高速公路隧道掘進(jìn)爆破施工技術(shù)

摘 要：高速公路隧道施工建設(shè)的過程中，由于工程建設(shè)的特殊性，其所面對(duì)的自然地理環(huán)境較為復(fù)雜，所以在施工過程中，各種施工技術(shù)的使用都必須在嚴(yán)格的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)施工，滿足工程建設(shè)的需求，為高速公路隧道安全、牢固、穩(wěn)定施工發(fā)揮重要的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：高速公路；隧道掘進(jìn)；爆破施工

1高速公路隧道施工技術(shù)分析

1.1鉆爆施工技術(shù)。公路工程完成初期勘察、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)以及機(jī)械設(shè)備的準(zhǔn)備后，需按照隧道現(xiàn)場(chǎng)具體狀況，利用鉆爆技術(shù)實(shí)現(xiàn)開挖前期工作。在施工過程中，主要利用硝銨炸藥完成爆破后通過機(jī)器進(jìn)行開挖。因其具有巨大的安全風(fēng)險(xiǎn)，因此，需加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的安全防護(hù)，對(duì)項(xiàng)目具體狀況給予綜合的探討，制定出作為科學(xué)的施工方案，通過專業(yè)人員完成操作，并由安全防護(hù)人員給予全面的監(jiān)督與防護(hù)，最大限度的避免碎石等對(duì)施工人員帶來安全威脅。

1.2混凝土噴射技術(shù)。為了保證隧道的穩(wěn)定性和使用壽命，對(duì)公路隧道施工材料層層把關(guān)，選擇具有耐潮濕、抗壓能力強(qiáng)、環(huán)保的材料作為施工材料。在施工過程中，嚴(yán)格控制噴射混凝土配合比及速凝劑用量，保證混凝土后期強(qiáng)度。在初次噴射混凝土之前，應(yīng)首先對(duì)隧道開挖完成后的基巖表面進(jìn)行排險(xiǎn)清除，對(duì)松動(dòng)不穩(wěn)定的危巖進(jìn)行機(jī)械清除。然后用高壓風(fēng)（水）管來清理基巖表面遺留的淤泥和礫石，避免對(duì)混凝土的附著性產(chǎn)生影響。

1.3隧道明洞施工技術(shù)。高速公路隧道洞口施工過程中，需在拱部設(shè)置自進(jìn)式錨桿，避免開挖時(shí)頂部出現(xiàn)塌落。通常而言，明洞施工大部分采用明挖對(duì)墻體以及拱部完成施工。但對(duì)內(nèi)墻進(jìn)行施工時(shí)需利用暗挖的形式進(jìn)行作業(yè)，同時(shí)利用混凝土對(duì)其完成加固。明洞施工完成后，需及時(shí)插入鋼筋，并利用混凝土完成澆筑。

1.4錨桿施工技術(shù)。由于高速公路隧道施工具有難度大、工藝復(fù)雜、工序眾多等特征，所以，在施工前期需加強(qiáng)模擬施工，并在圖紙上標(biāo)注基礎(chǔ)定位點(diǎn)。在此環(huán)節(jié)，需利用錨桿鉆孔技術(shù)給予實(shí)現(xiàn)。為了更好的確保施工質(zhì)量，在利用錨桿施工時(shí)，需提升清理，避免雜質(zhì)以及污漬等鉆孔帶來影響，產(chǎn)生誤差。

1.5防排水技術(shù)。洞體塌方在高速公路隧道施工當(dāng)中問題尤為嚴(yán)重，究其原因，主要因隧道坐在地質(zhì)繁瑣，山體極易受到周邊水系或地下水等環(huán)境因素的制約，導(dǎo)致其內(nèi)部壁體發(fā)生滲漏，更甚者會(huì)導(dǎo)致塌方問題的發(fā)生。所以，在加強(qiáng)防排水施工技術(shù)的運(yùn)用。在此過程中，需與項(xiàng)目施工設(shè)計(jì)需求以及隧道內(nèi)部構(gòu)造相結(jié)合，完成隧道內(nèi)的防水以及排水建設(shè)，避免其內(nèi)部發(fā)生滲漏等狀況，保證項(xiàng)目整體施工質(zhì)量。

2隧道掘進(jìn)爆破的發(fā)展歷史

掘進(jìn)爆破技術(shù)發(fā)端于十七世紀(jì)初期，當(dāng)時(shí)匈牙利人在進(jìn)行礦山巷道的掘進(jìn)時(shí)，首次采用了黑火藥進(jìn)行爆破施工，此時(shí)的爆破技術(shù)非常落后，施工人員采用手工方式開鑿炮眼，工作進(jìn)度緩慢、效率低下，這種方式延續(xù)了100多年，到了十八世紀(jì)中期，隨著風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)的發(fā)明及大規(guī)模的使用，手工開鑿方式才逐漸被淘汰。在歐洲仙妮絲鐵路隧道修建時(shí)，第一次采用了藥卷方式進(jìn)行爆破，而在修建圣哥達(dá)隧道時(shí)，這種技術(shù)已經(jīng)日趨完善了。到了上世紀(jì)中期，瑞典人發(fā)明了光面爆破技術(shù)，該技術(shù)通過控制不同的炸藥能量，使得爆破后能夠較好的維護(hù)圍巖的完整性，提高圍巖的穩(wěn)定性，減少了超欠挖量。隨后，美國(guó)人對(duì)此技術(shù)進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn)，并形成了隧道緩沖爆破法、隧道預(yù)裂爆破法等一系列先進(jìn)的爆破方法。

