王济锋

（福建都城建设发展有限公司福建福州　350001）

隧道光面爆破施工控制要点

王济锋

（福建都城建设发展有限公司福建福州350001）

我国经济和科学技术不断发展进步，这为隧道施工带来了技术支持。隧道的爆破作为整个工程的重点环节，必须保证技术效果达到预期。光面爆破技术是首选，此项技术决定着隧道施工是否能够正常进行，施工完毕后是否能够正常使用，因此爆破技术是隧道施工的重点。本文简要阐述了光面爆破在隧道施工中的应用。

隧道；光面爆破；控制

引言

一般来说，隧道的施工难度相对较大，危险系数偏高，因此需要相对高效和安全的施工技术支持。但是，一般的施工方法会在一定程度上破坏围岩，降低其稳定性，形成一种比较严重的超欠挖现象。在社会迅速发展的时代，传统的爆破方法已经在很大程度上不能够满足人们对大断面铁路隧道的开挖工作了。因此，光面爆破技术作为一种现代化的有效方法得到了广泛的应用。采用光面爆破技术能够对爆破范围进行有效控制，保持围岩的稳定性。

1　光面爆破技术的工作原理

现如今，对于光面爆破技术的破岩原理依旧存在无法解释的难点。虽然在学术理论方面有关爆破技术的解释还有待完善，但仍然在定性分析的研究层面上取得了一些认识，其中包括：当引爆炸药的时候，会使周围的岩体发生两种变化的效果：①两炮眼同时起爆，分别产生的压缩应力相互叠加，汇合形成拉伸应力波，从而在岩体上形成贯穿裂隙；②由于爆炸气体的膨胀做功，导致岩体的隆起。

这里所说的光面爆破技术工作原理是，当周边的爆破眼同时进行起爆时，每个爆破眼的冲击波会朝向它周围进行径向传播。对于相邻的的炮眼冲击相遇时，会在使应力波在叠加的同时也能产生切向的拉力。这个切向拉力的最大值是在每个相邻炮眼的中心连线的中点上，当这个地方存在的切向拉力大于岩体本身的抗拉强度时，岩体会发生拉裂，这个时候裂缝就会在这些炮眼的中心连线上产生，而后由爆炸引起的气体的膨胀会使裂缝继续扩大，通过这样的一种爆破远离最终会产生一种平整的爆裂面。

2　光面爆破技术方案选择

光面爆破方案的选取至关重要，爆破后的效果如何不仅会影响到整个施工所带来的消耗成本，而且还会影响到后面的整个施工的工程进度，总的来说，光面爆破方案的选择对铁路隧道爆破开挖的速度产生着重要的作用。因此，在关于爆破方案的选择上，主要注意的有以下几点：①有关爆破断面的形状和尺寸必须遵循原本设计的要求，要严格按照规定执行；②关于爆破后的碎石块大小上，应该最好是不大不小的尺寸，这样会易于岩土的运输，加快运输的速度，降级运输成本；③爆破眼的钻孔工作量不宜太多，炸药的使用量应该尽量不要过多，在开挖时，开挖的速度要尽量快；④关于爆破的效果要好，最好的结果的是爆破后隧道岩体的壁面要是平整的标准；⑤在爆破时要尽量减少对周围岩体的震动和损坏，同时避免出现欠挖情况，如果发生欠挖，则应及时核对要求的开挖深度，采取进一步的开挖施工进行处理。

3　影响光爆质量的因素

3.1地质条件影响

隧道施工的地质条件存在多种情况，例如岩浆岩、沉积岩、变质岩等岩层，其围岩风化程度、裂隙的发育程度、地质构造（例如断层破碎带、褶皱、软弱层）以及岩体结构、地下水状态等也都会各有不同。由此可见，地质条件对于隧道开挖光爆参数的设计来说是非常关键的参考依据。

3.2测量施工放样的准确度

隧道掌子面的施工放样过程中，往往会出现中线或高程偏差过大的现象，这不仅直接影响隧道中轴线，导致偏离，甚至还会使两茬炮台阶形差出现异常现象，例如部分洞身发生欠挖，部分洞身产生超挖等。因此，测量施工放样的准确程度，将会决定两茬炮台阶形差在开挖轮廓上是否分布均匀。

3.3风钻工技术素质

风钻工的技术素质将会直接影响钻眼施工，尤其是周边眼开孔位置的选择安排，外插角及纵向坡度的控制等。可以说，风钻工技术素质直接影响着隧道开挖轮廓是否圆顺，边墙是否顺直，半孔残留率的大小等重要施工部分。

