光面爆破施工技术在京台线建瓯至闽侯高速公路天龙山隧道中的应用

郑一榜

摘 要：在隧道掘进的过程当中，如果使用一般的方法会在一定程度上破坏围岩，对围岩的稳定性造成影响，并产生严重的安全事故。而光面爆破就是能够对爆破的作用范围进行控制，并让围岩保持稳定的一种隧道施工技术。文章在基于光面爆破的原理和现状的基础上，对光面爆破施工技术在京台线建瓯至闽侯高速公路天龙山隧道中的应用进行了分析。

关键词：光面爆破；高速公路；隧道装药；结构

中图分类号：U455.6 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）05-0044-02

随着我国基础建设的发展提速，高速公路隧道的施工变得越来越重要，在隧道掘进的过程中，如果使用一般的方法会在一定程度上破坏围岩，对围岩的稳定性造成影响，并发生严重的安全事故。而光面爆破就是能够对爆破片的作用范围进行控制，并让围岩保持稳定的一种施工技术。

京台线建瓯至闽侯高速公路天龙山隧道为双幅二车道单向行驶高速公路隧道，隧道左幅长约6 500 m，右幅长约6 500 m，合计共约13 000 m。隧道主要为II级围岩和III级围岩，II级围岩占隧道总的长约46.51%，III级围岩约占隧道总长的约四成，其余为IV级和Ⅴ级围岩。在以往的光面爆破施工经验和参考相关资料来看，研究围岩的特性是很有必要的，在本工程中认真分析围岩类别以及岩脉的情况，仔细计算出装药的量、合理的布置炮眼位置，经过多次的试验和调整，制定出适用于II级、III级围岩光面爆破施工工艺和参数，取得了较好的效果。

1 光面爆破的概念及现状

1.1 光面爆破的概念

随着隧道建设的发展速度越来越快，光面爆破作为一种高效的爆破技术的应用也变得越来越广泛。光面爆破的原理就是对岩石的抗劈能力进行利用，通过合理的使用方法和正确的爆破参数让光面爆破沿周边劈裂开，并对隧道周围围岩几乎不产生破坏，是目前我国进行隧道施工中较为常用的爆破方法。其主要工作方式是在开挖面预定爆破线上，布置一排周边眼，采用弱型装药结构，并和炮眼孔之间留有一定的缝隙，这样就能够在同一时起爆的时候，利用爆破冲击波的力，令相邻的炮眼形成轮廓裂缝。由于采用了弱型装药，爆破后的岩层比较精确的断裂下来，不会损害到岩层原有的稳定性和整体性，让施工的安全性得到有效的提高。

1.2 光面爆破的现状

随着我国高速公路建设的不断加快，隧道施工水平也得到了提高，光面爆破施工技术在高速公路隧道工程中的应用越来越广泛。光面爆破技术的优势明显，例如，在避免隧道施工中发生欠挖和超挖等危险现象和事故，降低施工成本，加快施工速度，节省时间，让隧道的施工质量得到强有力的保证。当隧道进行光面爆破施工工作之后，隧道的周围将会形成一个平整光滑的边壁。这时，在隧道的断面符合相关的施工轮廓要求的前提下，不损害围岩，让围岩自身的完整性和承载力得到保证，从而在一定程度上降低了隧道施工的维护工作难度。另一方面，如果隧道的施工地理位置存在发育的地下水，那么隧道就必须要进行防水板的挂设，防止渗水的滴水的情况出现，确保施工质量不受影响。在隧道施工的过程中采用光面爆破施工技术，可以确保隧道围岩在爆破的过程中不会受到由于爆破所产生的剧烈振动的影响，确保隧道岩石的稳定性达到标准，使隧道的施工工作和进度能够顺利进行。

2 光面爆破施工技术在京台线建瓯至闽侯高速公路

天龙山隧道中的应用

2.1 光面爆破方案的确定和原则

对于京台线建瓯至闽侯高速公路天龙山隧道的光面爆破施工方案，应该结合实际的施工情况来进行详细的考虑和安排，在施工的现场，需要根据相关的隧道施工要求、规范，以及工程地质的调和工作，确定光面爆破施工方案是否适用。根据分析，京台线建瓯至闽侯高速公路天龙山隧道更适合使用预留光爆层法来进行爆破，目前大多数隧道都采用了这一种光面爆破方法。在进行光面爆破施工之前，要合理布置炮孔，优化爆破参数，让爆破的整体效果得到有效的提升，实现对开挖轮廓的更好控制。

2.2 爆破参数的确定及测量放线

光面爆破的炮眼可分为掏槽眼、辅助眼、周边眼和底板眼，而周边眼的设置是光面爆破最重要的因素之一，合理的周边眼布置可以让爆破后的围岩光滑平顺，残眼率能达到90%以上。

