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摘要：光面爆破技術(shù)日漸在隧道工程施工中受到重視。結(jié)合實際的隧道施工案例，詳細(xì)地對光面爆破技術(shù)進(jìn)行了介紹，包括具體的施工工藝、施工措施以及質(zhì)量監(jiān)控等，為后續(xù)隧道工程提供經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：光面爆破；隧道施工；不耦合裝藥 

1工程概況

某隧道工程是新建單線鐵路隧道，長272m。該工程在進(jìn)口處以直線進(jìn)入，但在全長中也有曲線，且進(jìn)口處與出口處方向有3‰的坡度。該工程隧道的巖石屬于石灰?guī)r一類，施工過程中沒有地下水滲入。

2實施方案

2.1施工方案

由于該單線鐵路隧道較短，屬于非重點工程，且施工隊資金匱乏，設(shè)備不齊全，需要以人工風(fēng)槍鉆眼的方式進(jìn)行挖掘，從進(jìn)口處開始施工掘進(jìn)，裝載機(jī)出渣，上下臺階先開挖上部，再繼續(xù)下挖。圖1所示為隧道橫斷面示意圖。該隧道具體施工順序為：首先挖拱部，并用混凝土初噴，然后復(fù)噴；接著以臺階式開挖下部，并用混凝土進(jìn)行二襯施工，且仰拱混凝土與鋪底施工需保持35m的距離。在具體施工中，由于隧道淺埋圍巖變形大，再加上實際干擾因素多和施工誤差等，需要在實施工藝中增加隧道的預(yù)留變形量，寬度和高度各約預(yù)留10cm，所以隧道的實際挖掘高度為829cm，寬度為650cm。此次單線鐵路隧道的施工方案優(yōu)勢在于資金花費小，施工危險小。加之單口的挖掘方式，對出口壓力疏散、運輸和通風(fēng)等較為便捷；待挖通上部后，可以自然排煙，節(jié)約資源[1]。此外，該工程的施工順序較大程度地提高了施工安全及效率。

2.2爆破方案

由于該隧道工程是電氣化鐵路隧道，需通過導(dǎo)線為機(jī)車提供動能，所以要在隧道頂部進(jìn)行錨固件錨固，因此對頂部巖石的結(jié)實程度要求較高，采用光面爆破技術(shù)可以降低開挖過程中對周圍巖石的擾動，從而達(dá)到對頂部巖石的整體性要求。另外，該技術(shù)可以較大程度地控制挖掘的范圍，從而降低對巖石的損壞程度，達(dá)到工程項目的要求，同時也提高了工程施工的質(zhì)量，降低了經(jīng)濟(jì)成本。爆破方案將該工程項目的開挖分為拱部和中下臺階3個部分。其中，拱部用水平布眼，以光面層爆破；中臺階垂直布眼，周邊以預(yù)留光面層爆破；下臺階用水平布眼，并光面爆破。

3光面爆破施工技術(shù)

3.1技術(shù)參數(shù)和裝藥量結(jié)構(gòu)

3.1.1合理確定周邊眼間距在隧道施工中，影響光面爆破施工技術(shù)的重要參數(shù)是周邊眼距。在我國，爆破技術(shù)的周邊眼距按下式計算：（1）式（1）中：E為炸孔的距離（mm）；d為炮眼的直徑（mm）。在該工程項目中d取42mm，由于隧道的巖石以灰?guī)r為主，硬度約80～100MPa，按照工程施工的基本要求，并確保灰?guī)r的最大承載能力和減少損害，將炸孔的距離定為40cm。事實證明，炸孔間距為40cm是恰到好處，既沒有欠挖，也沒有超挖。3.1.2合理確定光面層厚度及炮眼集系數(shù)光面爆破技術(shù)的影響因素還有光面層厚度和炮眼集系數(shù)。光面層厚度是指周邊眼和最外層輔助眼中間的巖石層，取厚度為N，周邊眼間距為E、則周邊眼密集系數(shù)K及W的關(guān)系為：，K值的大小決定爆破效果，須保證E＜W，K一般取0.8～1.0。該工程取K為0.83，W為60cm。

3.1.3合理確定裝藥量在開鑿隧道時，炸藥的合理用量是保障隧道安全性和高質(zhì)量的前提和準(zhǔn)則。如果在鉆眼內(nèi)填充的炸藥量過多，則會產(chǎn)生過大的沖擊力，容易將爆破以外的周邊巖石炸壞，甚至?xí)a(chǎn)生掉塊超挖等現(xiàn)象[2]。如果填充的炸藥量過少，則不足以滿足爆破效果，使爆破面積過小，出現(xiàn)欠挖等情況，此時還得重新對周圍巖層補炮。因此，要嚴(yán)格控制炸藥密度，確保爆破質(zhì)量。3.1.4采用不耦合裝藥光面爆破所采用的炸藥需要滿足不耦合性，以滿足同時爆破的需要。常規(guī)意義上采用的炸藥不耦合性一般需要大于2，且要求直徑較小的炸藥以確保穩(wěn)定性，從而保證爆破的準(zhǔn)確性與安全性，達(dá)到爆破的最佳效果。（1）炸眼的炸藥和裝藥結(jié)構(gòu)。對于光爆技術(shù)所采用的炸藥配比要有嚴(yán)格的限制。藥卷一般選用巖石硝酸2#炸藥，長200mm，寬25mm。炸眼通常選用小直徑且不耦合的裝藥結(jié)構(gòu)，不耦合系數(shù)約為1.7。（2）確保周邊炸眼引爆時間的一致性。對于爆破來說，引爆時間的一致性是爆破的關(guān)鍵之一。炸眼與炸眼之間的距離相近時，如果炸藥同時被引爆，就可以起到力量的疊加效應(yīng)，達(dá)到事半功倍的效果。兩個炸眼之間的巖石受雙向拉力后會出現(xiàn)明顯的裂縫，最終形成平整的截面。如果爆破時間出現(xiàn)差異，對于巖石來說就會受力不均勻，使巖石層變的曲折不平整。因此要嚴(yán)格把控炸藥的引爆時間，完成高質(zhì)量的爆破任務(wù)。

