隧道工程控制爆破技术探讨与应用

文∕尹加强

1 前言

在隧道施工的过程中，由于受到自然条件或是人为因素的作用，会对施工造成直接影响。在目前对隧道进行挖掘的过程中，控制爆破的方法是最为常用的一种方式，这种方法操作简单，且能够取得较好的效果；但是在应用过程中，这种方法会对施工最终的质量产生一定的影响。因此，采用控制爆破法对施工过程中的技术要求也相对较高，我们不仅要研究其本身的物理性质并进行分析，还要选择适合的爆破技术，做好炸药的使用量以及爆破的工艺的相应控制，熟练地掌握爆破技术，以此有效保证隧道施工的质量[1]。

2 控制爆破技术概述

2.1 控制爆破技术的概念

根据隧道工程的爆破环境以及爆破的规模等相关因素，利用多种技术全面监控和管理爆炸以及介质破碎的过程，将爆破过程中的噪声影响以及爆破方向控制在安全以及合理范围内，最终使其与爆破的设计效果相一致。此外，对爆破效果以及危害实施全面的实施控制技术，属于控制爆破的具体概念。

2.2 控制爆破技术的主要分类

2.2.1 微差爆破技术

微差爆破技术主要采用的是毫秒延时雷管，在爆破的过程中能够实现延时爆破技术。这种技术最大的优点在于能够有效减少在爆破的过程中地震效果所带来的冲击，保证在爆破之后岩石碎块的大小保持一致；而爆破之后所产生的岩石碎片范围相对集中，方便爆破后进行清理，通过减少爆破所需要的次数，能够有效提升爆破的结果质量[2]。

2.2.2 挤压爆破技术

挤压爆破技术是在区域自由面的前方区域，提前人为的预留一定数量的烟扎，从而增加炸药的利用效率。这种技术的主要优点在于能够有效利用施工的时间，减少在爆破过程中的爆破次数；利用这种技术时岩石会受到第二次冲击，能够加大岩石的爆破的破碎效果，从而减少爆破的次数。

2.2.3 预裂爆破技术

预裂爆破技术主要是在爆破的区域进行人为的开挖，预留出一定的裂缝作为在保证围岩和爆破区域位置的分割线，利用这种技术能够对围岩产生有效的保护作用，减少在爆破发生过程中地震所造成的影响。在预裂爆破过程中，一般情况下选择的炮孔直径相对较小，增加了孔痕率，从而在很大的程度上影响了爆破效果[3]。

3 隧道工程中控制爆破技术分析

3.1 工程概况

工程位于长乐区的大象山隧道，其出口段位处于镇塘屿村西侧山坡下，地表的风化层比较厚，属于节理裂隙；地下水主要属于基岩裂隙水，洞口段的围岩等级属于Ⅴ级。隧道出口端以及塘屿水库之间比较临近，线位标高和水库现水面相比较低，塘屿水库主要在隧道出口端的西南方向大致203m 处，隧道出口以及水库之间的地势存在局部的陡峻现象，坡角大致为10°～30°，且存在一些沟谷。从水库一直延伸到相应的隧道出口，岩性属于侏罗系上统的相关南园组凝灰岩，弱风化，呈现棕红色～青灰色，节理裂隙不再发育，岩体比较的完整，岩质非常的硬[4]。

3.2 隧道开挖方法以及爆破施工控制要素

3.2.1 隧道开挖的施工方法。在正式进行隧道开挖之前，务必要利用一定的方式实现地质情况的具体勘测，其中可以包含非常多的方面，主要为：地质素描、超前钻探、加深炮孔以及地质雷达等。同时，还要实施相应的流程，如凿眼、爆破、铲装以及运输等环节，保障施工过程中相应的施工队伍具备比较专业化的能力，在施工过程中不同机械工具之间能够顺利配合；另外，还应结合该隧道设计情况。洞口段为V 级围岩，采用三台阶临时仰拱法完成相应的施工。开挖拱部前，一定要完成洞身管棚的超前支护施工，然后按照三台阶临时仰拱法实施步骤做出相应开挖，同时仍然需要再次强调，开挖之前必须对拱部容易发生坍塌的区域进行超前支护[5]。

3.2.2 隧道爆破施工要素控制。在隧道爆破施工过程中，会波及周围较大的距离范围，特别是在城市当中实施隧道施工，会产生非常严重的影响。除此之外，隧道爆破的施工环境非常复杂化，在施工当中如果使用钻爆法，则需要对施工环境以及地质情况进行考察，重视安全控制。在爆破过程当中，需要把爆破工程进行分段，可以对多个爆破点实施爆破，但要尽量降低爆破炸药的使用量，这样就会使得爆破过程中出现的碎石飞溅以及声响得到降低，从而进一步降低周围环境以及居民生活的影响程度。

