山区高速公路隧道爆破施工技术应用研究

黄遵明

【关键词】山区;高速公路;隧道爆破

【中图分类号】U455.6 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2021）05-0108-03

山区高速公路隧道施工过程中，为了节约成本、缩短工期，通常采用光面爆破技术进行施工，由于爆破产生的漏斗会形成光滑的壁面，所以会提升隧道工程的质量[1]。但是，由于光面爆破技术的专业性较强，对相关技术、方案设计及环境有较高的要求，其工序流程也非常复杂，所以采用光面爆破施工技术时，要求施工人员必须具备丰富的经验和高水平的操作技术，充分掌握施工中的每一个环节，并结合工程的实际情况设计出合适的爆破技术方案，并且要在爆破施工过程中采取合理的安全控制措施，只有这样，才能让光面爆破技术的应用价值充分发挥[2]。

1 工程项目概况

亭亮隧道进洞口位于广西崇左市宁明县亭亮乡六岭村西南约800m处，出洞口位于崇左市宁明县那关村以东1.5 km处，为小净距越岭隧道，大致呈东北—西南走向，进出洞口均为端墙式。隧道起终点桩号为ZK10+535～ZK13+165，YK10+533～YK13+155，隧道左线长2 630 m，右线长2 622 m，为长隧道。其中，左线Ⅲ级围岩长度为1 400 m，约占总长的53%;Ⅳ级围岩长度为970 m，约占总长的37%，最长连续长度为702 m;Ⅴ级围岩长度为260 m，约占总长的10%，最长连续长度为145 m。右线Ⅲ级围岩长度为1 176 m，约占总长的45%;Ⅳ级围岩长度为1 085 m，约占总长的41%，最长连续长度为470 m;Ⅴ级围岩长度为361 m，约占总长的14%，最长连续长度为105 m。

2 光面爆破施工技術的应用

2.1 施工方案

根据围岩情况和隧道跨度，本项目隧道设计采用环形开挖留核心土、上下台阶开挖及全断面开挖方法。

（1）Ⅴ级围岩段落及Ⅳ级围岩紧急停车带采用环形开挖留核心土开挖。其中，开挖进尺Ⅴ级围岩浅埋偏压衬砌段宜控制为0.6～0.8 m，Ⅴ级围岩一般浅埋衬砌段宜控制为0.8～1.0 m，Ⅴ级围岩深埋衬砌段与Ⅳ级围岩紧急停车带宜控制为1.0～1.2 m，台阶长度为8～10 m，核心土面积应不小于整个断面积的50%。

（2）Ⅳ级围岩段及Ⅲ级围岩紧急停车带采用上下台阶法开挖。其中，开挖进尺Ⅳ级围岩浅埋偏压衬砌段为0.8～1.0 m，Ⅳ级围岩一般浅埋衬砌段为1.0～1.2 m;Ⅳ级围岩深埋衬砌段为1.2～1.4 m;台阶长度为10～15 m。

（3）Ⅲ级围岩段采用全断面开挖。隧道暗洞施工宜采用“弱爆破，短进尺，少扰动，早喷锚，勤量测，紧封闭”等技术措施，并根据监控量测结果，及时调整开挖方法，分析情况，恰当地调整支护参数，保证施工安全。

隧道采用自制钻孔台架配合凿岩机钻孔、人工装药、挖掘机配合侧卸式装载机装碴、自卸汽车出渣。隧道开挖采用光面爆破技术，石质围岩需爆破时，采用微震动爆破技术，尽可能地减少超挖及减轻对围岩的扰动及破坏，土质围岩采用人工开挖或挖掘机开挖。

2.2 爆破参数设计

爆破参数是项目正常、顺利施工的重要保证。岩层结构、隧道跨度距离是影响周边眼距参数设定的重要因素。本工程通过爆破试验确定爆破参数，并根据实际情况进行适当的修正。该项目采用台阶法进行施工，因此针对不同的开挖部位，爆破参数的设置也不尽相同，具体爆破参数见表1、表2、表3。

Ⅲ级围岩全断面开挖的炮眼数量依据《爆破工程师手册》中的公式N=3.3（FS2）1/3进行计算，N为炮孔数目;F为岩石坚固系数8;S为断面m2，Ⅲ级围岩全断面开挖面积约96 m2。

最终计算结果为N=3.3（FS2）1/3=3.3×[8×（90）2]1/3=132.5（个），实际取130个。

炮孔装药量的参数采用公式Q1=η×L×r进行计算，η为炮孔装药系数，取η=0.9;L为眼深，LⅢ=3.2 m、LⅣ=2.2 m、LV=1.1 m;r为每米长度炸药量，r=0.78 kg/m。通过计算得出不同炮孔的装药量。

掏槽孔：QⅢ=2.24 kg，取2.2 kg;QⅣ=1.54 kg，取1.5 kg;QV=1.19 kg，取1.1 kg。

辅助孔：QⅢ=η×L×r=0.8×3.1×0.78=1.93 kg，取QⅢ=1.9 kg;QⅣ=η×L×r=0.8×2.1×0.78=1.31 kg，取QⅣ=1.3 kg;QV=η×L×r=0.7×1.6×0.78=0.87 kg，取QV=0.9 kg。

