隧道工程控制爆破技术探讨与应用

龚 辉

(贵州省公路工程集团有限公司，贵州 贵阳 550008)

隧道工程控制爆破技术探讨与应用

龚 辉

(贵州省公路工程集团有限公司，贵州 贵阳 550008)

要对隧道工程的控制爆破技术进行分析研究，加强其施工技术，从而提高隧道工程的质量，减少隧道工程资金的支出。本文将对隧道控制爆破技术进行简要的分析。

隧道工程；控制爆破技术；应用

1 简述控制爆破技术

1.1 控制爆破的基本内涵

按照隧道工程的爆破环境及规模等客观条件，利用多种技术，将爆炸以及介质破碎的过程进行全面的管理约束，保证爆破产生的噪声和方向控制在安全的范围内，促使其能达到设计时期望的效果，此类将爆破效果和危害进行全面控制的爆破技术，就是控制爆破。

1.2 控制爆破技术的主要分类

(1)微差爆破技术

采用毫秒延时雷管，在爆破过程中实现延时爆破，这种爆破技术即为微差爆破。其最大的优点在于能够减少爆破时地震效果所产生的冲击效果；保证岩石碎块的大小基本一致，爆破产生的岩石碎片相对集中，方便清理；适当减少爆破所需的次数、提升爆破的效果。

(2)挤压爆破技术

在需要爆破区域自由面的前方区域，人为的预留一定数量的烟扎，从而增加炸药的利用率以及改变岩石破碎的质量，此种技术即为挤压爆破技术。其最大的优势在于有效的利用了施工的时间，减少爆破的次数；岩石在采用这一技术时遭到挤压产生了二次冲击，加大岩石的破碎效果，从而减少了需要二次爆破的次数。

(3)预裂爆破技术

在需爆破的区域进行人工开挖，预留出一条裂缝，作为保证围岩和爆区位置的分裂线，从而对围岩进行有效地保护，减少爆破时发生地震造成的危害，此种技术即为预裂爆破技术。进行预裂爆破时，其一般情况下炮孔的直径相对较小，导致孔痕率增高，从而在很大程度上影响爆破的效果。

2 隧道工程中控制爆破技术分析

2.1 工程概况

本隧道工程为高速公路隧道工程，其横穿山脉，围岩主要有黄土和全风化泥灰岩组成，岩体易破碎，工程地质复杂，施工风险极大。该隧道工程中岩石种类主要是绢云母千枚岩，此种岩石经过水的浸泡后会快速软化的现象，且其地质条件复杂，经过多部门的分析研究，最终决定采用地表注浆加固的方法处理滑坡，继而进入隧道进行施工。由于该隧道地形相对复杂，其开挖的面积需达110 m2。根据工程施工现场的条件和施工的设备，选定上下台阶法进行开挖工作，炸药选定二号岩石乳化炸药，要求钻孔直径为4.2 cm，选用并联分段毫秒导爆管。选用水平炮孔的开挖方式进行上下断面的开挖，保证上断面开挖44 m2，下断面则为56 m2。

2.2 确定该工程爆破的相关参数

(1)确定炮孔数量和直径

经过对工程的实际条件进行分析，充分了解了岩石的坚硬程度，按照爆破技术的原理进行计算，在本隧道工程的掌子面进行炮孔数量的确定，一般情况下，按照以下公式进行炮孔数量的计算

式中：N为炮孔的数量；s为掘进断面积的大小；f为岩石的坚固性系数。

按照公式进行相关计算，得出本工程所需的炮孔数量为160个。

(2)计算装药量并进行分配

装药分量的多少在很大程度上影响着控制爆破的效果，药量不足则达不到预期的爆破效果，药量过多爆破面积则会随之增大，药量过多或多少都会影响隧道工程的整体质量。由此可见，要对装药的分量进行合理的计算分析，通过分析炸药性能和爆破质量等因素进行装药量的确定。值得一提的是，因为隧道工程所处的施工环境条件复杂，因此存在诸多无法计量的客观因素，所以需按照下公式来计算炸药的装药量

Q=qV

式中：Q为爆破过程中循环需要的装药量；q为隧道工程中，每立方米进行爆破时必须的炸药消耗量；V为一个循环进尺中所爆破的岩石总体积。

(3)炮眼的直径会给工程造成很大程度的影响

尽人皆知，炮眼直径扩大后，增加装药量则会产生更大的爆破为例，能够将爆破的成果最大程度的发挥出来，然而，若盲目的扩大炮眼直径，则会导致凿岩的速度下降，降低岩石碎片的质量，影响围岩的平整度，例如：炮眼直径的扩大或许加强爆破瞬间的为例，但是同时岩石碎片的破碎程度会下降、岩石碎块的大小可能会出现很大的差异，由此可见，在进行炮眼位置的确定时，务必要按照工程的施工环境和炸药的相关性能、施工的机械设备参数进行综合的计算分析，从而确定合理的炮眼孔径和距离。根据对本隧道工程现场环境的情况分析，配合工程施工人员的相关经验，本工程的炮眼直径最终确定为32～50mm之间，炸药卷同岩壁间的孔隙为炮眼直径的十分之一左右。根据以上要求，对于上下断面的开挖爆破设备工具应选择38cm的风动凿岩机进行钻孔。