3.2.2.1 一定要保障地表建筑以及施工人员的安全，在爆破设计过程中要准确计算出爆破振动安全系数，并按照相应的规定和标准，提前规划好相应的安全防护措施。

3.2.2.2 要保障空孔的布置具备大直径，这样在进行台阶位置的开挖时就可以很好地形成相应的爆破临空面，从而防止在爆破振动发生时影响到所要保护的建筑物。

3.2.2.3 加大钻眼的数量，可以降低掘进尺；与此同时，还要对爆破的规模进行控制，严格控制每一个孔的装药量以及单段起爆的最大药量，使爆炸区域内掩体的炸药均匀分布；并根据设计规范完成对爆破振动速度的相关控制，从而使爆炸爆破程序与相关规定相符合。

3.2.2.4 要对钻爆参数的具体设计以及爆破振动的具体监测重视起来，保证这些数据都处于合理范围之内。在爆破参数选择的过程中，务必选择能够满足爆破区域实际情况的数据，例如在地表建筑物的情况以及爆破中，周边区域内的环境状况是否稳定[6]。

3.3 隧道工程控制爆破技术分析

3.3.1 确定炮孔数量和直径。在爆破前，要对施工周围的实际环境，包含：区域岩石的具体成分数据等利用爆破原理进行理论化的分析，同时按照公式实施具体的计算，从而使得爆破的炮孔数量计算准确。

N=3，3(f×s2)1/3

其中N 代表的是炮孔的数量，S 是断面积，f 为岩石的坚固度。

3.3.2 计算装药量，并进行分配。爆破的主要效果和装药量之间有非常大的影响，如果炸药量比较少，就不可能达到一种预期的效果；而如果装填过度，那么在爆炸之后产生的冲击波会影响到整个工程最终的质量。因此，所需的炸药数量必须经过严格的计算。在隧道施工过程中由于不同地质因素的影响，会出现很多的不确定性因素，因此在计算药量的过程中可以利用以下的公式，计算公式如下：

Q=q×v

在公式中，Q 主要代表爆破需要的具体装药量，q主要代表的是每立方米爆破所需要的炸药消耗量，V主要代表循环进尺当中所需要爆破的具体岩石总体积。

3.3.3 炮眼的直径造成的影响。如果炮眼比较大，那么装入的炸药量就比较多，这样爆炸的效果就会比较显著；如果把炮眼持续扩大，那么就会降低碎石的碎裂度，从而给岩石碎裂质量以及断面平整线造成影响。比如：炮孔扩大之后要想加强爆破瞬间，岩石的碎裂程度就会下降；同时由于爆炸而出现的碎石在形状上也会具备不规则性。关于炮眼位置的确定，一定要综合考虑施工环境以及相应的施工设备等，经过准确科学的计算和分析之后再确定炮眼以及各个炮眼之间所需要距离；在经过相关施工人员的工作总结，详细分析现场的施工环境后，最终计算出炮眼的合理直径范围。炮孔对炸药以及岩石间的具体缝隙，一定要保持大于1/10 的直径距离，只有这样才可以保障因素之间具备准确性，施工效果才会更加良好。

4 爆破安全施工管理措施

在爆破过程中，一定要对施工中的安全问题进行考虑。

4.1 首先，在技术方面要保证设计爆破方案的可行性。爆破的设计过程必须要符合工程的实际情况，细致考虑各种因素，同时还要对所消耗的药量以及最小抵抗线方向进行考虑。特别是爆破点周边环境复杂时，一定要坚持试爆方案。

4.2 相关人员要严格控制地震波冲击波等，以免由于控制不到位而产生一定危害，保证爆破结果的安全性。爆破体上铺竹笆，再压上沙袋进行覆盖防护，必要时搭设防爆排架，严格控制爆破飞石。

4.3 在领取炸药之前，工作人员要根据现场爆破员及安全员的监控状况，注意爆破过程中周边环境是否出现异常，避开重点要保护的目标，同时一定疏散要安全距离以内的全部人员，高度重视警戒，无关人员不可以进入爆破区内。另外，详细掌握所需爆破的区域情况，严格按照设计执行，施工过程中不能够擅自改动施工方案，应按照实际情况进行调整，最终确定所需的具体药量。

4.4 正式施工时要严格按照方案中的炸药用量、钻孔深度、孔间距等实施，并且将所要使用炸药量的情况报告给现场的负责人，由现场的负责人进行签字后领取相应的炸药。在炸药领取中，爆破员以及安全员一定要到库房进行领取，且人工搬运，装药的过程由安全员进行详细检查。

5 结语

随着我国技术的发展，交通行业也迅速前进；与此同时，隧道工程的修建越来越多，因此我们要对项目中的所有技术进行必要的加强。通过研究隧道爆破控制技术，能够有效加强施工质量，保证爆破工作顺利进行；同时，合适的方法也能够有效减少成本支出，并推动我国经济快速发展。