高速公路山嶺隧道光面爆破設(shè)計與施工

趙 旭

（中鐵四局第一工程有限公司，安徽 合肥 230000）

目前在高速公路的山嶺隧道施工中廣泛采用了新奧法施工技術(shù)，而光面爆破的設(shè)計施工是應(yīng)用新奧法進(jìn)行施工建設(shè)中的核心環(huán)節(jié)之一。因此工程設(shè)計人員應(yīng)合理選擇爆破斷面，并通過對爆破參數(shù)的準(zhǔn)確計算來控制炮孔直徑以及裝藥量等參數(shù)，以保證爆破作業(yè)的安全。在此基礎(chǔ)上要盡量減少對隧道圍巖結(jié)構(gòu)的擾動，為后續(xù)的支護作業(yè)創(chuàng)造有利條件。施工單位還應(yīng)加強對施工過程的質(zhì)量控制，保證開挖面的平整規(guī)則，避免圍巖壁上有爆破裂縫存在。此外還要采取有效的控制措施，防止出現(xiàn)超欠挖等問題，從而全面提高高速公路山嶺隧道施工的質(zhì)量安全，推動我國高速公路事業(yè)的健康發(fā)展。

1 某高速公路山嶺隧道工程基本概況

某高速公路山嶺隧道工程全長約為1 426 m，其隧道內(nèi)主要包括III、IV以及V級圍巖，其中III圍巖的總長度達(dá)到了1 030 m左右，且其主要為單一的灰?guī)r結(jié)構(gòu)，具備采用光面爆破作業(yè)的條件，因此決定通過光面爆破技術(shù)來進(jìn)行III級圍巖部分的施工建設(shè)。

2 高速公路山嶺隧道光面爆破設(shè)計

2.1 合理確定炮孔直徑

工程設(shè)計人員在選擇光面爆破的炮孔直徑參數(shù)時應(yīng)充分了解施工現(xiàn)場所使用的鑿巖設(shè)備特點，防止在鉆孔作業(yè)時需要對鉆頭進(jìn)行更換。同時設(shè)計人員還要準(zhǔn)確掌握施工中所使用炸藥的型號以及爆破效果，并結(jié)合圍巖的延性特點來按照高速公路隧道的相關(guān)技術(shù)規(guī)范來確定不耦合系數(shù)，以提高參數(shù)選擇計算的準(zhǔn)確性[1]。在該隧道工程的施工中，根據(jù)鑿巖機的型號、炸藥類型以及藥卷直徑等參數(shù)，將炮孔直徑確定為42 mm左右。

2.2 合理確定炮眼間距

設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)光面爆破技術(shù)規(guī)范以及隧道圍巖結(jié)構(gòu)特點，合理確定炮孔與其周邊炮眼之間的距離。在本次施工中，由于隧道圍巖主要屬于硬質(zhì)巖，因此將間距設(shè)定為55 mm左右。

2.3 合理設(shè)計裝藥量

在設(shè)計光面爆破的裝藥量時，設(shè)計人員應(yīng)首先掌握隧道在單位面積上的實際耗藥情況，并結(jié)合一次爆破時多產(chǎn)生的開挖量來對總藥量進(jìn)行計算，然后按照不同炮眼的具體用途來分配藥量。在藥量分配設(shè)計中，由于隧道工程角隅位置通常會堆積大量石渣且很少有自由面存在，因此設(shè)計人員應(yīng)將所用藥量適當(dāng)增加，并根據(jù)單卷藥量的倍數(shù)采取取整分配的方式來進(jìn)行設(shè)計[2]。

2.4 合理選擇裝藥結(jié)構(gòu)

工程設(shè)計人員要充分考慮施工現(xiàn)場的實際情況以及施工成本等因素，合理選擇裝藥結(jié)構(gòu)。在本工程中根據(jù)施工現(xiàn)場的實際條件，選擇空氣柱間隔方式來進(jìn)行周邊眼的裝藥作業(yè)。

2.5 合理布設(shè)炮眼

在布設(shè)炮眼時，設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)炮眼用途的不同來進(jìn)行合理設(shè)置。在設(shè)計掏槽眼時，由于在該工程的光面爆破中選擇了直眼中空掏槽方式，因此設(shè)計人員應(yīng)選擇隧道工程中線偏下處來設(shè)置掏槽眼，從而為提高掏槽鉆孔作業(yè)的準(zhǔn)確性創(chuàng)造有利條件。在設(shè)置周邊眼時，設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)周邊眼間距參數(shù)在開挖輪廓線上進(jìn)行眼位設(shè)置，同時應(yīng)合理設(shè)計其外插角以及水平度[3]。從而確保光面爆破效果能夠達(dá)到施工要求，并防止在后續(xù)的施工中出現(xiàn)超挖的問題。在設(shè)計輔助眼時，設(shè)計人員應(yīng)綜合分析圍巖結(jié)構(gòu)的強度、完整度以及裝運能力等各項參數(shù)來進(jìn)行設(shè)置，一般應(yīng)根據(jù)巖石的堅固程度將炮孔間距控制在0.7～1.2 mm之間。在設(shè)計底板眼時，擇機人員應(yīng)按照開挖輪廓線來設(shè)置底板眼位置，同時應(yīng)將裝藥量適當(dāng)加大，以提高其翻渣效果，為后續(xù)的裝渣施工創(chuàng)造便利條件。

