铁路隧道光面爆破施工技术与管理策略

张 旭

（中铁十九局集团第五工程有限公司，辽宁大连 116100）

0 引言

通过对现有隧道爆破案例的研究发现，因为施工者尚未意识到爆破控制在整个施工中的重要性，不注重炮孔位置摆放、装药结构设计、炮孔长度选择等内容，加之管理存在很大疏忽，导致爆破作业并不能发挥出应有的效果。然而，随着技术发展，隧道爆破质量控制终于得到广泛重视，越来越多的人开始探索更准确、合适的爆破参数，在管理上也愈发严格。

1 工程概况

以锦承线铁路扩能改造工程朝阳至叶柏寿段的隧道为工程背景，通过调查发现该隧道选择复合式衬砌。该工程中的复合式衬砌主要包含初期支护和二次衬砌两大部分，且两者之间设置专门的防水隔离层。项目工程爆破作业选择上，Ⅴ级及以上围岩地段采用机械开挖；IV 级围岩地段优先选择机械开挖，对于机械开挖困难的地段借助凿岩机完成钻孔进行爆破开挖；而III 级围岩地段则均需借助凿岩机完成钻孔进行爆破开挖。

2 光面爆破施工工艺

2.1 爆破参数

要想尽可能削弱爆破作业给围岩带来的影响，则最好对周边眼选用Ф25 mm 小直径光爆药卷。表1 为具体的爆破参数。

装药结构主要是借助竹片或导火索等将Ф25 mm 药卷塞入周边光面爆破孔内，且孔口往内20 cm 应塞满炮泥。通过实践发现这种结构所带来的效果远远优于不塞炮泥的结构。装药结构示意如图1 所示。

表1 光面爆破参数

图1 光面爆破装药结构示意

使用该结构完成爆破作业后可发现，周边围岩面表层依然圆顺，硬岩石与软质石的半空保存率分别超过0.8 与0.6。且其围岩错台位于15 cm 以下的位置，周边并未出现过多的裂纹，且岩石结构依旧稳固。

2.2 钻爆作业

钻爆作业开展的目的是为了避免开挖断面表层出现明显凹凸，尽可能避免超挖、欠挖问题出现，维系工作的平稳，保障周边围岩结构的稳定[1]。所以，在开展钻爆作业时应详细按照相关设计标准展开所有工作。若是在施工过程中需要调整设计方案，需由主管技术者进行修改。

2.2.1 测量

测量是否精准从根本上影响着最终开挖轮廓的精准状况。所以每一项环节开始前必须派遣专业测量人员提前在掌子面表层注明开挖范围以及标注炮孔摆放地点，且需在洞内放置三架激光指向仪，辅助测量人员的工作。

2.2.2 钻孔

钻孔设备选择YT28 风枪，在钻孔过程中必须严格遵循设计标准：①必须依据炮眼布置图找出正确的孔位后，才能开始钻孔；②必须注意掏槽眼应深于另外眼孔0.2 m，且需确保对孔误差在3 cm 范围内，钻孔时注意平行；③辅助眼对孔误差必须在设计标准的0.1 m 以内、周边眼应位于断面轮廓线位置，误差在0.05 m 以内；④若是开挖面表层凹凸明显，则需根据工程需求修改炮眼深度，保障几乎全部炮眼眼底均位于相等垂直面上。钻眼步骤结束后还应将实际成果与设计图进行对比，一旦发现其超出设计误差范围内，则需对超出部分重新施工，只有确保质量合格才可开始装药。

2.2.3 装药

装药时应保证孔内无杂物，因此应提前借助高压风把孔内清洁干净，并借助炮棍判断其是否通畅；在装药过程中，应严格依据表1 与设计的单孔装药量，依次填充弹药。只有在检查合格后才可连接网路、准备起爆。

2.2.4 堵塞

适当堵塞炮孔能使得炸药发挥出更大的能量，不仅节省成本，更是减缓了振动程度。因此在装药完成后还需对光面爆破孔孔口20 cm 以上处填充满炮泥，而炮泥的组成成分砂与黄土的比例为2∶1。

