铁路隧道钻爆法施工工序及其关键节点研究

侯兴双

摘  要：受地理条件和路网规划的影响，铁路隧道里程不断增加，铁路隧道的施工问题成为铁路建设的一个关键点。文章在此背景下首先介绍了铁路隧道钻爆法施工的技术及其应用，并对其施工工序与关键节点进行了分析，进而提出了有针对性的对策措施和意见建议，以期促进铁路隧道钻爆法施工工学优化。使研究兼具理论意义与实践参考价值。

关键词：铁路隧道;钻爆法;施工工序;关键节点;安全管理

中图分类号：U455.41     文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2015）06-0159-01

1  铁路隧道钻爆法介绍及其应用

1.1  铁路隧道钻爆法应用背景及介绍

随着社会经济的快速发展和铁路建设科学技术的不断进步，近年来，我国铁路建设取得了辉煌的成绩。

按照2008年修订《中长期铁路网规划》，高速铁路隧道累计总里程将超过10 000 km。受地理条件和路网规划的影响，隧道穿越区地质条件极为复杂，而且由于客运专线隧道大多采用双线单洞，开挖断面大，再加上客运专线对隧道工程的质量、安全工作状态及使用寿命等要求也越来越高，这都对铁路隧道施工的施工工序及其关键节点控制提出了全新的要求与挑战。

钻爆法是通过钻孔、装药、爆破开挖岩石的方法，简称钻爆法。这一方法从早期由人工手把钎、锤击凿孔，用火雷管逐个引爆单个药包，发展到用凿岩台车或多臂钻车钻孔，应用毫秒爆破、预裂爆破及光面爆破等爆破技术。钻爆技术的发展与铁路工程等建设的发展是密不可分的，一方面钻爆法的不断优化创新及其应用极大的促进了铁路隧道施工的质量和效率提高，另一方面大量的铁路隧道施工建设实践也不断反哺和优化了钻爆法的发展。

1.2  钻爆法应用

钻爆法在铁路隧道的施工中具有非常重要的意义与价值，钻爆法在隧道施工中常用的方法主要包括以下四种：

①全断面一次开挖法。

②分断面两次开挖法。

③台阶工作面法。

④导坑施工法，其中后三种属于分部开挖法。

这些不同的钻爆施工方法各有其优缺点，根据不同的地质条件和施工要求需要因地、因时、因人制宜，采取科学合理行之有效的钻爆施工方法，如对于全断面一次开挖的钻爆施工方法而言，其主要用于围岩稳定、坚硬、完整、开挖后不需临时支护的Ⅰ～Ⅱ类围岩的石质巷（隧）道以及高度不超过5 m、断面不超过30 m2的中小型断面巷道。因此务必在钻爆施工前做好相应的调研规划，采取符合要求和施工原理的钻爆方法。

2  铁路隧道钻爆法施工工序及其关键节点

铁路隧道钻爆施工是一项具有高度技术性、整体性和系统性的工程，考虑到铁路隧道建设的高度重要性，铁路隧道施工对于施工工序有非常严格严谨的要求，对于钻爆施工过程中的关键节点把控应该从战略层面予以重视。隧道施工应本着“安全、有序、优质、高效”的指导思想，按照“保护围岩、内实外美、重视环境、动态施工”的原则组织施工。这对于钻爆施工提出了更多考验与挑战，因此把握钻爆施工的工序及其关键节点对于整个钻爆施工及铁路隧道施工的成败具有重要的意义与价值。

就钻爆施工的整体施工工序与关键节点而言，主要包括以下几个部分，洞口段施工、洞身开挖、超前支护、初期支护、二次衬砌及仰拱、防排水、超前地质预测预报、监控量测等。

需要指出的是，受不同地理条件和环境的影响，并非每一种钻爆施工的方法都需要经过这些所有的工序和关键节点，一些简单的地理条件或者施工要求的情况下，可能会工序少，干扰小。如采用先导洞后全断面扩挖法，可以从正面台阶开始作业，上部钻孔可与装岩同时作业，不需支撑和棚架，节省大量木材，必要时可以喷射混凝土或砂浆作为临时支护。采用锚喷作永久支护时更为适宜。值得一提的是，不同的钻爆方法并非是单一的、线性的和孤立的，在整个施工体系中，很多时候需要进行整合应用。

就钻爆法施工的关键节点管控而言，务必要坚持“目标制定”——“计划管控”——“事项执行”的逻辑体系结构。随着我国铁路建设的不断发展，尤其是一些具有较大经济发展潜力，但是囿于经济及地理环境水平的限制，铁路建设还有很长的路要走，这些地方铁路建设的难度大，隧道建设的诉求也更多。这对于钻爆施工的关键节点把控而言就更为有价值。时间紧、任务重，科学合理制定目标、强力推进执行以及严格过程管控都显得尤为重要。

3  科学运用钻爆法的策略建议

3.1  要计划前置

对铁路隧道建设的钻爆施工的筹备（尤其是对施工地段的地理地质环境的调研及相关施工工具和人才队伍的准备）、流程报批和事项报批;并制定严格的倒排计划表，细分工作项，明确完成时间，完成内容和责任人。对于铁路隧道钻爆法施工应该在充分重视施工基本原则的基础上，对于钻爆法施工所面对的地层等水文地质情况进行充分考量，同时考虑围岩及其变化对于施工方法和秩序节点所带来的影响，如此才能拥有充足的调研和预计方案，实现钻爆施工的有序推进。

3.2  要结合关键节点把控注重执行

提前确定铁路隧道建设钻爆施工的相关方法和关键节点，严格把控，确保钻爆施工方案符合预期效果，关注细节与体验。对工作首先要从整体上进行逻辑思考，明确采用钻爆施工方法（或某一具体技术）需要实现的目标是什么，思考目前已经具备的条件是什么，如何实现，需要哪些支持，应急预案等，需要从这些方面对工作事项有一个体系性的认识。比如在洞口工程施工前，应先检查边、仰坡以上的山坡稳定情况，清除悬石、处理危石，施工期间实施不间断监测和防护。只有关键节点清楚明确，各个环节衔接有序，才是执行的前提。

3.3  要不断创新和优化施工管理制度

规范现场施工动作，加强标准化意识，创新施工策略。钻爆施工的技术性和难度都很大，而且施工的安全管理也至关重要，因此对于施工现场的管控及其标准动作的推进有利于确保钻爆施工的有序进行。在此基础上，还要结合具体的隧道施工中所面临地理环境地质条件和施工要求，不断创新施工方法，实现“降本增效”，在施工过程中对于创新和优化管理制度而言，可以从以下几个基本方面进行着手：

①确定钻爆法的阶段施工目标，即施工在未来的工程进展过程中，要应对各种变化所要达到的目标。

②要制定这个规划，当目标确定了以后，考虑使用什么手段、什么措施、什么方法来达到这个目标。

③将应用钻爆法施工规划形成文本，以备评估、审批，如果审批未能通过的话，那可能还需要多个迭代的过程，需要考虑怎么修正，促进铁路隧道施工技术的不断进步与完善。

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