3隧道掘進(jìn)微振爆破技術(shù)的應(yīng)用

3.1技術(shù)原理

微振爆破技術(shù)主要是通過通過控制爆破的振動(dòng)來達(dá)到理性爆破狀態(tài)的一種爆破技術(shù)，一般而言，為了降低爆破振動(dòng)對(duì)周邊的破壞，都會(huì)對(duì)炸藥的藥量進(jìn)行控制，但是這僅對(duì)軟弱地質(zhì)段較為有用，而對(duì)于堅(jiān)硬圍巖的爆破效果并不理想。這就需要根據(jù)爆破振動(dòng)波的監(jiān)測(cè)結(jié)果，結(jié)合隧道內(nèi)安全振動(dòng)速度指標(biāo)來綜合設(shè)計(jì)最大裝藥量，這個(gè)過程就是微振爆破技術(shù)的核心內(nèi)容，在采用微振爆破技術(shù)時(shí)，可以通過多種方式降震：（1）炸藥分散安裝：通過加多炮眼數(shù)來實(shí)現(xiàn)分散裝藥，多打眼、少裝藥，有些部位甚至間隔裝藥，減少單點(diǎn)爆炸釋放的能量；（2）截?cái)嗾駝?dòng)波：在某些可能引發(fā)滑坡的低端采用預(yù)裂爆破技術(shù)，將圍巖用預(yù)裂縫與爆破體隔開，這樣做可以階段爆破的振動(dòng)波，起到減震的作用；（3）增加延時(shí)段數(shù)量：利用露天礦減震的逐孔起爆技術(shù)和減震原理，增加爆破雷管的延遲段數(shù)量，這樣可以降低單響最大裝藥量，從而減小爆破振動(dòng)的危害；（4）不耦合裝藥：通過加大炮孔的直徑，可以使炸藥在孔內(nèi)安裝時(shí)處于不耦合結(jié)構(gòu)，當(dāng)炸藥在爆炸時(shí)不直接作用于圍巖上，而是直接作用于孔內(nèi)空氣中，再遞延到巖壁上，這樣就可以有效的減少爆破振動(dòng)波傳遞的能量，起到了減振的目的。

3.2方案設(shè)計(jì)

微振爆破方案設(shè)計(jì)由多個(gè)環(huán)節(jié)組成：（1）計(jì)算最大允許用藥量：該藥量以允許爆破振動(dòng)速度來決定，可以由薩道夫斯基公式來計(jì)算；（2）確定裝藥結(jié)構(gòu)：軟巖可采用導(dǎo)爆索裝藥結(jié)構(gòu)，一般情況下要采用小直徑連續(xù)裝藥或間隔裝藥結(jié)構(gòu)，對(duì)于眼深小于2米的情況，可以采用空氣柱狀裝藥結(jié)構(gòu)，在有瓦斯、煤塵爆炸危險(xiǎn)的地段要采用正向裝藥結(jié)構(gòu)；（3）選定掏槽形式：由于掏槽眼在爆破中形成的振動(dòng)強(qiáng)度要高于其他部位炮眼的振動(dòng)強(qiáng)度，所以要選擇振動(dòng)強(qiáng)度小的楔形掏槽形式；（4）明確循環(huán)進(jìn)尺：循環(huán)進(jìn)尺的具體確定要根據(jù)工程地質(zhì)條件來確定，同時(shí)要控制各段爆破的段用藥量以及一次爆破的總用藥量，這樣才可以達(dá)到減震的目的；（5）底板眼爆破：底板眼爆破一般有兩種爆破方法，即同時(shí)起爆和分段起爆，前者屬于傳統(tǒng)方法，這種做法便于出渣，但是同時(shí)起爆也存在著振動(dòng)強(qiáng)度較大的問題。而采用分段起爆可以避免裝藥量過大，有利于降低振動(dòng)強(qiáng)度，確保隧道圍巖的安全性，所以要根據(jù)工程的實(shí)際情況，確定底板眼爆破方案。

3.3振動(dòng)監(jiān)測(cè)

可以通過振動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行隧道掘進(jìn)爆破振動(dòng)的監(jiān)測(cè)，該設(shè)備由一個(gè)發(fā)射換能器和兩個(gè)接收換能器構(gòu)成，其工作原理是將該設(shè)備置于巖體的鉆孔中心，發(fā)射換能器輻射的聲波，滿足入射角等于第一臨界角的聲線，在巖體孔壁的聲波折射角小將等于90度，即聲波沿著鉆孔孔壁滑行，然后又分別折射回孔中，由兩個(gè)接收換能器分別接收。根據(jù)振動(dòng)檢測(cè)的數(shù)據(jù)，隨著測(cè)量次數(shù)的不斷增加，同一深度爆破后比爆破前的波速小，這說明圍巖的損傷隨著爆破作業(yè)的進(jìn)行在增加，振動(dòng)強(qiáng)度越強(qiáng)損傷越嚴(yán)重，通過振動(dòng)監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)調(diào)整爆破方案，使爆破振動(dòng)始終處于可控范圍之內(nèi)，以保證隧道掘進(jìn)施工的安全。

結(jié)束語

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的高速公路建設(shè)取得了巨大的發(fā)展。隧道工程是高速公路工程中非常重要的一部分，其施工管理工作對(duì)施工質(zhì)量以及施工安全有著直接的影響。在實(shí)際施工過程中，應(yīng)該結(jié)合施工情況完善施工管理，提高施工單位的重視程度，堅(jiān)持安全第一的施工原則，做好施工質(zhì)量的監(jiān)控工作，全面監(jiān)管工程質(zhì)量，保障施工安全。

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作者簡(jiǎn)介：

李金澤 身份證號(hào)：140225198605080070