周边眼设置的主要参数有最小抵抗线、炮眼直径、泡孔间距、以及装药量等方面。最小抵抗线是指周边炮孔要爆落的岩石层的厚度，实践证明，不同的岩石最小低线大小与岩石光面爆破效果通常是有关系的，当最小线太小时，就会有过大的爆震效应，从而导致过度分散爆破在挖掘的形成。因此，确定合理的岩石抵抗线主要是提高光面爆破的有效途径。而周边眼的间距也是直接决定光面爆破的效果，所以周边眼和最小抵抗线的布设一般原则是：软岩和层理节理发育的岩层上，眼距应小而抵抗线应大，在坚硬稳定的岩层上，眼距应大些，抵抗线应小些。而炮眼直径及装药量的确定将会直接影响隧道施工的成本和施工的效率。在京台线建瓯至闽侯高速公路天龙山隧道的光面爆破施工中，根据对施工现场的施工设备实际情况、演示的特性、炸药的性能以及隧道工程的具体要求等多方面因素进行综合的考虑和多次的试验调整，得出了II级、III级围岩周边眼的设计参数，具体见表1。

考虑到天龙山隧道II、III级围岩的开挖断面较大，采用复式楔形斜眼掏槽，经过试验，掏槽眼的参数见表2。

2.3 光面爆破的施工

在隧道的施工过程当中，围岩的变化很大，需要选择最适合的装药结构和起爆网络，在天龙山隧道II、III级围岩的光面爆破施工中，周边眼的装药是采用了径向不耦合间隔装药结构，不耦合系数为1.5～2。所有炮眼统一装Φ32标准药卷，周边眼间隔装药，孔口用炮泥堵塞。起爆顺序为掏槽眼→辅助眼→周边眼，采用多段微差毫秒雷管由里向外起爆，其中周边眼比辅助眼跳2段，间隔时间为50 ms，且用同一段雷管同时起爆。

2.4 爆破安全及措施

在京台线建瓯至闽侯高速公路天龙山隧道的光面爆破施工当中，安全问题非常的重要，因此，必须控制好爆破的安全距离，防止事故的发生，对地震波、空气冲击波以及飞石的影响范围进行认真的验算，让周围结构物的安全得到保证。爆破的主要危害是飞石和地震波对周围结构物的影响，在进行爆破施工的时候，一定要保证所有人员撤离现场，保持好相应的安全距离。如果发现有盲炮，应该及时处理；设置警戒线在危险区的边界，禁止进行其它作业。

3 隧道光面爆破施工技术应注意的几个事项

在确定隧道施工方案时，需要考虑现场的地质条件，施工工艺的隧道位置所需的钻井设备，爆破器材及相关施工设备的工作状态等多方面的因素来进行综合性的考虑和决定。值得注意的是，隧道开挖施工与爆破方法之间有着十分密切的关系。所以，光面爆破施工应遵循以下原则：

①每次进行循环爆破工作后，爆破范围及周遭环境都需要进行通风一段时间后，施工员才能够进入隧道洞中进行详细和全面的观察，观察的主要内容是查看围岩周边的光面爆破效果，假如发现爆破效果达不到预计的情况，需要立刻和施工人员进行沟通和改进。

②进行钻孔工作前，施工人员必须严格按照施工设计图纸所表示出的钻爆设计，标记出孔的位置和编号；如果标识出的孔位置与上次的残孔位出现一致时，必须采取适当的移位，不准在残孔内进行钻孔工作。

③必须确保钻井工作的质量。在钻井过程中，要注意的是不能够出现漏钻或者多钻等情况出现，对于孔位、孔深和角度等数据，需要进行研究、准确的控制，同时，钻孔工作的质量是确保隧道光面爆破施工技术效果的基础和前提。

④连线工作必须认真细致，完成连线工作后施工人员必须要认真仔细的清点数量，特殊情况要进行复核，对联结块上的上下级导管必须进行牢固捆扎，钢制出现漏爆拒爆等危险事故。

4 结 语

综上所述，在京台线建瓯至闽侯高速公路天龙山隧道的光面爆破施工中应根据工程的实际围岩情况来确定爆破参数非常重要。另外，在隧道开挖施工过程当中也应该时刻关注围岩的变化情况，随时对爆破参数做出调整，并应该合理的选择和优化炸药品种和装药结构，让光面爆破的施工能够顺利的进行。

参考文献：

[1] 胡利.光面爆破在隧道施工中的应用[J].北方交通，2011，（3）.

[2] 李博，马明瑜，王兴杰.光面爆破技术在隧道施工中的应用[J].科学技术与工程，2010，（6）.

[3] 谭庆令.光面爆破技术在隧道施工中的应用[J].科技风，2012，（24）.

[4] 章和平.预裂爆破和光面爆破在隧道台阶法施工中的应用[J].科技风，2010，（8）.