光爆孔：通常为辅助孔的1/3～1/4，取QⅢ=0.6 kg，QⅣ=0.4 kg，QV=0.3 kg。

2.3 钻爆程序

水口—崇左—爱店高速公路№1合同段项目在施工的过程中，采用了以下钻爆程序。

（1）在钻眼前由测工用激光指向仪光斑画出炮眼位置，在某些情况下还会用到全站仪、钢尺相进行配合，挖断面轮廓线的绘制采用五寸台阶法，确定后，以红油漆标画。按照设计图纸将周边眼的位置标注出来，并进行严格的检查，只有合格才能进行钻眼施工。

（2）在钻眼施工过程中，相关工作人员必须充分掌握设计图纸，并能够熟练操作钻眼设备。在进行周边眼钻眼施工时，工作人员必须具备丰富的工作经验，保障钻眼的各项指标数据都达到标准，并要根据岩石的起伏情况进行炮眼深度的调整，保障炮眼底在同一平面上，杜绝出现误差，提高施工质量。

（3）钻眼施工完毕后，必须由专业人士对施工情况按照施工图纸进行检查。一旦发现有不符合图纸设计要求的必须勒令重新施工，直到合格后方可进行装药施工。同时，在装药前要对炮眼进行清洗，通常采用高压风、水等方式进行。

（4）在炮眼装药的过程中，必须按照分组分量的方式进行，药量严格按照设计图纸装填，并且按照自上而下的顺序进行，雷管、炸药的位置必须严格按照图纸要求进行装填。装药完成后，用20 cm以上的炮泥将炮眼堵塞。

（5）为了保障起爆准确无误，本项目的起爆网络为复式网络。在连接的过程中，导爆索的连接方向必须按照图纸要求进行，并要保障两个节点的牢固可靠;导爆管杜绝出现打结和拉细的情况，同时确保每一个炮眼的雷管连接次数必须一致;在导爆管自由端10 cm以上的地方设置引爆雷管。按如下顺序连接：孔内雷管分组→周边孔导爆索并接→同段导爆管雷管簇连→瞬发导爆管雷管起爆器起爆。

（6）孔内的起爆装置采用传爆毫秒雷管，孔外的起爆采用导爆管雷管进行，周边孔内采用导爆索进行。引爆时，必须保障除点炮人员外其他人员全部进入安全区，专职爆破人员检查无人员滞留后，在安全避炮点位置爆破起爆器上装入电池起爆。爆破完成后，相关技术人员必须等待30 min后方可进入，其他人员不得进入，待专业人员检查确认不存在盲炮后，才可以解除警戒。一旦出现瞎跑，必须分析原因，调整原来的设计，进行二次爆破。

2.4 光面爆破质量的保障措施

（1）爆破设计的优化。在进行爆破前，相关技术工作人员必须从实际情况出发，对施工地段的地质情况进行详细勘察，并选择最佳的爆破技术方案，对原来的爆破设计进行优化，确保爆破的质量。放样布眼、钻孔掏槽、清孔装药的具体参数必须按照实际情况进行设置，如岩层的结构、使用的设备情况等。参数确定后，施工时必须严格按照参数进行，同时结合施工现场的实际情况，对炮眼的深度很间距进行适当调整，通过科学计算，对炸药的类型及药量进行严格把控，确保爆破的质量和效果。

（2）钻孔质量的保障措施。在进行钻孔施工时候，必须按照设计图纸要求进行，确保炮眼和辅助眼的间隔距离最大误差不超过5 cm。同时，在施工的过程中要严格控制孔位和掏槽角度，确保炮眼保持在相同平行线上，炮眼的底部保持在相同的平面上。炮眼钻孔施工完毕后，必须有质量检查人员按照设计图纸对炮眼进行检查，确保施工质量无误后，方可进行下一环节的施工。

2.5 隧道光面爆破安全保障措施

隧道光面爆破的施工现场必须进行动态管理，实时监测施工的质量。同时，要对每一个施工环节进行检测，确保对施工段的岩层结构变化全面掌握。如果在隧道施工的过程中，地质出现了比较明显的变化，要立即进行检测分析，一旦发现是地质变化对施工带来明显影响的，存在安全隐患的，需要立刻根据实际情况对施工计划进行调整，并采取有效的安全防护措施，必须按照“先支护，后开挖”的原则进行施工，确保施工过程万无一失，消除潜在的安全隐患，同时在施工的过程中要定期进行检测。施工环节的检查内容如下：开工前，必须根据施工現场的实际情况对照爆破方案进行仔细的核实，并进行模拟作业，排查设计中存在的失误，确保施工安全进行;炮眼钻孔施工完毕后，严格按照设计图纸检查炮眼的各项参数，确保无误后方可进行下一环节施工;爆破后，等待30 min后才能由专业工作人员进入场地内进行检查，一旦发现哑炮、瞎跑等情况存在，必须进行原因分析，并调整施工方案。

3 结语

综上所述，通过对水口—崇左—爱店公路（崇左至爱店口岸段）设计施工总承包项目隧道的光面爆破施工技术的应用进行详细的分析后可以看出，光面爆破技术在高速公路隧道开挖施工中具有较大的应用价值，但在施工过程中必须严格按照设计图纸的各项参数和要求进行，炮眼的位置、药量、起爆等必须由专业工作人员按照施工设计进行施工，在出现特殊情况时，如地质结构发生了明显的变化等，必须结合施工现场的实际情况对施工设计进行及时的优化，采取严格的管理的措施，确保施工质量和施工现场的安全。

参 考 文 献

[1]项海燕.高速公路极小净距隧道开挖及爆破施工控制技术的应用[J].交通世界，2019（Z2）：148-149.

[2]俞定.花岗岩地层地铁隧道光面爆破技术应用研究[J].工程技术研究，2020（4）：64-65.