隧道工程控制爆破技术探讨与应用

杜忠龙

【摘要】随着工程建设的发展，隧道工程所面临的形势也更具挑战性，对于施工要求也逐漸提高。在隧道工程中，控制爆破技术作为一种重要的技术，提高隧道施工质量，降低施工成本具有重要的作用。基于此，文章对隧道工程控制爆破技术进行分析，以期能够提供一个借鉴。

【关键词】隧道工程；控制爆破技术；应用

1. 控制爆破技术的概述

1.1控制爆破的理论

控制爆破就是根据工程和爆破环境、规模等条件，通过各种技术，严格控制爆炸过程和对介质的破碎过程，使爆破达到预期的效果，保证爆破的方向、噪音等在合理的控制范围内，我们对这种爆破效果和爆破危害的双重控制的爆破，称之为控制爆破。

1.2控制爆破技术的种类

控制爆破技术主要有：①微差爆破。微差爆破就是利用毫秒延时雷管达到延时爆破的爆破技术。它的主要优点就是可以降低爆破地震效益所导致的冲击作用；实现岩石碎块的均匀度，使得爆破岩石碎片集中化，便于清理；降低爆破次数、提高爆破效果。②挤压爆破。挤压爆破技术就是在爆区自由面前方人为预留岩渣，以此提高炸药能量的利用率和改变破碎质量。它的主要优点就是增加了工时的利用率，降低了爆破频率；通过挤压爆破可以使岩石在挤压过程中发生二次冲击，提高了岩石破碎率，降低了二次爆破的工作量。

2.工程概况

某隧道工程总长为8048m，为加快施工进度，施工分三个隧道口掘进：进口、出口及斜井。施工过程中的难点在于：进口、斜井进洞位置分别在金坑坝村和红花村，最近的离居民房屋为30m，围岩为Ⅳ、Ⅴ级围岩，地质岩性为碳质板岩，

2.1爆破设计

①根据实际地质、地理环境条件，必须严格控制飞石、振动对周围房屋的破坏。②该地段采用非电毫秒微差起爆网路，讲究起爆顺序和微差作用。隧道断面上台阶布置掏槽孔，由中心向外分别设置环向辅助孔、周边孔和底板孔，断面轮廓按光面爆破设计，起爆顺序为掏槽孔、辅助孔、底板孔和周边孔，起爆网路的设计应保障炮孔之间有微差作用，提高岩石破碎度，有利于减振，防止飞石。控制一次起爆最大用药量，保证振动效应影响控制在一定的范围内。

2.2施工方案

为了确保隧道掘进施工安全，施工采用台阶法，Ⅳ级采用两台阶法、Ⅴ级采用三台阶七步开挖法。

2.3炮孔布置

爆破数目N：数目取决定于断面大小和岩石坚固性系数，按 公式计算，其中f为岩性坚固性系数，s为隧道掘进断面积。掏槽孔：采用斜孔双楔形掏槽形式。辅助孔：间距根据岩石性而定，按0.6-1.0m取值。底板孔：炮孔间距0.8m，底孔孔口较底板高0.2m，但孔底应低于底板0.2m。周边孔：在距轮廓线0.2m处，根据设计要求光面爆破，炮孔间距a光取400mm，光面层厚度900mm。按以上原则对断面的掏槽孔、周边孔、辅助孔及底板孔进行布孔，设计总孔数与公式 计算后比较合理性。根据围岩级别Ⅳ、Ⅴ级围岩炮眼布置见图1、图2、图3。

2.4爆破安全计算和安全防护措施

（1）爆破振动安全距离计算和控制措施

1） 爆破振动安全距离计算。为确保爆破时爆区周围建（构）筑物的安全，根据《爆破安全规程》，计算爆破振动安全距离，对爆破设计装药量进行校核，控制最大装药量，以减小爆破振动危害效应。按规程规定一般建（构）筑物的允许地面振动速度为3cm/s，按如下公式计算：

依据上述公式，计算得到装药量和安全距离结果见表1。

（2）爆破振动控制措施。控制爆破最大单段药量是降低爆破振动危害最直接的手段，为进一步降低爆破振动，还可采取以下措施：a.调整最小抵抗线方向和起爆顺序，使爆区侧向被保护对象。b.在爆区与被保护对象之间挖一条减振沟，以减小爆破振动。c.对于特别危险地段，可以适当考虑采用电子雷管进行降振。

2.5装药与堵塞

装药。使用炸药：水胶炸药、2#岩石硝铵炸药。

装药方法：按设计药量及设计的装药结构进行人工装药，现场装药时要求探孔，确定孔内没有堵塞、检测孔深，进行装药。主爆破孔采用偶合装药结构，预裂孔的装药采取间隔不偶合装药结构，保护层开挖装药时需在其底部加20cm厚柔性垫层，以保证建基面岩体不受破坏。

2.6起爆网路

根据现场情况，在爆区附近有大量施工用电及居民用电，存在大量杂散电流，大量使用电雷管将存在很大安全隐患，为确保施工安全，消除安全隐患，因此在爆破网路中雷管应采用非电毫秒导爆管雷管，采用电雷管起爆。

3.爆破影响及安全措施

爆破影响爆破时主要产生爆破振动、飞石和噪声，对附近百姓的房屋可能因振动造成裂缝，因个别飞石造成扎伤，因噪声影响附近居民生活等。针对上述情况，根据公式计算爆破的安全距离确定为振动安全距离为107.4m，飞石安全距离为135m，空气冲击波对人体的安全距离为148m，但根据爆破安全规程，露天浅孔、深孔爆破警戒范围以爆心为中心取300m。

爆破安全措施为确保安全，将开挖边线以外100m范围内的房屋进行拆迁，在爆破时将300m以内的人员及重要机械等全部撤离到安全距离以外，同时严格控制单响药量，将单向最大药量控制在220kg以内，最小抵抗线降至2.0m以内，调整爆破时间，将爆破产生的影响尽量减小，减小对附近村民生活及工作的影响。

参考文献：

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