節(jié)能環(huán)保水壓爆破在隧道施工中的應(yīng)用分析

葉俊杰，劉鵬英

（中交隧道工程局有限公司南京分公司，南京210001）

1 工程概況

新建某鐵路浙江段站前工程ZQ-3標(biāo)北起松陽縣大東壩鎮(zhèn)五部村，南至龍泉市蘭巨鄉(xiāng)大汪村，起訖里程為DK110+375～DK159+795，線路長度47.825 km。其中，隧道工程長36.985 km，占標(biāo)段線路總長度的77.34%。

2 施工現(xiàn)狀

某項(xiàng)目針對(duì)在建葉山隧道進(jìn)口工點(diǎn)進(jìn)行超欠挖數(shù)據(jù)匯總，每循環(huán)按1個(gè)斷面計(jì)算，每個(gè)斷面取16個(gè)點(diǎn)，其中，拱部5個(gè)點(diǎn)、邊墻8個(gè)、仰拱3個(gè)點(diǎn)，進(jìn)行記錄，取10個(gè)斷面。統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下：檢查拱部50個(gè)點(diǎn)位，不合格的15個(gè)，不合格率30%，占不合格總數(shù)的22.4%；邊墻80個(gè)點(diǎn)位，不合格的46個(gè)，不合格率57.5%，占不合格總數(shù)68.7%；仰拱30個(gè)點(diǎn)位，不合格的6個(gè)，不合格率20%，占不合格總數(shù)8.9%。

總結(jié)已施工的葉山隧道入口處超欠挖平局值的總匯，并對(duì)每個(gè)循環(huán)進(jìn)行計(jì)算，收集每次超挖和欠挖的數(shù)據(jù)，對(duì)于欠挖部分，要采取先補(bǔ)爆再統(tǒng)計(jì)超挖數(shù)據(jù)的方式，取10個(gè)斷面進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如下：拱部最大欠挖位17 cm，平均5.3 cm，補(bǔ)炮炸藥用量平均為0.16 kg；最大超挖25 cm，平均14.6 cm；邊墻最大欠挖30 cm，平均12.4 cm，補(bǔ)炮炸藥用量平均為0.42 kg；最大超挖53 cm，平均36.3 cm；仰拱最大欠挖16 cm，平均4.8 cm；補(bǔ)炮炸藥用量平均0.16 kg；最大超挖17 cm，平均8.9 cm；半眼殘痕保留率平均為43.7%。

由以上數(shù)據(jù)可以看出，拱部、邊墻及仰拱合格率均較低，其中邊墻合格率最低，超挖值均較大，均要引起重視，作為本次活動(dòng)攻克的對(duì)象。欠挖方面出現(xiàn)情況較少，為保證開挖能順利進(jìn)行，減少補(bǔ)炮情況發(fā)生，也必須引起重視。隧道光爆效果不好引起的超欠挖現(xiàn)象是影響到項(xiàng)目的施工成本的，如果能在提高光面爆破的效果的基礎(chǔ)上控制住超欠挖的現(xiàn)象，可以有效降低項(xiàng)目的成本和損耗。

3 采用節(jié)能環(huán)保水壓爆破目的

采用節(jié)能環(huán)保水壓爆破目的在于：（1）通過節(jié)能環(huán)保水壓爆破提高隧道光面爆破質(zhì)量，減少超欠挖，提高炸藥能量利用率、施工效益、經(jīng)濟(jì)效益、保護(hù)施工人員身體健康；（2）降低工程成本。通過水壓爆破提高每循環(huán)進(jìn)尺，提高炸藥能量利用率，能有效降低工程成本，提高隧道施工質(zhì)量，加快施工進(jìn)度。

4 該工藝可行性分析

該工藝的可行性分析具體為：（1）節(jié)能環(huán)保水壓光面爆破技術(shù)經(jīng)過十多年的不斷研究與發(fā)展，技術(shù)已經(jīng)趨近成熟，可以很好地應(yīng)用到鐵路隧道工程；（2）施工人員長期從事隧道施工的項(xiàng)目，本身具有一定的學(xué)習(xí)能力，實(shí)踐的能力以及常年累積的經(jīng)驗(yàn)；（3）隧道“水袋封口機(jī)”“炮泥機(jī)”的成功研制，從根本上保證了節(jié)能環(huán)保水壓光面爆破的施工工藝，為規(guī)范操作提供了設(shè)備保障。

