浅谈隧道洞身光面钻爆施工方法

杜永民

摘要：现代隧道钻爆施工主要控制方法有光面爆破及预裂爆破。而隧道施工中，光爆技术应用最为广泛，隧道光面爆破的目的是使周边孔形成贯穿裂缝。隧道洞身爆破是隧道工程施工的关键工序，主要介紹了尹家窑隧道洞身爆破参数的优化实践。根据地质特性，施工中采取“短进尺、弱爆破”的开挖原则。通过大面积掏槽设计，以及适当增加辅助眼间距，达到减少炮眼数量，减少炸药用量，加快施工进度的目的。

关键词：光面钻爆;施工工艺;爆破参数

前  言

在光爆中应控制好效果，除周边孔布置外，掏槽孔的布置形式尤为重要，周边孔的间距、装药量、起爆顺序直接影响光面效果，掏槽的深度直接影响爆破循环的进尺，光爆的成败与地质条件、开挖断面及形式、开挖进尺、爆破器材等息息相。尹家窑隧道Ⅲ，V级围岩光爆开挖比钻孔数及比装药量指标相对传统爆破参数有较大提高，本文主要介绍尹家窑隧道中光面爆破实践应用。

一、洞身钻爆施工方法

隧道设计围岩主要为Ⅲ、Ⅴ级，围岩结构为砂质黄土、石灰岩。根据地质特性，施工中采取“短进尺、弱爆破的开挖原则。爆破施工工艺见图1-1。

图1-1光面爆破施工工艺框图

1.爆破炮眼的布设及装药量

掏槽眼：本隧道所处地质条件计算最大段允许装药量为0.82kg，掏槽眼布置选用多重楔形掏槽或直眼分层掏槽形式，每一炮眼布置形式：炮眼深度为2.5m和1.5m两种，钻眼孔径Φ42mm，掏槽眼与水平夹角15～20度，掏槽位置设在开挖中心线高度1.45m的位置上。药卷直径Φ32mm，装药形式为连续装药。每一循环爆破进尺0.8～1.5m，根据设计要求炸药选用Φ32mm防水乳化炸药，雷管选择电雷管，雷管跳段使用，段间距时差控制在100ms左右。

周边眼：周边眼装药集中度为0.2kg/m，不偶合系数1.6～2.1，采用连续装药，炮眼内用导火索连接所有药卷。拱部周边眼炮眼深度1.0m，钻眼孔径同掏槽眼，药卷直径Φ22mm，装药形式为双传爆线结构。其它炮眼装药结构均采用连续装药结构，钻眼孔径和药卷直径均同掏槽眼。

2.装药及连线

按照设计孔的装药量及电雷管（毫秒雷管），每段装在钻孔内采用正起爆。用炮泥塞好炮孔，为了使预裂均匀，可提前用竹片加工好炸药串，使炸药沿炮孔方向均匀分布。

3.起爆顺序

掏槽眼——掘进眼——二台眼——内圈眼——底板眼——周边眼，在施工过程中，根据地质情况和爆破效果及时调整炮眼深度等各种参数，使光爆达到最佳效果。

二、爆破施工控制要点和措施

1.爆破施工控制要点

根据围岩级别，采用光面爆破，严格控制周边眼装药量，最大限度地减小爆破对周边围岩的扰动和破坏。采用弱振控制爆破技术时，严格控制段装药量和段间延期时差，达到控制爆破振速的目的，最大限度地减小对周边围岩的扰动和破坏。每个开挖循环都要进行施工测量，控制开挖断面，在掌子面上用红油漆画出隧道开挖轮廓线及标定周边炮眼位置，误差不超过1cm。钻眼必须按设计方案进行。钻眼时掘进眼保持与隧道轴线平行，除底眼外，其它炮眼口比孔底低5cm，以便钻孔时的岩粉自然流出，周边眼外插角控制在3°以内，保持最大超挖量小于7cm。掏槽眼严禁互相打穿相交，底眼比其它炮眼深20cm。

装药前炮眼用高压风吹干净，检查炮眼数量。装药时，由爆破员分好毫秒雷管段别，按爆破设计顺序装药，装药作业分组分片进行，定人定位，确保装药作业有序进行，防止雷管段别混乱，影响爆破效果。每眼装药后用炮泥堵塞20cm。起爆采用电雷管--塑料导爆管起爆网络，雷管联接好后爆破员进行检查，检查雷管的连接质量及是否有漏联雷管，检查无误后发出起爆信号。

2.光面爆破技术措施

提高测量放样精度，确保周边眼的定位误差在3cm以内; 周边眼钻孔精度的控制，周边眼钻孔误差在2cm以内;钻孔外插角控制在2°以内，控制每循环爆破进尺，确保眼底和孔口之间最大偏距不超过10cm;根据本工程地质资料，进行论证和爆破试验，选择与本工程地质特性、围岩岩性相匹配的炸药品种，提高爆破效果;通过爆破试验，选择合理的爆破参数：根据围岩岩性，选择确定光面爆破周边眼间距、抵抗线、不偶合装药结构、起爆顺序、堵塞长度等爆破参数，确定各主爆孔特别是掏槽眼的爆破参数，确保光面爆破达到炮眼残留率硬岩达到80%以上，中硬岩达到60%以上。

3.爆破效果监测及设计优化

爆破后通过断面仪检查超欠挖、开挖轮廓平整度、爆出的渣块是否满足装渣要求、炮孔痕迹保存率等来检测爆破参数的合理性。通过修正爆破参数、根据岩层节理发育、岩性软硬情况，修正孔距、装药量。根据爆破后石渣的块度修正参数，若石块块度小，说明辅助孔布置偏密; 块度大，说明炮孔偏疏，用药量过大。通过爆破振速监测，调整单响起爆药量及雷管段数。根据开挖面凹凸情况修正钻孔深度，特别注意爆破孔孔底应基本落在同一断面上。

4.爆破安全管理

爆破安全管理除设置“一人两员”制、双库双人制外，还要严格遵守临时爆药库、雷管库分设，两库相距不小于200m，两库距工作区及员工居住区不小于500m，库内应用防爆手电照明，严禁明火及穿着可能产生静电火花的衣物、鞋袜等的规定，在双库建设时充分考虑防雨、防水、防盗、防雷击等措施。

三、结束语

多次实践，对隧道洞身爆破方案进行设计优化，采用大面积掏槽爆破技术，对于周边眼和底板眼严格按规范间距布置炮眼，对于掏槽眼和辅助眼适当增加间距，并且适当调整炸药用量，达到减少炮眼数量和炸药用量的目的。并且有利于加快工期，提高经济效益和保护工作人员的生命安全。

参考文献：

[1]雷栓.光面爆破在隧道施工中的应用[J].中国新技术新产品，2009，（14）：126-127.

[2]黄成关.公路隧道施工[M].北京：人民交通出版社，2003.

[3]顾义磊，李小红，杜云贵.隧道光面爆破合理爆破参数的确定[J].重庆大学学报（自然科技版），2005（3）：95-97.

[4]翁春林，叶加冕.工程爆破[M].北京：冶金工业出版社，2004.

[5]于亚伦.工程爆破理论与技术[M].北京： 冶金工业出版社，2004.

[6]顾毅成.爆破工程施工与安全[M].北京： 冶金工业出版社，2004.