水平岩层特长隧道的爆破参数优化与超欠挖控制

苏一夫

中国建筑土木建设有限公司重庆分公司，重庆 400000

实践中若能重视水平岩层隧道的爆破参数优化与超欠挖控制，则有利于增强这类隧道施工中的光面爆破效果，提升隧道安全施工，降其施工难度。因此，在水平岩层隧道施工作业开展中，技术人员应结合其施工区域的实际情况，给予这类隧道的爆破参数优化及超欠挖控制更多的关注，并将相应的工作落到实处，确保水平岩层特长隧道建设有效性，增加其建设中的技术含量。

1 实践中有关水平岩层特长隧道爆破现场的调查分析

为了确保水平岩层超长隧道爆破作业开展效果良好性，提升其爆破现场施工作业水平，则需要加强与之相关的爆破现场调查分析。其调查分析内容包括：（1） 了解水平岩层特长隧道爆破区域的地质情况，对其中的岩层特性、发育状况等进行深入分析，并根据隧道自身的功能特性，丰富这类隧道爆破现场的调查分析内容。同时，应对调查分析中获取的信息进行科学整理，并做好相应的记录工作，使得项目施工计划得以安全实施，降低水平岩层特长隧道爆破作业中问题出现的概率；（2） 在水平岩层特长隧道爆破现场调查分析中，为了实现对其光爆质量的科学评估，则需要调查人员考虑炮痕率，且在明确既有爆破参数的基础上，对隧道所在区域全断面爆破后炮孔的眼痕残留率是否良好进行分析。若该指标设置并不理想，则会影响水平岩层特长隧道光爆质量，引发其施工中的爆生裂隙问题，需要爆破现场调查人员在作业开展中给予这类问题必要的关注；（3） 在爆破现场调查分析中通过对水平岩层特长隧道开挖过程的深入分析，若发现其中存在着斜向或竖向裂隙，且隧道爆破后的岩体沿着拱部的某一作业面出现了整体脱落现象，则说明水平岩层特长隧道实践中的超欠挖现象较为明显，可能会给隧道的整体结构稳定性带来潜在威胁。因此，在水平岩层特长隧道爆破现场调查分析过程中，调查人员需要从不同的角度对隧道的整体概况进行充分考虑，从而为其爆破参数的优化设置及超欠挖的科学控制提供所需的参考依据，并发挥出爆破现场调查作业的实际作用。

2 水平岩层特长隧道的爆破参数优化分析

在水平岩层特长隧道爆破施工过程中，其参数设置是否合理，体现着爆破施工技术水平，与爆破作业落实效果密切相关。因此，需要结合这类隧道爆破施工的实际情况及其作业落实要求，加强其所需的爆破参数优化分析，从而为隧道爆破施工技术水平的不断提升提供保障。具体表现在以下方面：

（1） 施工企业及人员应从装药量、装药结构性能、爆破时间等方面入手，通过对隧道光面爆破效果的科学评估，实现其所需的爆破参数优化设置，给予隧道爆破作业顺利开展相应的支持。同时，在水平岩层特长隧道爆破参数优化分析中，技术人员应在丰富的实践经验、专业技术资料、现场调查分析结果等要素的支持下，实现这类隧道爆破参数的合理设置，使得其优化处理措施运用更具科学性。

（2） 在水平岩层特长隧道爆破参数优化分析中，为了确保爆破参数设置合理性，需要在接触面单元模拟分析方式的作用下，对隧道爆破层间接触面的具体情况进行分析，了解其中的软弱夹层围岩地下洞室情况，从而为隧道爆破参数的优化设置提供参考依据，并得到这类参数设置过程中所需的优化分析结果。

（3） 根据水平岩层特长隧道爆破作业落实要求，在其爆破参数优化分析中，也需要通过对其水平层状围爆破效果的科学评估，实现对爆破参数的有效调整，从而为隧道爆破施工作业开展提供相应的指导，增强其施工效果的同时优化水平岩层特长隧道爆破施工方式。同时，在水平岩层特长隧道爆破参数优化处理中技术人员需要加强炸药破岩机理分析，并通过对爆破周边眼间距、周边眼装药量及间隔装药结构等参数的合理设置，从而增强这类隧道实践过程中的光面爆破效果。

以上不同的内容客观地说明了重视水平岩层特长隧道爆破参数优化分析及合理设置的重要性。因此，在实施水平岩层特长隧道爆破施工作业时，施工技术人员应设置好相应的爆破参数，并对这些参数作用下的爆破效果、爆破质量、成本经济性等进行考虑，确保水平岩层特长隧道爆破施工状况良好性。