3 高速公路山嶺隧道光面爆破施工要點分析

3.1 光面爆破施工要求

在高速公路山嶺隧道工程的光面爆破施工中，四桿單位應(yīng)嚴(yán)格遵守新奧法的施工要求以及光面爆破的設(shè)計參數(shù)，根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況將雷管段別適當(dāng)增多，這樣可以有效控制一次爆破的裝藥量，實現(xiàn)非電的可控性爆破作業(yè)。施工單位在鉆孔作業(yè)時應(yīng)首先進(jìn)行開挖輪廓線、中線和腰線的測放，以確保鉆進(jìn)作業(yè)的準(zhǔn)確性。在鉆進(jìn)周邊眼時，應(yīng)將開孔位置控制在作業(yè)斷面的輪廓線上，并嚴(yán)格按照施工要求來確定孔位深度、角度以及方向。對于未達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的鉆孔必須采取廢孔重鉆措施，以確保掏槽眼以及周邊眼位的誤差值被控制在允許的范圍內(nèi)。在周邊眼以及輔助眼的施工中，應(yīng)確保其眼底位于同一垂直面內(nèi)，且掏槽眼的深度應(yīng)略深10～20 cm左右，所有炮孔位置必須與光面爆破設(shè)計平面圖相一致。在完成鉆進(jìn)成孔作業(yè)后，施工人員可以利用高壓風(fēng)來進(jìn)行清孔作業(yè)，然后要認(rèn)真檢測鉆孔的質(zhì)量，并要詳細(xì)記錄檢測結(jié)果。在裝藥作業(yè)時應(yīng)由專業(yè)技術(shù)人員嚴(yán)格按照設(shè)計裝藥量來進(jìn)行裝填，并要確保裝藥的準(zhǔn)確性。堵塞炮孔時可以使用膠泥，且要確保堵塞的密封性，不得在未堵孔的情況下進(jìn)行起爆。在聯(lián)結(jié)導(dǎo)爆管時可以選擇雙起爆管路的設(shè)置方式，以保證起爆的成功率，并要嚴(yán)格檢測引爆線路是否聯(lián)結(jié)可靠。在起爆作業(yè)錢應(yīng)有專業(yè)技術(shù)人員詳細(xì)復(fù)核裝藥堵孔以及導(dǎo)管連線的施工質(zhì)量，檢測合格后才能進(jìn)行起爆。在光面爆破施工中，施工單位必須加強安全管理和質(zhì)量監(jiān)督，以保證施工的質(zhì)量和安全性。完成起爆作業(yè)后，還應(yīng)對起爆效果進(jìn)行記錄分析，從而為優(yōu)化爆破設(shè)計提供參考數(shù)據(jù)。此外在開挖施工中要避免破壞隧道工程支護結(jié)構(gòu)以及混凝土襯砌的完整性，并要及時對欠挖部分進(jìn)行處理。

3.2 防止超欠挖的有效措施

在光面爆破施工過程中，施工單位要采取有效的質(zhì)量控制措施，確保開挖面上的炮孔痕跡分布均勻，且隧道圍巖上周邊眼的保存痕跡率均符合施工要求。同時在爆破完成后應(yīng)基本無大型浮石或者危石存在。為了防止在施工中出現(xiàn)超欠挖情況，施工單位應(yīng)準(zhǔn)確測放輪廓線，以保證開挖的精度。同時施工單位要充分了解施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件，合理設(shè)計光面爆破參數(shù)，以防止出現(xiàn)超挖問題，確保施工的安全。在光面爆破的設(shè)計施工中應(yīng)盡量選擇爆力高，且猛度、爆速以及密度相對較低的炸藥型號，并合理確定雷管段位數(shù)量，準(zhǔn)確控制周邊眼間距，盡可能避免出現(xiàn)超欠挖的現(xiàn)象。此外，在鉆進(jìn)成孔過程中要提高測放的準(zhǔn)確性，并要對裝藥量進(jìn)行精確的控制。施工單位應(yīng)建立完善的質(zhì)量監(jiān)督管理機制，對施工中各工序環(huán)節(jié)的質(zhì)量加強管理監(jiān)督，以確保施工質(zhì)量能夠達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，防止超欠挖問題的產(chǎn)生。

4 結(jié)語

在高速公路山嶺隧道施工過程中，施工單位應(yīng)指派專業(yè)工程設(shè)計人員進(jìn)行光面爆破設(shè)計，嚴(yán)格遵守光面爆破的設(shè)計規(guī)范，合理確定各項設(shè)計參數(shù)，提高炮孔選擇以及裝藥量設(shè)計的精確性和科學(xué)性，在保證施工安全的基礎(chǔ)上既要保證爆破效果能夠達(dá)到施工要求，又要盡量減少對圍巖結(jié)構(gòu)的影響，以便于支護開挖作業(yè)的順利實施。在施工過程中，施工單位要按照施工要求對各個工序環(huán)節(jié)加強質(zhì)量控制，提高施工的質(zhì)量和效率，同時要采取有效的控制措施避免出現(xiàn)超欠挖等問題，從而為高速公路工程的整體施工質(zhì)量提供可靠的保證。