保证隧道爆破施工不会影响到山脉的整体结构[1]。

2.2 设计要求

在公路隧道石方爆破时需对周边建筑物、生态环境、地质结构、水文特点进行全面了解，进而设计科学合理的爆破技术方案，保证公路隧道的整体施工可靠性。

在该公路隧道建设时设计人员需保证爆破的小型化、小震动、炸药量少，基于工程建设安全标准与环境保护要求，开展隧道石方爆破施工。鉴于定向爆破施工技术方案的可靠性，该工程采取定向爆破技术方案，依据实际隧道内石方结构的变化，合理选择定向卸压与定向控制爆破技术。

为有序提高隧道石方施工进度，应当依循实际隧道施工的地形特点，依循由高到低的基本原则开展有序的台阶爆破处理，保证爆破处理达到预期效果，为后续石方转移提供保证，增强公路隧道爆破施工的安全性与稳定性。

3 公路隧道石方爆破技术的应用

3.1 定向爆破机理

在公路隧道爆破施工时，为避免隧道围岩结构受到破坏、控制爆破损失、降低爆破带来的地震效应，施工人员可利用采取定向爆破技术方案，该技术方案的应用可实现隧道爆破预期效果。通过对定向爆破技术进行分析可知，该技术兴起于20 世纪，主要是针对土石爆破作业，基于该技术方案的应用，可控制爆炸的实际破坏效果，实现土石爆破作业要求。随着定向爆破技术的不断发展，目前定向爆破技术已经趋于成熟，在很多领域都得到应用。

如定向卸压爆破与定向控制爆破，为公路隧道项目施工的主要技术方案之一。通过对这两种爆破技术机理进行分析可知，在实际定向爆破作业时，准确控制炸药的爆炸破坏力，实现隧道项目施工要求，如在炸药破坏力控制时，工作人员对炸药模式进行设计，合理引导爆炸冲击波与应力波，避免对隧道内的围岩结构造成一定影响，有效控制爆破产生的飞石量，控制爆炸产生的地震波，保证定向爆破工作实现预期效果，推动公路隧道工程建设。

3.2 定向卸压隔振爆破技术

该爆破技术在公路隧道施工应用时，施工人员依据爆破设计轮廓线进行炸药的布置，并在炸药的外侧进行隔振材料加装，确保实际石方爆破时可充分发挥出该技术的应用优势，保证公路隧道施工质量与安全。

在定向卸压爆破技术应用时，应当在石方炮孔处理时将径向与轴向的不祸合技术方案进行结合，保证炸药处理的安全性，为后续隧道石方处理奠定基础。因为不祸合的炸药设计方案可对炸药产生的原始脉冲压力进行延长，保证炸药可与岩土进行充分作用，以达到预期石方爆破处理效果。

在石方炮孔设计时，确保布置隔振护臂材料的围岩面面向爆炸区域，进而使得炸药爆炸后产生一定的沟槽效应。在沟槽效应的作用下，可使得炸药产生的应力波在空中位置产生应力集中的能量波，强大的能量波可对一侧的石方进行破坏处理，将整块的石方进行破碎，确保后续隧道的碎石转移工作，有序推动公路隧道的建设施工。由于定向卸压隔振爆破技术在实际应用时，在凹陷侧会出现边侧效应，炸药爆炸产生的相应爆炸波可对定向岩石进行破碎处理，保证其他围岩结构的稳定，为后续隧道工程建设提供保证。

3.3 定向断裂控制爆破技术

在公路隧道工程建设时，为保证石方爆破处理效果，设计人员采取定向断裂控制爆破技术，以实现预期隧道项目爆破施工效果。通过对该技术进行研究分析可知，实际炮孔之间形成的贯穿裂缝是连接的，可保证隧道整体定向爆破的质量与安全。由此可见，定向断裂爆破技术基于定向裂纹与贯穿裂缝的联系，实现定向控制爆破的预期效果。

