公路隧道多變圍巖爆破施工

杜博文

（中鐵六局集團(tuán)有限公司長沙路橋分公司，湖南 長沙 410000）

1 公路隧道施工中光面爆破技術(shù)的應(yīng)用

1.1 工程概述

該項(xiàng)目主要位于泮水鎮(zhèn)稻場壩，處于遵義市播州區(qū)和畢節(jié)市金沙縣的交界地帶，該位置的西面主要與杭瑞高速、金沙至黔西高速相交，其形狀為十字樞紐。既有的泮水西互通為樞紐加落地互通，利用原有互通部分匝道改造為十字樞紐互通，此次改造使得該項(xiàng)目與杭瑞高速相交，與金沙至黔西高速順接、經(jīng)五馬、壇廠、仁懷東、中元、茅臺機(jī)場、學(xué)孔、花秋、高橋、終于官倉鎮(zhèn)板梨槽附近與規(guī)劃桐梓至新蒲高速公路順接，并設(shè)聯(lián)絡(luò)線于桐梓甫家灣與蘭海高速公路形成T 型樞紐互通。路線全長106.055km，分別為播州區(qū)14.8km、仁懷市56.76km、桐梓縣34.495km。

1.2 爆破方案設(shè)計(jì)

1.2.1 爆破方案基本參數(shù)的選取

對于作業(yè)人員來講，不論是在選擇炮眼間距時(shí)，還是在選擇最小抵抗線時(shí)，都需要結(jié)合施工現(xiàn)場圍巖的實(shí)際特點(diǎn)，在進(jìn)行輔助炮眼設(shè)置時(shí)，一定要講究其均勻性，這樣才能保證周邊眼與輔助眼的一致性，采用楔形掏槽方式對炮眼進(jìn)行10cm 的加深處理[1]；此外，還需要對炮眼的裝藥量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，通過間隔裝藥的方式，確保藥量與炮眼全長分布的均勻性。

1.2.2 爆破器材的選用

結(jié)合以往爆破項(xiàng)目中所使用到的器材情況，作業(yè)人員對此次所要選用的爆破材料進(jìn)行選擇，根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求和環(huán)境狀況，決定采用鉆爆開挖法，新奧法開挖施工，掏槽方式選用復(fù)式楔形掏槽，周邊采用控制爆破?？變?nèi)毫秒延期爆破。就V 級圍巖的爆破施工來講，通常都會(huì)采用機(jī)械配合環(huán)形預(yù)留核心土開挖法及淺孔松動(dòng)爆破法進(jìn)行爆破施工；對于Ⅳ圍巖來講通常都會(huì)采用臺階開挖法；Ⅲ級圍巖地段一般會(huì)采用全段面開挖的方法，對于圍巖穩(wěn)定性良好的地段，周邊采用光面爆破。

1.2.3 Ⅴ級圍巖爆破參數(shù)設(shè)計(jì)

（1）炮孔直徑 d，d=40mm，選用 2# 巖石乳化炸藥（φ32mm）。

（2）循環(huán)進(jìn)尺L：根據(jù)圍巖情況和施工要求選定，選取L=0.6m。

（3）炮孔深度：L深=L/η=0.6÷0.85=0.71m，取 L深=0.7m（η 為炮孔利用率，一般取 0.8～0.95）。

2 爆破施工操作要點(diǎn)

2.1 放線布眼

爆破技術(shù)人員在進(jìn)行鉆眼施工環(huán)節(jié)以前，首先要借助全站儀這一設(shè)備將隧道的中心線和隧道拱頂?shù)膶?shí)際高度精準(zhǔn)的測量出來；然后使用紅色的油漆描畫出大致的開挖輪廓，最后，明確炮眼的實(shí)際位置[2]。當(dāng)然，測量放線環(huán)節(jié)，作業(yè)人員還需要對上次爆破的斷面情況進(jìn)行全面的檢查，其主要目的就是確保此次爆破參數(shù)的精準(zhǔn)性和爆破效果的最佳性。