3.4其他因素

爆破参数、爆破器材和爆破工艺等都会对爆破的实际效果产生影响，尤其是爆破参数的选择，对于爆破工作的实施起到至关重要的控制作用（见表1）。

表1　爆破参数选择

为了获得较好的爆破效果，使爆破结果满足开挖进尺，必须严格进行爆破参数比选实践，根据实际情况选用合适的炸药品种以及起爆器材等，爆破前期准备时，采用正确的装药结构，计划好起爆顺序，建立稳定可靠的起爆网络。

4　爆破作业

4.1爆破注意事项

光面爆破技术的使用效果受到多种因素的影响，比如爆破的器材、装药的结构、周围岩体的条件以及爆破参数的确定等，在不同的环境中，光面爆破技术的效果有着很大的不同，因此针对光面爆破技术的应用要在反复的试验与改进之下，才有可能获得理想中的效果。

4.2爆破施工

爆破施工作业过程必须按照爆破设计进行钻眼、装药、接线和引爆，具体施工流程如图1所示。

图1　光面爆破施工工艺流程图

（1）测量。由于施工首先要在工作面上标出开挖轮廓和炮孔的位置，因此钻眼施工前开展测绘工作，需要根据测量结果，绘出开挖断面的中线、水平线和断面轮廓线，并控制拱顶、起拱线的位置，经过严格检查，符合设计要求才可以开始下面的工序。

（2）放样布眼。在进行钻孔前，必须用水准仪和经纬仪或全站仪准确的确定所要施工的隧道中线位置，确定下来之后再画出整个断面的大致轮廓线。然后根据已经描绘的炮眼的布置图测出具体的尺寸，之后根据确定的尺寸用红油漆准确的标示出各个炮眼的位置，应注意的是，在标示的过程中，误差要控制的在5cm之内。

（3）开钻。一般情况下需要借助钻孔台车，在台车准备好并在位置确定下来之后，就可以根据炮眼所布置的相对位置进行准确的钻孔工作了。不过应该注意的一点是，关于周边眼与掏槽眼的开钻精度必须要高于其他的眼，并且其误差要控制在3～5cm之间。

（4）钻眼。在进行钻眼时，首先需要的是技术熟练的钻工，而且作为钻工工作者必须要熟悉炮眼布置图，保证钻眼的位置与设计的炮眼布置图一致。对于周边孔的钻眼工作，一定要由经验丰富的老钻工来操作，以此保证对周边眼的开挖有着标准的外插角。另外，当外插曲角不大于3°时，其深度应是3m，但是炮眼的深度最终应该根据实际情况而定，根据实际要修的不同进行相应的调整，但宗旨是使各个炮眼的底部都尽量处于同一个平面上。炮眼布置示意图如图2所示。

图2　

（5）装药。装药工作人工进行。装药前，应先将孔中岩粉吹净后才可以装药，装药工作可以分片分组负责，严格按爆破参数表及炮孔布置图规定装药量、雷管段号。装药完成后，可用炮泥将炮眼口封堵好，用于封堵的炮泥长度一般控制在30cm以上。制作完成后，将整个掌子面导爆管分六束，分别捆绑于同段雷管，每束可安装两个同段雷管，最后再把六束导爆管并联捆绑在一个雷管上，进行最后的安全检查，再进行起爆。

（6）通风找顶。爆破后需要先通风排烟、洒水30min，等到掌子面基本没有炮烟后，作业人员才可以进入。然后用高压水冲洗开挖面，利用挖掘机清除大危石，最后利用钢钎、木棍等将小块危石撬净。

（7）初喷混凝土。在爆破碴堆上，对拱部开展初喷混凝土施工以封闭岩面。

（8）出碴。可以运用反铲式挖掘机，配合侧卸式轮胎装载机，对爆破工作的残渣进行装碴工作，运用大型自卸汽车运碴。弃碴场应长期设置2台推土机，以便随时对场地的平整度进行调整和清理，从而保持道碴道路畅通。

5　结语

光面爆破技术相比于传统的爆破方法能够在很大程度上降低对岩体的扰动，保持原有岩体的稳定性，在节约施工成本以及加快工程进度方面都有着独特的优点。但是应该注意的是，在应用光面爆破技术的同时需要周全考虑很多问题，要求也更高，在施工过程中要注意对该技术进行不断的优化和改进，使光面爆破技术为隧道施工的进行作出更大的贡献。

[1]宁远思，闫春岭，崔振东.隧道工程光面爆破施工改进[J].工程爆破，2009，13（3）：36～37.

[2]胡利.光面爆破在隧道施工中的应用[J].北方交通，2011（3）：86～88.

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2015-6-3