5 節(jié)能環(huán)保水壓爆破的應(yīng)用及過程

5.1 原因分析要因確定

對(duì)我方項(xiàng)目存在的問題進(jìn)行了分析、論證，用因果分析圖確定了導(dǎo)致光爆質(zhì)量低和隧道超欠挖的諸多原因，并進(jìn)行分析比對(duì)，總結(jié)出造成這些問題的6個(gè)要因，詳見表1。

表1 要因驗(yàn)證表

5.2 實(shí)施過程

針對(duì)上表中的各種要因，項(xiàng)目部領(lǐng)導(dǎo)了深入現(xiàn)場一線，采取了多種針對(duì)措施，由項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)多次到葉山隧道進(jìn)口工區(qū)對(duì)開挖班進(jìn)行技術(shù)交底及教育培訓(xùn)。通過理論與實(shí)例相結(jié)合的方式，根據(jù)現(xiàn)場情況制定了《隧道超欠挖考核管理辦法》，每半月對(duì)隧道進(jìn)行光爆考核，激發(fā)了作業(yè)人員的積極性。同時(shí)項(xiàng)目邀請(qǐng)到了著名爆破專家何廣沂教授進(jìn)行講解《隧道水壓爆破技術(shù)》。通過專家授課，實(shí)現(xiàn)了既定目標(biāo)。項(xiàng)目部領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)人員深入一線，針對(duì)過程中發(fā)現(xiàn)的問題每天進(jìn)行匯總研究，解決遇到的實(shí)際問題，對(duì)關(guān)鍵工序進(jìn)行盯控。

5.3 效果檢查

對(duì)策實(shí)施后，該項(xiàng)目再次進(jìn)行超欠挖數(shù)據(jù)匯總，每開挖循環(huán)按一個(gè)斷面計(jì)算，每個(gè)斷面取16個(gè)點(diǎn)，其中，拱部5個(gè)點(diǎn)、邊墻8個(gè)、仰拱3個(gè)點(diǎn)，進(jìn)行記錄，取10個(gè)斷面統(tǒng)計(jì)結(jié)，結(jié)果如下：檢查拱部50個(gè)點(diǎn)位，不合格的9個(gè)，不合格率18%，占不合格總數(shù)26.5%；邊墻80個(gè)點(diǎn)位，不合格的22個(gè)，不合格率27.5%，占不合格總數(shù)64.7%；仰拱30個(gè)點(diǎn)位，不合格的3個(gè)，不合格率10%，占不合格總數(shù)8.8%。

實(shí)施新對(duì)策后隧道所收集超欠挖數(shù)據(jù)如下：拱部最大欠挖位9 cm，平均3.3 cm，補(bǔ)炮炸藥用量平均為0.09 kg；最大超挖10 cm，平均6.9 cm；邊墻最大欠挖12 cm，平均6 cm，補(bǔ)炮炸藥用量平均為0.23 kg；最大超挖22 cm，平均14.6 cm；仰拱最大欠挖8 cm，平均2.7 cm；補(bǔ)炮炸藥用量平均0.07 kg；最大超挖9 cm，平均4.6 cm；半眼殘痕保留率平均為72%。

從上列數(shù)據(jù)可以看出，采取對(duì)策后，隧道水壓爆破中超欠挖現(xiàn)象明顯降低，拱部開挖不合格率由原來的30%降低到了18%，邊墻由原來的57.5%降低到了27.5%，仰拱由原來的20%降到了10%，欠挖情況基本上得到控制。平均超挖值明顯減小，半眼殘痕保留率顯著提高。

實(shí)施節(jié)能環(huán)保水壓光面爆破，周邊眼采用新的裝藥結(jié)構(gòu)，使隧道超欠挖量達(dá)到了既定目標(biāo)，取得了巨大成功，大大降低了施工成本，同時(shí)強(qiáng)化了降塵效果，在保證作業(yè)人員身體健康的同時(shí)提高了施工效率，加快了施工進(jìn)度。

6 結(jié)語

通過以上分析，節(jié)能環(huán)保水壓爆破在隧道施工中能夠改善隧道開挖的超欠挖控制和有效的降塵效果，隧道超欠挖也直接影響下步工序施工質(zhì)量，能夠在提高工程質(zhì)量同時(shí)節(jié)約成本，還能有效改善隧道內(nèi)施工環(huán)境，有利于作業(yè)人員職業(yè)健康安全，并且投入成本不高，步驟簡單，對(duì)今后隧道施工有積極的影響。