2.2 爆破器材選擇

本工程在選擇炸藥的過程中，首先是結(jié)合工程的實(shí)際地質(zhì)情況、施工環(huán)境以及水文條件等選擇具有良好防水效果的乳化炸藥，其基本的炸藥性能，炸藥孔徑和長度分別為40mm、400mm；另外，為了不讓此次工程中前后段的震動(dòng)波出現(xiàn)相互疊加的現(xiàn)象，就需要將每次起爆的時(shí)間間距進(jìn)行適當(dāng)?shù)难娱L，并的結(jié)合實(shí)際的爆破效果來調(diào)整雷管時(shí)差，這樣才能從根本上起到降震或者最大起爆量的效果。

2.3 鉆眼要求

施工人員在進(jìn)行鉆孔操作時(shí)一定要確保鉆孔施工中的“準(zhǔn)、平、直、齊”，四個(gè)要素應(yīng)滿足以下要求；①掏槽眼及輔助眼：槽眼的深度及角度必須要嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)要求，眼口及眼底之間的誤差必須要控制在5cm 以內(nèi)。②周邊眼的設(shè)置位置主要位于爆破斷面的輪廓線上，其允許誤差必須在5cm 以內(nèi)；而眼底與斷面輪廓之間的問題需要保持在10cm 以內(nèi)；在確保斜率相同的前提下，內(nèi)圈眼與周邊眼的距離需要控制在5cm 以內(nèi)。在對鉆眼裝藥率進(jìn)行調(diào)整時(shí)，其最終的裝藥量也要根據(jù)炮眼的實(shí)際深度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

2.4 炮眼布置要求

炮眼的布置前提就是要先進(jìn)行掏槽眼的布置，槽眼位置需與巖層層理保持垂直狀態(tài)，確保掏槽眼的深度要比其他眼高出20cm 左右。而周邊眼的設(shè)置必須保證是在開挖輪廓線上完成的，當(dāng)巖層較硬時(shí)，周邊眼需要被設(shè)計(jì)在斷面輪廓線上；在較軟的巖層中施工時(shí)，還需確保周邊眼的眼口在輪廓線以內(nèi)，而眼底是在輪廓線上的，其布置原則必須要按照上稀下密，中部均勻分布的原則設(shè)置。

2.5 清孔及成孔檢查

當(dāng)作業(yè)人員完成相應(yīng)的鉆眼施工之后，還需要對其成孔現(xiàn)象進(jìn)行嚴(yán)格的檢查。炮眼檢查的標(biāo)準(zhǔn)為“準(zhǔn)、直、平、齊”，對于最終的檢查結(jié)果來講，一定要做到詳細(xì)且嚴(yán)格的記錄，及時(shí)發(fā)現(xiàn)未能滿足標(biāo)準(zhǔn)的炮眼，必須要重新鉆孔，直至符合檢查要求后才能進(jìn)行裝藥，當(dāng)然，在裝藥之前的必須確保炮眼的整潔度，不可有泥漿或者石屑的存在。

2.6 裝藥

裝藥環(huán)節(jié)的進(jìn)行必須是在符合設(shè)計(jì)圖紙的前提下進(jìn)行的，其裝藥過程必須要按照分組、分片、自上而下的原則。由于，掏槽眼、底眼以及周邊眼的裝藥形式不同，其中掏槽眼和底眼需要連續(xù)裝藥，周邊眼需要間隔不耦合裝藥，然后在使用炮泥對其炮孔進(jìn)行封堵；雷管的放入必須要按照對號入座的形式進(jìn)行。對于炮孔而言，確保炮泥對其的封堵性，周邊眼與其他眼的堵塞長度需要控制在20cm 和35cm 以上，炮孔裝藥需要全部采用反向裝藥結(jié)構(gòu)。