3 水平岩层特长隧道超欠挖控制分析

3.1 引发超欠挖问题的原因分析

在水平岩层特长隧道开挖施工过程中，超欠挖问题的产生，会降低隧道开挖施工质量，使得后期的项目施工计划难以顺利实施，无形之中加大了隧道开挖施工风险。因此，需要找出引发这类隧道超欠挖问题的原因，从而为其处理措施的合理运用提供参考依据。实践中引发水平岩层特长隧道超欠挖问题的原因包括以下方面：

（1） 实践中的客观原因。由于围岩呈水平层理状，故水平炮孔的最小抵抗线方向垂直于水平岩层，爆轰波除了直接压缩破碎炮孔附近的岩层外，当遇有裂隙、夹层、节理时应力波还会被反射，形成反射拉伸波。由于岩体抗拉能力较低，故位于两水平层理之间的岩体被反射波“拉”下来，继而形成平顶超挖现象。

（2） 实践中的主观原因。在隧道开挖施工过程中，因测量作业落实不到位，未能在掌子面上勾勒出有效的开挖轮廓线、周边眼、掏槽眼以及辅助眼的位置，且每次测量放线时未对上次爆破后断面进行复查；施工的周边眼间距设置不当，使得隧道爆破施工中对周边围岩稳定性产生了较多的扰动作用；实践中的装药量过大，可能会造成隧道围岩局部掉块现象的出现；施工中的精度缺乏保障，且钻杆实践应用中出现了较大的误差，加上风钻施工技术水平有待提升，使得水平岩层特长隧道实践中的超开挖问题发生率加大。

3.2 应对隧道施工超开挖问题的控制措施分析

为了避免水平岩层特长隧道施工前期出现较为明显的超开挖问题，降低项目施工质量，则需要注重隧道爆破参数设计及其它控制措施的配合使用。具体表现在以下方面：

（1） 注重沟槽方式的合理使用，提高普通水平楔形掏槽形式利用效率，实现对隧道围岩结构的有效应对；在计算机网络与信息技术的支持下，借助计算机三维空间动态模拟分析方法的优势，确定水平岩层特长隧道爆破施工中所需的单位岩体炸药消耗量；在此期间，也可采用经验公式确定单位岩体炸药消耗量。其表达式如 （1） 式所示：

式 （1） 中，q——单位岩体炸药消耗量用表示 （kg）；f——普氏岩石坚固系数用表示；L1——平均凿岩深度 （m）；K1——炮孔装药量充填系数；K2——等效炸药换算系数；K3——岩体裂隙率的修正系数；S——平洞面面积 （m2）；Fs——自由面数量系数。

（2） 在计算机三维空间中通过对水平岩层特长隧道爆破施工过程的动态模拟分析，确定其每循环炸药消耗量、炮眼数目、炮眼设置位置、各炮眼装药量等，优化隧道爆破施工设计的同时避免给其开挖施工埋下安全隐患。同时，在隧道爆破参数优化及超欠挖控制中，施工技术人员应结合实际情况，注重周边眼炮孔数、每孔装药量等参数的调整，确保隧道掘金爆破过程中的光爆破效果良好性，并加强隧道开挖过程控制，降低其超欠挖问题发生率；在增强槽眼爆破效果的过程中，可适当增加掏槽眼爆破时的临空面；少装药、适当增加炮眼间距，实现爆破参数优化设置的同时保持良好的隧道爆破施工效果。

（3） 其它方面的控制措施。据围岩情况，周边炮孔的位置控制在上一个循环靠近爆周边炮眼的外插角根据钻眼深度和规范允许超欠挖量控制在合理的范围内，同时所有炮眼 （掏槽眼除外） 的眼底位置应控制在同一垂直面上破断面的工字钢的内翼缘至开挖轮廓线之间，避免由于钻孔原因而引发隧道超挖问题；合理设置空气柱间隔装药结构，减少和爆炸应力波的冲击影响，实现周边围岩保护。

4 结语

通过对以下内容的深入探讨，客观地说明了加强水平岩层特长隧道爆破参数优化及超欠挖控制分析的重要性：有利于优化这类隧道实践过程中的爆破方式，实现对其超欠挖问题的有效应对。因此，未来水平岩层特长隧道建设中应根据其施工要求，在爆破作业开展中进行其参数优化处理，且在适用性良好的措施支持下，实现该隧道的超欠挖控制，全面提升其控制水平，满足其爆破及开挖作业开展要求。

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