3.2施工工藝

3.2.1施工工藝流程施工工藝流程主要如下：測定圍巖參數(shù)→爆破參數(shù)預(yù)設(shè)計→試爆破→爆破效果評判→調(diào)整爆破參數(shù)→確定爆破參數(shù)→結(jié)合圍巖具體特征調(diào)整參數(shù)→鉆爆作業(yè)。（1）測量定位。在開鑿炮眼以前，要進(jìn)行測量工作和布眼工作，要求測量人員熟悉隧道位置和精確定位，得到數(shù)據(jù)后的下一步工作是按照爆破設(shè)計圖紙，確定每一個炮眼所在的位置，然后確定地點并作好標(biāo)記，畫好軌跡。要嚴(yán)格控制每一個坐標(biāo)點的誤差，要求最大誤差≤5cm。（2）根據(jù)確定的位置進(jìn)行打眼。打眼工作需要利用鉆機(jī)設(shè)備進(jìn)行，這就必須要將鉆機(jī)設(shè)備與原有隧道方向周邊保持一致，在規(guī)定地點準(zhǔn)確地進(jìn)行開槽打眼。（3）鉆眼。鉆眼過程要保證外插角與眼深相協(xié)調(diào)，一般情況下，當(dāng)眼深在3m左右時，外斜角要求小于3˚；當(dāng)眼深達(dá)到5m左右時，外插角要求小于2˚。炮眼深度要保持一致，保證在爆破后橫截面在同一個平面上[3]。（4）清理孔中的雜物。在裝炸藥前，需用高壓風(fēng)管將已鉆好的炮眼里面的廢料、廢渣清理干凈，以便確保炸藥填充一致，達(dá)到最佳效果。（5）炸藥填裝。每一個炮眼中填裝的炸藥量要基本保持一致，嚴(yán)格按照原設(shè)計圖中的需求量進(jìn)行填制。裝藥完成后，每一個炮眼都需要用炮泥堵塞。對于每一個炮眼需要的炸藥量，需要精確計算，爭取達(dá)到爆破的最佳狀態(tài)。

3.2.2施工技術(shù)要點（1）確保施工過程中的四要素：齊、順、平、準(zhǔn)。其中“準(zhǔn)”指在施工過程中進(jìn)行精確的定位、打孔、測量等工作；“順”指按照原先設(shè)定好的孔位依次開鑿；“平”指開鑿的孔位要有距離感，互相保持平行。“齊”指開鑿深度要保持一致，進(jìn)而保證截面平整統(tǒng)一。（2）確保孔的開鑿質(zhì)量。開鑿爆破孔是開鑿的基礎(chǔ)，同時也最為關(guān)鍵。開鑿時要有統(tǒng)一的施工管理人員進(jìn)行規(guī)劃和領(lǐng)導(dǎo)，使每個施工人員落到實處、精準(zhǔn)定位，保質(zhì)保量地完成自己的工作。還需給每一個施工人員進(jìn)行區(qū)域劃分，實行定人定崗體系，讓其按照順序依次作業(yè)，減少相互干擾所帶來的不必要麻煩，提高工作效率。開鑿?fù)瓿珊筇钛b炸藥及引線，完成爆破任務(wù)。

4結(jié)語

綜上所述，光面爆破技術(shù)是克服傳統(tǒng)爆破的一種新技術(shù)，簡單實用、操作性強(qiáng)，可達(dá)到全新的標(biāo)準(zhǔn)。該技術(shù)是當(dāng)前實現(xiàn)人工精準(zhǔn)操作的最佳選擇之一，可克服傳統(tǒng)爆破施工方法的碎石亂飛和炮眼利用率低等情況，從而提高爆破周邊巖石的穩(wěn)定性，確保施工過程中更加快捷安全方便。這種技術(shù)可以使爆破面光滑平整，如刀切一般，而且不會出現(xiàn)超挖或欠挖的狀況，對工程的質(zhì)量起到優(yōu)化的作用。相比傳統(tǒng)爆破技術(shù)，該技術(shù)更加省工省力，能減少大量混凝土的噴射時間與用量，成本也急劇降低。當(dāng)前我國已引進(jìn)了光面爆破技術(shù)，但相關(guān)經(jīng)驗還不足以支撐精確爆破，需要在實踐中不斷創(chuàng)新和總結(jié)經(jīng)驗，將理論基礎(chǔ)和實踐相結(jié)合，徹底突破傳統(tǒng)爆破技術(shù)的不足，從而提高隧道施工的工程質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]王建秀，鄒寶平，胡力繩.隧道及地下工程光面爆破技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望[J].地下空間與工程學(xué)報，2013，9（4）：800-807.

[2]曹琴，吳戰(zhàn)，田新邦，等.光面爆破技術(shù)及其在隧道掘進(jìn)中的應(yīng)用[J].交通科技與經(jīng)濟(jì)，2015（4）：105-109.

[3]李平.隧道光面爆破技術(shù)與應(yīng)用[J].中國礦業(yè)，2007（7）：108-109.

作者：歐全文 單位：中鐵隧道集團(tuán)三處有限公司