2.7 爆破

當(dāng)完成炸藥的安裝之后，就可以進(jìn)入搭配爆破環(huán)節(jié)，在此次爆破施工中運(yùn)用的是導(dǎo)爆管，并按照網(wǎng)絡(luò)的方式實(shí)施控制；另外，在進(jìn)行引爆施工時(shí)，要確保導(dǎo)爆管不能出現(xiàn)類似于打結(jié)、破漏或者拉絲的現(xiàn)象，在爆破施工一小時(shí)之內(nèi)，專業(yè)爆破人員還對其施工現(xiàn)場進(jìn)行及時(shí)通風(fēng)處理。

2.8 處理盲炮

（1）當(dāng)結(jié)束爆破施工1h 之后，專業(yè)爆破人員就需要及時(shí)檢查盲炮，一旦發(fā)現(xiàn)有未能及時(shí)引爆的盲炮，須由專業(yè)人員再次進(jìn)行引爆，相關(guān)人員必須要對警戒范圍進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄U(kuò)大，當(dāng)盲炮處于不可再次引爆的狀態(tài)，作業(yè)人員就需要利用高壓風(fēng)對其進(jìn)行全面清理，然后將炸藥和雷管等清理到警戒范圍之外。

（2）對于盲炮的處理，不可使用木棍振搗起爆筒，在明確警戒范圍的同時(shí)，在明確警戒范圍的同時(shí)，還需要將相關(guān)的警示標(biāo)志設(shè)置在警戒線位置，并且還需要確保所有的人員遠(yuǎn)離警戒區(qū)，直有在保證足夠安全的前提下，才能將警戒信號接觸掉。

3 提升公路隧道工程質(zhì)量的技術(shù)措施

3.1 爆破施工質(zhì)量保證措施

首先，施工全過程嚴(yán)把“三關(guān)”。一是嚴(yán)把設(shè)計(jì)審核關(guān)；二是嚴(yán)把爆破作業(yè)關(guān)；三是嚴(yán)把爆后總結(jié)關(guān)。成立由爆破技術(shù)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)、其他相關(guān)人員包括技術(shù)人員、爆破員、鉆機(jī)工、測量工、輔助工等組成的質(zhì)量保證機(jī)構(gòu)，切實(shí)抓好爆破施工全過程質(zhì)量控制。其次，還需要貫徹落實(shí)預(yù)防為主，查驗(yàn)結(jié)合的施工方針，對于炸藥以及雷管等器具的購買、接受以及檢驗(yàn)工作要全面的落實(shí)到位，堅(jiān)決不允許有不合格的爆破材料出現(xiàn)在爆破施工中，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)組織施工、檢查、驗(yàn)收，結(jié)合實(shí)際的監(jiān)測結(jié)果來實(shí)現(xiàn)爆破參數(shù)的調(diào)整和優(yōu)化[3]。最后，需要注重工作質(zhì)量的提升。要將工作質(zhì)量與實(shí)際分配相掛鉤，結(jié)合工程項(xiàng)目實(shí)際的建設(shè)情況，制定完善的驕獎(jiǎng)罰制度，以確保創(chuàng)優(yōu)工作能夠在完善的獎(jiǎng)勵(lì)制度下得以順利的開展下去。

