刘金兴

【摘 要】文章结合工程实例，介绍了在公路隧道掘进中，钻爆装药采用光面爆破技术，同条件下提高了隧道单循环掘进进尺，加快施工进度，断面开挖质量明显提高，降低了安全风险，创造了可观的经济效益，成果显著，极具推广应用价值。

【关键词】公路；隧道；光面爆破

中图分类号： U455.6 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）03-0169-004

Control Points of Smooth Blasting Technology in Different Surrounding Rocks of Highway Tunnels

LIU Jin-xing

（Chongqing Railway Development New Expressway Co.， Ltd.， Chongqing 400700， China）

【Abstract】In this paper， with the engineering examples， the introduction of smooth blasting technology for drilling and blasting charge in highway tunneling is introduced. Under the same conditions， the tunneling schedule is improved and the construction progress is accelerated. The quality of section excavation is obviously improved， Safety risks， and create considerable economic benefits， the results were significant， very promote the use of value.

【Key words】Highway； Tunnel； Smooth blasting

0 引言

高速公路隧道施工中，目前均采用光面爆破施工技术，该工艺以其成本低廉，施工工艺简单，能减少爆破炸药用量，加快施工进度，取得了良好的爆破效果和经济效益。本文以石黔高速连湖隧道为例，介绍光面爆破在不同围岩条件下技术参数，供同类工程参考。

1 工程简介

石黔高速公路全长83.064公里，桥隧比高达76%，除三义隧道和连湖隧道进口围岩岩性主要为灰白色、灰色灰岩外，其余隧道围岩均以钙质泥（页）岩、粉砂质页岩为主，受不同风化程度影响，分部呈深褐色、深灰色。针对每个隧道不同的围岩岩性、完整程度、节理构造面产状、岩质软弱强度等工程特性，通过开展高速公路双车道隧道光面爆破施工应用，进行技术攻关，使光面爆破施工技术具体应用于工程实践中，以降低工程成本。

首先制定隧道光面爆破技术攻关目标：（1）炮眼利用率大于90%；炮痕保存率大于85%；爆破后围岩面圆顺平整，无欠挖，拱部最大超挖值不超过25cm，边墙平均线性超挖值不超过10cm，且围岩面上无粉碎岩石或明显裂隙。（2）降低工程成本：鉴于常规爆破进尺2.65m（钻眼深3.0m），通过应用水压爆破技术，使隧道单循环进尺不仅要达到2.8m以上，而且降低炸药消耗15﹪以上。

2 光面爆破钻爆设计及施工

2.1 光面爆破技术要点

（1）根据围岩特点，合理选定周边眼的间距和最小抵抗线，控制循环进尺及周边眼钻孔角度。

（2）严格控制周边眼的装药量，尽可能将药量沿眼长均匀分布间断装药，采用导爆索起爆。

（3）采用台架钻孔时严格控制各台之间的孔位间距、角度，尤其是实践摸索出各类炮眼司钻工相对固定，比如左架和右架、上架和下架，发挥工人熟练程度，尽可能避免钻孔精度误差。

（4）为满足装药结构要求，必须采用导爆索来实现空气间隔装药起爆。要安排好起爆顺序，使光面爆破层具有良好的临空面。

（5）孔口堵塞是隧道（洞室）光面爆破的又一技术关键，常规作业中往往忽视。实践表明，从掏槽眼、辅助眼至周边眼，孔口堵塞是光面爆破中充分发挥爆破能量、减少围岩扰动的又一技术关键。孔口堵塞采用自制的“胶泥+沙”的炮泥材料，堵塞长度为20cm左右。

（6）周边眼间距和最小抵抗线是光面爆破的2个重要参数。控制原则是：软岩和层理、节理发育的岩层上，眼距应小而抵抗线适当调大；在坚硬稳定的岩层上，眼距应大些，抵抗线应小些。在同一循环施工时，根据各段落围岩情况可调整最小抵抗线。

（7）对于导爆索和雷管，在使用前需对外观检查，若发现有裂口、折断、发霉、黑斑及变色等，则不宜使用。在切割导爆索是需用锋利刀子切割，禁止锯割、锤砸、折断等。

2.2 隧道开挖台架制作

图1所示为两台阶开挖钻孔台架，开挖台车尺寸及高度综合考虑施工工法、开挖断面、施工机具作业空间、掏槽眼开口间距等因素进行设计。

2.3 钻孔爆破施工设计

（1）鑿岩机具选取

根据现场确定的爆破方案，隧道爆破机具选用YT28型气腿式凿岩机，Φ42mm直径的钻头为“一”字型硬质合金钢，钻杆规格为中空六棱形，钻杆长度分别为1.5m、2.0m、2.5m、3.5m四种规格。

