关于聚能水压+竹节光面爆破控制技术应用的探讨

黄智晖

（湖南省怀化市公路桥梁建设总公司，湖南 怀化 418000）

聚能水压+竹节光面爆破控制技术作为一种新型的隧道开挖光面爆破控制技术，其应用前景非常广阔，除了隧道洞身开挖净空尺寸需要采用聚能水压+竹节光面爆破控制技术外，其他爆破工程如高边坡爆破、深基坑爆破等对开挖面平整度有特殊要求的也均可适当采用，近年来，随着国家综合实力的不断提高，各级政府、职能部门对于施工安全、环境保护、水土保持的重视程度也越来越高，特别是对危险性较大的爆破工程，管控非常严格，上报的爆破方案需经各级职能部门层层审核、签认，并经专家论证可行，才能组织实施，正是因为对爆破工程的高标准、严要求，才促使爆破工程人员不断总结经验、推陈出新，创造出大量先进的爆破技术，而聚能水压+竹节光面爆破控制技术作为爆破技术创新之一，就是其较之于传统爆破技术具有较好的爆破效果，爆破过程中飞石少、对周边岩体扰动小、安全系数高、环境污染小等优点受到了工程行业的青睐。聚能水压+竹节光面爆破控制技术通过对洞身开挖前进行钻爆设计，根据设计的钻爆方案进行布眼，并结合现场围岩地质情况和爆破效果，及时调整爆破方案或参数，严格控制超欠挖。目前，聚能水压+竹节光面爆破技术能够被广泛地用于国内在建的隧道洞身开挖爆破中，就是由于其解决了以往常规传统爆破施工中存在的难以克服的突出问题，完好地控制了爆破效果、超欠挖现象，为后续的初支、二衬提供了标准的几何空间，使得后续的施工成本降低，施工进度加快，且可以获得较好的外观效果，在隧道洞身爆破施工中得到了广泛推广应用。

一、聚能水压+竹节光面爆破技术在长隧道、特长隧道洞身开挖上的应用分析

（一）推广聚能水压++竹节光面爆破技术的意义

目前，我国长隧道、特长隧道比较多，采用传统常规的爆破方案施工时，隧道内粉尘含量大、通风降尘困难、施工环境差、超欠挖严重，而聚能水压+竹节光面爆破技术的安全系数高、围岩扰动小、能量利用率高，在开挖质量有保证的前提下，有利于安全、高效地进行隧道施工，而且聚能水压+竹节光面爆破技术工艺简单、易于操作、施工成本低、资源投入相对小，一般只需采用水袋封装机在钻孔底面及顶面进行双层水袋封装，然后使用聚能管技术，通过降低爆破震速，减少对围岩的扰动，在爆破的过程中，利用爆炸形成的冲击波瞬间将水袋内的水加热成水雾，在掌子面处形成水幕降尘，有效地减少了除尘降污时间及隧道内粉尘含量浓度，解决了因隧道过长而影响洞内通风降尘困难的问题，为隧道施工人员创造了良好的工作环境；同时，聚能水压+竹节光面爆破技术更是充分利用竹节的填充性能，有效改善爆破纵向震动波转变为环向震动波，提高爆破能量的有效利用率，节省单位用药量，减少能源消耗，符合文明环保施工理念，而且聚能水压+竹节光面爆破技术能有效控制洞身轮廓尺寸、圆弧度，对预防喷射砼超标、减少材料浪费、降低施工成本、加快施工进度等都有非常显著的效果。[1]

（二）聚能水压++竹节光面爆破技术施工工艺及控制要点

聚能水压+竹节光面爆破技术可结合隧道工程特点、周边环境、围岩性质、地质条件、施工要求、品质需要等进行适当选用，目前，聚能水压+竹节光面爆破作为一种新技术、新工艺，在一些长隧道，尤其是特长隧道施工中，越来越多地被推广和应用，其强劲的发展势头已被业界所认可。聚能水压+竹节光面爆破技术是在传统常规爆破技术的基础上，经过无数次积累和探索形成的，是传统常规爆破技术的升级版，其工艺流程是：测量定位炮眼—钻机钻孔—风管清孔—孔底水袋安装—聚能管安装—导爆管安装—竹节安装—孔口水袋安装—炮泥封堵—起爆。聚能水压+竹节光面爆破通过对传统常规爆破模式的转变，彻底克服了常规光面爆破无法解决的钻眼多、超挖大、光面爆破效果差等难题，同时采用水袋替换药卷不仅减少了用药量，降低了成本，而且有效地改善了施工环境。聚能水压+竹节光面爆破技术操作相对比较简单，一般操作人员只要通过日常的学习和训练就可以熟练完成，安装施工过程中，主要是控制好聚能管装置的制作及光爆炮眼的装填，特别是聚能管装置两侧的聚能槽的位置，要确保跟隧道轮廓线平行，炮泥装填封眼要密实，防止爆炸能量从炮眼流失而降低功效。[2]