通过对公路隧道爆破中的石方处理方案，预裂爆破与光面爆破进行分析对比可知，两者的石方爆破机理相同，爆破处理的目的主要是获得完整的岩面，且保证围岩结构不受影响，为后续隧道支护与碎石转移工作奠定基础。而两者爆破方式的不同主要在于预裂爆破处理发生了爆破开挖施工前，即预先开展石方爆破处理，将开挖石方与完整岩石进行分离，提高公路隧道爆破后的石方处理工作效率，避免隧道内部围岩的结构受到影响。

为充分发挥出定向控制爆破技术优势，可选择径向聚能炸药爆破方案。在公路隧道施工时，工作人员选择该炸药技术可对炸药爆炸产生的能量进行一定汇聚，使其炸药产生的冲击波集中在一条直线，实现对岩体的切割作业。该炸药处理技术在局部石方爆破处理的效果非常明显，有效提高公路隧道工程建设质量与效率。

公路隧道石方爆破作业时，由于部分岩石的结构特殊，施工人员采取切缝药包爆炸技术方案，该技术方案的核心主要是利用圆形套管对炸药进行处理，进而对炸药的爆破效果进行均匀控制，提高炸药的利用效率。在套管爆炸作用时，将沿着预先设计的切缝产生作用力，进而对岩石的裂纹进行有效处理。以往部分项目在施工过程中，施工人员采取切槽爆破方案，但该爆破技术方案在应用时无法有效控制其方向，且后续隧道施工处理进度受到影响，因此该技术方案逐渐淘汰，隧道项目的施工采取新工艺，以此来提高公路隧道建设的质量与效果。

4 公路隧道石方爆破安全防护措施

在公路隧道石方爆破工作开展时，必须采取合适的安全防护措施，确保公路隧道石方爆破施工质量与安全。在每一次施爆工作前，需要对隧道内石方的地形结构、软弱层结构、岩石机理等进行全面分析，依据爆破施工方案进行预测评估，确保围岩支护与人员处于安全状态。如炮孔的爆破抵抗方向应当位于隧道施工空地，避免在实际爆破施工过程中，飞石对人员与设备造成一定损坏。

在隧道石方的炮孔进行炸药布置时，为保证作业人员安全与设备可靠，应当将设备与人员撤离到爆炸点50m。同时爆破员应当对爆破作业进行全过程管理，依循爆破作业安全守则进行严格执行，确保爆破作业的安全可靠，提高公路隧道爆破作业的整体可行性。

在公路隧道起爆后，全部工作人员需等待5—10min，并由爆破员首先进入爆点对爆破实际情况进行评估，分析是否存在盲炮问题或爆破现场存在其他险情，待爆破员确定爆破现场没有相关险情后，现场爆破管理员则可解除警戒命令，后续施工人员可进入爆破区域进行施工作业，以保证施工作业人员的人身安全。在实际公路爆破工作开展时，相关技术人员需对爆破原始数据进行记录，并对相关爆破数据进行整理归档，为后续公路工程建设评估提供真实资料。

在爆破布孔工作开展时，必须由专业技术人员进行测量放样，针对隧道施工现场进行标定孔位，并对爆破孔进行编号，以提高布孔工作的精准度。相关布孔放样后，由爆破员进行布孔操作，为后续爆破作业提供安全保证。

在造孔工作开展时，现场爆破员需对造孔工作进行过程控制，并巡回检查相关造孔的质量与安全，主动规避造孔误差，影响到后续公路隧道爆破施工安全性。爆破员在进行装药操作时，必须对孔口周边20cm 的浮渣进行清除，主动消除爆破不安全风险。在装药前应当对爆破孔进行质量验收，严格依照设计要求对爆破孔进行参数分析，确保爆破孔达到工程爆破技术标准，保证后续爆破施工安全与质量。若在检查工作开展时，发现不合格爆破孔，必须对其作废，并进行重新钻孔处理，确保爆破孔参数满足爆破技术要求，提高公路隧道工程施工质量。在具体爆破防护工作开展时，可利用沙包、胶皮、茅草捆、钢板等材料对炮孔进行一定压盖，以有效规避爆破飞石的产生，降低飞石危害。