（2）爆破器材选取

1）炸药：采用2号岩石乳化炸药，采用标准药卷φ32mm。

2）雷管：连接件及孔内均采用非电毫秒微差雷管（1～15段），起爆雷管用电雷管。

3）导爆索：周边眼间隔装药，采用导爆索传爆。

4）装药结构：周边眼采用间隔不耦合装药形式，使用导爆索连结各药卷（根据实际情况，周边眼也可非电雷管起爆φ32mm岩石乳化炸药，采用空气间隔装药、堵塞方式）。其它炮孔采用孔底正向起爆。

（3）灰岩地质岩层爆破设计

项目三义隧道、连湖隧道进口围岩以三级、四级灰岩为主，灰色、灰白色，中厚层状，结构面常见白色带状方解石条脉，脉宽小于1cm，经取样试验，岩石天然单轴抗压强度大于30mpa。多呈潮湿状。据此展开爆破设计。

1）炮眼布置。沿开挖台车一架二架采用四排掏心眼布置；压顶炮眼布置两排；辅助眼、周边眼、底板眼各一排。如图2。

图2 灰岩地层隧道光面爆破炮眼布置图

2）参照光面爆破常用参数表结合实际情况确定预裂眼间距为48cm，光面眼间距为80cm，岩石环厚度60cm。起爆顺序为掏槽眼→扩槽眼→掘进眼→内圈眼→周边眼→底板眼。

3）布眼特点：充分利用开挖台架进行布眼。除常规爆破周边眼间距与辅助眼间距为1.25倍外，次排辅助眼与辅助眼间距也控制的比周边眼与辅助眼间距小。保证辅助眼起爆时内侧抵抗线大于外侧抵抗线，起到保护周边眼作用。

4）起爆网路设计

周边眼采用导爆索传爆；其余眼均用非电毫秒1段雷管双发连接，用电雷管引爆。堵塞材料采用炮泥。堵塞质量要求密实，除周边孔堵塞0.3m～0.5m以外，其他装药后余孔全部堵满堵实。

5）下台阶及仰拱开挖炮眼布置图

6）光面爆破现场照片图4

2.4 页岩地质岩层爆破设计

以连湖隧道出口为例，多以四级、三级中风化钙质、粉砂质页岩为主，灰色、深灰色，薄层状构造，裂隙较发育，岩质较软，经取样试验，岩石天然单轴抗压强度35mpa左右。地下水不发育，多呈潮湿状。据此展开爆破设计。

（1）炮眼布置。沿开挖台车一架二架采用四排掏心眼布置；压顶炮眼布置两排；辅助眼、周边眼、底板眼各一排。

表2 各眼位雷管、炸药统计表

（2）周边眼间距取40cm，周边眼距辅助眼排间距30cm，形成光爆结构。起爆顺序为掏槽眼→扩槽眼→掘进眼→内圈眼→底板眼→辅助眼→周边眼。

（3）上台阶光面爆破采用毫秒延时雷管顺序起爆：选用单数段位，1-13段。掏槽眼使用1、3、5、7、9段，底板眼使用9段，顶层内圈眼使用9段，底板眼使用9段，周边眼使用13段，其余辅助眼使用11段。起爆网络采用“一把握”式复合网络，电雷管引爆。

（4）光面爆破现场照片

3 光面爆破技术实际经济效益

（1）采用光面爆破施工，能有效控制超欠挖，减少后期支护量。连湖隧道右洞光爆实施后，炮眼残存率达到90%—95%，基本杜绝了隧道超欠挖現象，大大降低了施工成本，经实际测试，所取得经济效益如表1、表2，经济效益显著。

（2）光面爆破后基本杜绝了由于爆破不到位二次补炮的现象，循环作业时间大大减少，加快了施工进度。

（3）光面爆破同普通爆破相比，使得围岩应力分布均匀，对围岩扰动小，有利于围岩稳定，可有效减少应力集中引起的塌方，减少落石，安全效益明显。

4 结论及建议

在连湖隧道工程实例中，成功采用了光面爆破技术，提高了光面爆破质量，避免了常规爆破光爆面凹凸不平的现象；提高了炸药能量利用率；提高了施工效率，加快施工进度；降低了工程成本，提高了经济效益。

【参考文献】

[1]顾毅成，史雅语，金骥良.工程爆破安全[M].合肥：中国科学技术大学出版社，2009.

[2]李夕兵.凿岩爆破工程.中南大学出版社，2011.

[3]JTG/T F60-2009公路隧道施工技术细则.

[4]何广沂著.工程爆破新技术，中国铁道出版社，北京：2000.