上述装药、堵塞工序均需严格依据安全标准开展，实时维系施工者生命安全。

2.2.5 起爆网路

起爆网路内所有传爆雷管均为两发，主要组成部分包括电雷管、传爆雷管以及塑料导爆管等。在进行连线时应注意爆雷管的平顺；联结状态下每簇雷管数目均一致且均小于20。网路连接完成后需派遣专业人士检查，确保连接正确才可开始起爆。

2.2.6 瞎炮的处理

若是起爆过程中出现瞎炮，需派遣专业人士排查导爆管是否存在异常，再次实验若还是无法起爆，则需清理炮泥、吹出或冲出炸药并取出雷管进行检查。

3 光面爆破质量控制措施

提前了解施工环境的地质状况，评估围岩岩性，选择最佳爆破参数，只有做足充分准备才能使最终爆破效果达到最佳[2]。

整个钻爆作业必须完全按照设计标准开展所有工作，若是施工环境要求设计方案调整也需通过主管人员决定。

开始钻研前应提前派遣专业人士注明炮眼位置和开挖范围，并进行严格检查，确保标注准确才可开始钻眼。在钻眼时应注意以下内容：

（1）必须完全依据炮眼布置图的要求进行钻孔。

（2）掏槽眼眼口到眼底间距误差应保持在0.05 m 以下，同时行距与眼口排距的误差必须控制在0.1 m 以内。

（3）周边眼应位于断面轮廓线周围，若需调整也必须保证不离开轮廓线0.05 m 以上。

（4）内圈炮眼与周边眼之间的距离误差不得超出0.05 m，若是炮眼深度在2.5 m 以上，此时应确保内圈眼、周边眼钻眼斜率相等。

（5）钻眼结束后应将结果与设计图对比，一旦发现不合格则需重新钻研，只有完全合格才可投入使用。

装药步骤不仅需要遵循爆破技术参数，更是需要按照炮孔布置标准依次装弹，且需注意的是周边眼应选择不耦合装药的方法。必须保证弹药孔无杂物，在装药完毕后，还需用炮泥堵塞住周边眼，反复检查。

4 隧道设备管理策略

由于光面爆破施工与传统的爆破法相比，最显著的优点是能有效地控制周边眼炸药的爆破作用，从而减少对围岩的扰动，保持围岩的稳定，确保施工安全，同时，又能减少超、欠挖，提高工程质量和进度，爆破后轮廓形成规则，围岩稳定，不产生或很少产生爆振裂隙。同时能为施工创造安全舒适的施工条件，加快施工进度，减少施工造价，因此，施工过程各类的材料、机械设备的管理也尤其重要[3]。

4.1 爆破器材选择

（1）爆破器材的选用。主爆药要采用爆炸性能、抗水性能、安全性能均较好及环境污染小的2#岩石乳化炸药，规格为Ф32 mm×200 m。

（2）周边眼采用直径为25 mm 的药卷，装药结构是用竹片绑扎，进行间隔装药。

（3）起爆材料采用1～20 段的非电毫秒雷管起爆，塑料导爆管引爆，其中雷管，导爆索是作为网络起爆用。

4.2 爆破设备管理

由于行业的特殊性，对进入行业应用的各类设备，尤其是涉爆关键设备进行管理是必须的。

（1）安全是整个爆破作业的首要目标，设备安全管理是其中重中之重。相关人员应注重设备选型、日常维护管理、报废等各环节作业。

（2）设备相关培训工作必不可少，项目组应定期组织操作人员参加培训活动，引导其熟悉并掌握设备的具体性能、操作方法，确保施工期间设备操作的规范性。

（3）要结合工程实际挑选合适施工设备，同时要提升员工的综合素质，做好日常维护工作，遵循相关规范合理使用设备，出现紧急情况后可灵活应对，并在指定的期限内使用。

5 结束语

通过研究可以发现该工程下爆破效果已经达到光面爆破控制标准。不仅如此，项目组视施工过程，通过注重对员工的技术培训、努力提升技术水平、严格进行管理，实行组长责任制，提升了爆破控制水平，尽可能避免出现超挖、欠挖问题，达到降低施工成本的目的。