3.2 各項(xiàng)爆破工序中的質(zhì)量保證措施

測量是確保炮孔精準(zhǔn)施工的根本，其最終的精準(zhǔn)程度直接影響著爆破成效。所以，對于測量資料的復(fù)核必須要由專業(yè)的人士進(jìn)行，以便更好地滿足設(shè)計(jì)需求。注重炮孔參數(shù)的優(yōu)化，對于炮孔的深度、距離以及排距等進(jìn)行合理的調(diào)整，合理利用公司經(jīng)驗(yàn)，確保爆破質(zhì)量的提升。對鉆孔工作進(jìn)行全面的檢查，在裝藥之前必須要對鉆孔的具體位置、深度以及傾斜角的設(shè)計(jì)進(jìn)行全面的檢查，確保孔內(nèi)是清潔干燥的，即使發(fā)現(xiàn)有積水的存在，也要確定積水的深度，一旦在檢查的過程中發(fā)現(xiàn)鉆孔的具體位置及深度與實(shí)際的設(shè)計(jì)需求不匹配，就必須要在第一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行透孔和補(bǔ)孔處理[4]。在進(jìn)行裝藥及堵塞處理時(shí)，首先要對每個(gè)孔內(nèi)時(shí)間的裝藥量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，裝藥的具體數(shù)量以及炮孔實(shí)際的堵塞長度都需要有專業(yè)的人員進(jìn)行清點(diǎn)和記錄，堅(jiān)決不允許出現(xiàn)不堵塞就進(jìn)行爆破的現(xiàn)象。在進(jìn)行爆破網(wǎng)絡(luò)敷設(shè)與起爆時(shí)，首先，要對所使用的爆破材料和設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，確保網(wǎng)絡(luò)敷設(shè)能夠滿足實(shí)際的設(shè)計(jì)需求，網(wǎng)絡(luò)連接、綁扎、保護(hù)、起爆站設(shè)立、警戒、起爆等嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求和規(guī)程執(zhí)行；敷設(shè)質(zhì)量不到位或錯(cuò)誤，極有可能產(chǎn)生拒爆或發(fā)生事故。

3.3 爆破施工安全管理制度

3.3.1 爆破施工安全管理

就爆破項(xiàng)目而言，必須要使用較大量的爆破物品，并且這些物品還具有較為繁雜的領(lǐng)用及退庫流程，必須要嚴(yán)格控制，一旦某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，那么就很會(huì)容易出現(xiàn)盜竊和丟失現(xiàn)象的出現(xiàn)，這一現(xiàn)象將會(huì)對社會(huì)治安造成極大的威脅，所以，相關(guān)人員必須要加大對爆破物品的管理：其具體管理措施可以按照如下進(jìn)行：①在往每個(gè)工區(qū)運(yùn)進(jìn)爆破物品時(shí)，必須要有專業(yè)的運(yùn)輸人員和運(yùn)輸車輛，對爆破物品的驗(yàn)收和堆放要進(jìn)行嚴(yán)格要求。②嚴(yán)禁在堆放爆破物品的周圍堆放或者燃放煙火，不允許進(jìn)行焊接作業(yè)。③爆破人員還需要負(fù)責(zé)爆破器材的監(jiān)管工作，在進(jìn)行爆破施工之前，還需要進(jìn)行爆破實(shí)驗(yàn)，結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果，合理調(diào)整和確定爆破參數(shù)及實(shí)際的裝藥數(shù)量。④還需要對施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件進(jìn)行全面的了解，對夾層情況、溶洞情況以及裂縫和皺層發(fā)育情況進(jìn)行詳細(xì)的了解，明確抵抗線的實(shí)際走向，尤其是最小抵抗線。⑤在進(jìn)行爆破施工時(shí)，一定要有專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行操作，結(jié)合爆破設(shè)計(jì)方案，對爆破人員進(jìn)行相關(guān)技術(shù)方面的培訓(xùn)，對培訓(xùn)內(nèi)容進(jìn)行有效考核，并發(fā)放上崗證書，這樣才能正式上崗。對于爆破材料及設(shè)備的采購工作來講，必須要嚴(yán)格按照相應(yīng)的采購程序和管理程序，對其所要購買的器材性能進(jìn)行有效測試，一旦發(fā)現(xiàn)有不合格器材的存在，必須要進(jìn)行淘汰處理。⑥有爆破施工項(xiàng)目需要涉及較多的施工單位，所以，對于爆破時(shí)間要進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)和規(guī)定，并上報(bào)公安機(jī)關(guān)，得到該單位允許，爆破時(shí)間一旦確定，是不可以隨便更改的。再加上，爆破項(xiàng)目的施工環(huán)境比較復(fù)雜，對此，爆破人員必須要對所要使用的爆破設(shè)備及相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行全面的保護(hù)，當(dāng)然，防護(hù)措施可以通過覆蓋的形式進(jìn)行。⑦對爆破警戒線的范圍進(jìn)行合理的設(shè)置，其設(shè)計(jì)因素可以結(jié)合以下3 個(gè)方面，如爆破項(xiàng)目的實(shí)際規(guī)模、最小抵抗線的大小以及臨空面的方向等。在爆破過程中勢必會(huì)產(chǎn)生飛石，因此，技術(shù)人員要合理預(yù)測出飛石的飛出距離，合理控制相鄰項(xiàng)目的停工時(shí)間。對于參與爆破項(xiàng)目的施工人員來講，必須要在爆破現(xiàn)場佩戴相應(yīng)的安全帽，合理掌握裝藥數(shù)量、堵塞長度以及起爆網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，確保以上操作與前期設(shè)計(jì)相匹配。⑧在完成相應(yīng)的爆破施工之后，專業(yè)技術(shù)人員需要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)入到爆破現(xiàn)場，并對其進(jìn)行爆破情況進(jìn)行全面的檢查，對是否存在啞炮進(jìn)行全面的檢查，合理處理危石、危坡等現(xiàn)象的存在，只有確認(rèn)一切環(huán)節(jié)都處于安全狀態(tài)之后，才可以將事先設(shè)置的警械信號解除掉，然后在恢復(fù)到正常的作業(yè)狀態(tài)中來。在進(jìn)行啞炮處理時(shí)，首先，要確保人員的專業(yè)性，處理過程要確保有專業(yè)人員的指導(dǎo)。