二、广西荔玉高速土建四分部文圩隧道洞身开挖首次采用聚能水压+竹节光面爆破技术应用实例

文圩隧道位于广西梧州市蒙山县，进洞口位于文圩镇山口村境内，隧道总体走向约216°，隧道正洞左线里程ZK61+625～ZK66+295，长4670m；隧道正洞右线里程YK61+638～YK66+315，长4677m。项目部负责进口段的施工，左线2620m，右线2607m。施工范围内不良地质为左线浅埋、岩爆及地表冲沟水补给，右线浅埋、偏压、岩爆及冲沟，无其他不良地质。左、右线纵坡均为1.9%，土建四分部标段为顺坡施工。隧道最大埋深约为368m。

（一）聚能水压++竹节光面爆破技术试验及执行情况

文圩隧道洞身开挖根据设计断面尺寸、爆破参数，严格控制炮眼间距（周边眼间距90cm，掏槽眼间距55cm，辅助眼间距100cm），为了确保爆破孔位、间距、孔深满足设计要求，现场严格按照方案设计要求对钻孔位置、深度进行检测，确保爆破质量；同时进行聚能水压+竹节光面爆破试验，对其爆破参数进行检验，并通过试验找出最优的爆破参数，为文圩隧道后续的施工提供技术支撑。为了加快隧道施工进度，全面采用聚能水压+竹节光面爆破技术。荔玉四分部连续进行了两次聚能水压+竹节光面爆破试验，具体爆破试验情况如下。

（1）2019年3月3日，荔玉四分部在文圩隧道右洞YK61+896进行了聚能水压+竹节光面爆破试验。试验采用对比分析验证聚能水压+竹节光面爆破的效果。本掌子面周边眼共计34个，以拱顶中心线为分界线，在左半边的周边眼安装聚能水压光面爆破管，在右半边的周边眼采用常规方式进行装药；辅助眼、掏槽眼全部采用常规方式进行装药。爆破后对比发现，采用聚能水压+竹节光面爆破处的炮孔残留率达到80%，而未采用聚能水压+竹节光面爆破处的炮孔残留率仅保持在50%左右。

（2）2019年3月14日，荔玉四分部在文圩隧道左洞ZK62+006掌子面进行了第二次聚能水压+竹节光面爆破试验。本次聚能水压+竹节光面爆破采取全断面周边眼装聚能管，其他炮眼按照常规方式进行装药。炮孔深度为4m，满足聚能水压+竹节光面爆破的技术要求。聚能管采用引爆红线进行引爆。这次爆破后对比发现，采用聚能水压+竹节光面爆破处的炮孔残留率几乎达到100%，而未采用聚能水压+竹节光面爆破处的炮孔残留率仍旧保持在50%左右。

两次聚能水压+竹节光面爆破技术试验总体上是成功的，但也暴露出一些问题，首先是因为聚能水压+竹节光面爆破技术作为一种新工艺，一些现场施工人员对此还很陌生，导致工人操作不够熟练。其次，教育培训还不到位，工人钻孔、爆破、支护的技术水平还有待提高，爆破人员与技术人员沟通协调还有待加强。当然，通过对以上两次聚能水压+竹节光面爆破技术试验的及时总结，同时也借鉴了其他项目的成功爆破经验，文圩隧道洞身开挖采用聚能水压+竹节光面爆破技术已基本成熟，而且，项目部在施工中为了做到全面掌握聚能水压+竹节光面爆破技术，对日常的爆破施工过程继续按试验的要求进行全方位跟踪管理，根据围岩级别、支护结构及时调整爆破参数，有效地解决了施工中存在的工艺问题，为下一次进行聚能水压+竹节光面爆破施工做足准备。目前，荔玉路土建四分部文圩隧道洞身开挖进度、开挖效果已取得阶段性成功，聚能水压+竹节光面爆破技术的应用也非常成功，工人已进行教育培训，工人钻孔、爆破、支护的技术水平有了明显提高；爆破人员与技术人员能及时进行沟通协调，并针对围岩、地质情况的变化可以及时对爆破参数进行调整，确保聚能水压+竹节光面爆破的效率得到大幅提高，最终达到提高爆破效率、加快施工进度的目的。

三、结语与建议

目前，聚能水压+竹节光面爆破技术已被越来越多的业界同仁所认可，该技术的使用能够有效减少对隧道围岩的扰动，降低洞内的粉尘含量，提高爆破效率，为后续的初支、二衬施工提高标准的工作界面，同时也为施工单位创造了良好的经济效益。这项技术是对常规爆破技术的改造升级，它克服了传统常规爆破工艺难以处理的技术难题，有效解决了隧道的超挖现象，减少了隧道喷射砼的消耗量，达到了节约材料用量、减少施工成本、加快施工进度的效果，值得类似工程推广应用。特别是对于当前在建或临建项目的长隧道、特长隧道的洞身开挖施工，各参建单位可根据工程项目实施情况合理选择聚能水压+竹节光面爆破施工技术，做好隧道洞身开挖工程首件，根据工程首件，合理确定洞身爆破的各项技术参数，落实隧道洞身开挖标准化、安全化施工措施，做好质量检查与验收工作，为后续隧道开挖施工提供技术支撑。