2.3 爆破施工主要设计方案

2.3.1 上台阶的施工

(1)炮眼位置与距离的的确定。炮眼要严格根据控制爆破的技术原理进行确定，要先从距离底板50 cm的位置开始，在隧道的中心线按照两边对称的方式安置8个垂直的楔形掏槽孔，且要保证其第一排的辅助孔和掏槽孔之间的间距在40 cm左右，中间的辅助孔与掏槽孔的距离也在40 cm左右，而最外面一排的辅助孔和边墙之间的间距要为85 cm左右；此外，要在隧道拱起的位置安排四排崩落孔，且要保证其每排之间的间距在60 cm，最外一层的崩落孔要和隧道边界的间距达到65～80 cm之间；其附近的炮孔与开挖位置的边界距离要保证在20 cm左右，其孔眼要以5度左右的角度向外倾斜，底板孔要在底部的边界上直接进行安置，且在该处进行钻孔要保证其角度向下倾斜10°左右，保持钻孔之间的距离在85 cm。

(2)设计装药结构和单孔装药量的确定。炮眼数量、尺寸以及所在位置经过计算确定后，就要按照工程实际情况，经过科学的计算，以确定工程中炸药的使用分量。一般情况下按照相关工作人员的工作经验，在隧道周围孔进行轴向间隔式的装药以外，对于其他的炮孔则采用连续式装药的方式，由于在隧道中位置的不同装置的炸药的种类规格也不同，在拱形位置的附近钻孔安置炸药，要选择直径25 mm、全长20 cm、重量为100 g的卷装型乳化炸药；而底板孔的炸药要保证其直径在32 mm、全长20 cm，重量为150 g的卷状2号岩石炸药。

(3)爆炸的顺序以及起爆方法。为了尽量降低工程的成本，使爆破达到预先设计的效果，则需保证爆破时所导致的地表振动速度在2 cm/s以内，还要尽量保证每个炮孔爆炸的时间一致，炮孔的起爆顺序则以下面顺序为参考：掏槽孔→辅助孔→崩落孔→边墙周边孔→底板孔→拱部孔。起爆方法主要采用非电导爆管进行点火，在炮孔内设置毫秒延时后起爆，并选择并联的方式将炮孔连接，对于主传导爆管，则使用电雷管将其引爆。

2.3.2 下台阶的施工

(1)炮眼位置与距离的的确定。隧道下断面的横截面上要安置3排主爆孔，且其中的3个头排爆孔之间的抵抗线在1.1 m左右，然后在布置连2排主爆孔，保证其每排之间的距离在0.8 m，且每排有4个炮孔，炮孔之间的距离保证在1 m左右，另外，隧道两侧的边墙要安置4个周边孔，且钻孔间距保持在0.7 m左右。

(2)设计装药结构和单孔装药量的确定。本隧道工程中上下断面装药结构基本一样，但值得一提的是，下断面底板孔的炸药需使用每卷总量在200 g左右的乳化炸药，其他位置的炸药选择每卷重量在150 g左右的2号岩石炸药。

3 结束语

随着我国交通建筑业的快速发展，隧道工程越来越多，因此要加强隧道工程的相关技术。研究隧道工程的控制爆破技术，加强其工程质量，能够有效地保证隧道工程的质量，降低隧道工程的资金支出，在我国隧道工程的建设中有着重要作用。

[1] 吴来巧.控制爆破施工技术在宁波春晓供水管隧道工程施工中的应用[J].建材与装饰旬刊,2011,(6):452-454.

[2] 代复儒.土石方工程控制爆破技术研究[J].交通世界：运输车辆,2013,(6)：39-40.

[3] 赵龙成.都甘隧道控制爆破施工技术[J].企业科技与发展,2010,(12):58-60.

Discussion and application of the tunnel engineering control blasting technology

GONG Hui

(Guizhou Province Highway Engineering Group Co., Ltd.,Guiyang，Guizhou 550008，China)

We should analyze and research the tunnel engineering of controlled blasting technology , strengthen its construction technology, so as to improve the quality of tunnel engineering, and reduce capital spending of tunnel engineering. The article briefly analysis tunnel controlled blasting technology.

tunnel engineering; controlled blasting technology; application

2015-08-21

龚辉，男，江苏江都人，工程师，研究方向：工程爆破管理及工程安全管理。

U455.6

C

1008-3383(2016)02-0102-02