3.3.2 爆破作業(yè)人員教育

在進(jìn)行人員教育活動(dòng)時(shí)，必須要嚴(yán)格按照爆破工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，對以下人員進(jìn)行三級安全教育，如新進(jìn)場的作業(yè)人員，為其講解最具針對性的爆破及安全知識。對于具有爆破經(jīng)驗(yàn)的爆破人員來講，也要進(jìn)行安全教育，并且還要講究其定期性及教育形式的多樣性，采用多種教育形式，來提升爆破人員的專業(yè)技能和素養(yǎng)。

3.3.3 爆破現(xiàn)場安全警示

對于爆破項(xiàng)目來講，在施工現(xiàn)場必須要對其進(jìn)行全封閉式的施工管理，在一些關(guān)鍵位置，如進(jìn)場路口和與爆破現(xiàn)場相臨近的且位置比較明顯的位置設(shè)置相應(yīng)的警示牌，并將具體的爆破時(shí)間和爆破危害附帶在警示牌上；此外，在爆破現(xiàn)場還要安置一臺報(bào)警器，在必要的時(shí)候發(fā)揮警示作用。對于爆破現(xiàn)場的施工人員來講，必須要隨身攜帶專業(yè)的警識標(biāo)志，如，視覺警示、聽覺警示等。當(dāng)然，保持人員之間有效溝通的對講機(jī)也是必不可少的，確保現(xiàn)場的施工人員能夠隨時(shí)隨地進(jìn)行相關(guān)情況的交流。

4 結(jié)語

要想確保爆破技術(shù)在隧道工程中得到有效的應(yīng)用，就需要結(jié)合爆破設(shè)計(jì)對工程實(shí)際的爆破參數(shù)及方案及進(jìn)行精準(zhǔn)的確定，同時(shí)結(jié)合科學(xué)的施工程序來完成相應(yīng)工序的施工，只有這樣才能確保光面爆破的質(zhì)量水平和安全水平。該工法不僅在時(shí)間上確保了工期節(jié)點(diǎn)的完成，還能在經(jīng)濟(jì)上節(jié)約成本費(fèi)用的支出，為后續(xù)隧道爆破施工奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。