高速公路隧道光面爆破施工技术应用解析

尹彪

摘要：在隧道工程具体的施工阶段，开挖就是本项目的重点工序，只有选择较为适宜的开挖方式，才能为后续的工作打下坚实的基础，促使施工效率更加稳定的提升。此次研究重点针对于高速公路隧道光面爆破施工技术展开分析，通过对爆破的原理、光面爆破设计等多个环节的讨论，概述高速公路隧道光面爆破施工技术的应用优势。

Abstract： Excavation is the key process of the project during the concrete construction phase of the tunnel project. Only by selecting the appropriate excavation method can we lay a solid foundation for the subsequent work and promote the construction efficiency to be more stable. This research focuses on the analysis of smooth blasting construction technology of expressway tunnels. Through the discussion of blasting principle and smooth blasting design， the application advantages of smooth blasting construction technology of expressway tunnel are summarized.

關键词：高速公路;隧道;光面爆破

Key words： expressway;tunnel;smooth blasting

中图分类号：U45                                          文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）12-0099-03

0  引言

在高速公路隧道施工中，开挖常常作为一项重要的工序出现，因此应该选择适宜的开挖方式，以免开挖举措不当，影响到施工全过程[1]。只有选择的开挖手段合理，才能促使施工质量稳定的提升，同时也可适当的减少支护量，保证将相应的施工效率大大提高。

1  高速公路隧道施工要点分析

高速公路隧道施工阶段存在着诸多需要关注的细节，多种自然灾害都是需要积极规避的关键，若是未能将相应的措施落实到位，将直接的影响到施工的进度。因此施工人员需要扮演好相应的角色，提前制定出具体的应对方案，保证将隧道施工的进度和质量加以维护。

1.1 施工测量

一般来说，高速公路隧道施工中都需要积极的借助于GPS定位系统开展相关的工作，由此可以更加精准的将隧道开挖的位置确定出来。为了让隧道的质量得到适当的控制，应该保证在间隔20m的区域展开一次高精度的地质检测。

1.2 洞内控制测量放样

1.2.1 路段测量

为了实现更为精准的定位，需要及时的明确隧道口的投放点位置，在将其加以确定之后，才能及时的完成基本的测量任务。隧道中的建筑物中轴线放样应该结合着相应的细节之处加以落实，也就是严格的结合地下导线的坐标，顺着指定的位置落实开挖的工作，由此可以让隧道结构更为准确，这样也能在一定的程度上缩小误差。隧道在开挖至一定的深度之后，还需要及时的落实导线定点，之后依照定点测量中线点，做出相应的测量规划，通过对具体的数据积极的进行记录，保证相应的细节工作更加合理的梳理。

1.2.2 水准点测量

对于隧道中的水准点进行测量的时候，应该重视其关键的作用，水准点对于隧道项目而言属于不可或缺的存在，因此将其适当的测量，能够为后续的工作打下更为坚实的基础。隧道中的水准线就是隧道施工过程中的水准点，这属于依照隧道本身的施工情况分析出的相对于准确的定位。隧道中的水准点会伴随着隧道的开挖深度逐渐的确立，虽然在隧道中的水准点位置不一，但是也不能忽视其保持的高度的一致性。

2  高速公路隧道项目光面爆破学说

2.1 爆轰气体压力作用

此学说重点是从静力学的观点展开分析，了解到关于岩石的破碎就是爆轰气体膨胀压力所致。这样的学说虽然概述了部分情况，但是却忽视了岩体中的冲击波以及应力波存在的破坏作用。若是岩石本身的抗拉强度小于压应力的时候，会产生一定的裂隙，当这种力度适当的作用至岩壁之上的时候，会使得岩石质点产生径向的位移，从而便使得岩石中形成了一定的剪切应力。当相应的剪切应力逐渐的超过了岩石本身的抗剪强度时，会出现剪切破坏，从而产生一定的爆破效果。

2.2 应力波作用学说

这样的学说重点是将爆炸动力学视为重要的基础，在相应的观点中认为应力波就是导致岩石破碎的根本原因。应力波在周边的围岩体形成了一定的裂隙时，开始逐渐的向前进行传播，若是传至自由面的时候，会出现一定的反射拉应力波。当拉应力波的强度逐渐的超出了自由面岩石动态抗拉强度的时候，开始呈现出拉伸片裂破坏，当相应的强度逐渐的低于岩石本身的动态抗拉强度时会主动地停止。这种学说仅仅是分析了拉应力波在自由面的反射作用，但是却没有考虑到爆轰气体的作用，压应力的作用也未能及时的分析。

3  高速公路隧道项目光面爆破参数选择

3.1 孔距及抵抗线

高速公路隧道项目本身具有复杂性，因此在选择爆破技术的时候，需要重点分析的就是科学手段的采取，为了使得手段的落实更加符合实际情况，需要重点关注爆破技术的参数选择[2]。

3.2 炮孔深度

炮孔本身的深度可以直接的影响到钻眼的工作量，同时对于出渣工作量以及循环时间等均产生重要的影响。其对于掘进的速度产生的影响较大，同时影响着围岩实际的稳定性以及断面超欠挖的情况。炮孔越浅的情况下，爆破所产生的气体可以及时的从孔口处释放出来，但是相应的量较大，整个过程浪费了较多的炸药，同时也威胁到围岩本身的稳定程度。较为合理的炮孔深度需要及时的在隧道施工安全的情况下打造出来，这样能够避免围岩受到较大的冲击，同时也可适当的减少繁重的支护，获取更为优质的掘进速度的炮孔深度。一般来说，在掘进环节中，需要积极的分析钻眼以及出渣作业的实际效率，只有全面的分析之后，才能保证炮孔的深度加以确定。

3.3 不耦合系数

在工程项目实际施工的过程中，想要实现不耦合的目标，应该格外的关注炮孔直径，需要使其真正的大于药卷直径。现阶段，国家所普及的小药卷直径为22～35mm，直接放大炮孔直径或者是将药卷改为小直径药卷，都能实现不耦合的目标。这种不耦合结构可以保证更加均匀的降低炮孔壁实际承受到的峰值压力，促使孔壁所承受的破坏程度合理的控制起来。药卷本身的直径大小应该及时的与炮孔直径相互匹配，避免出现较为严重的管道效应，以至于药卷拒爆。在隧道光面爆破环节，不耦合系数一般要控制在1.2～2.0之间，相应的药卷应该大于或等于炸药的临界直径。爆破设计过程中，针对于掏槽眼和辅助眼的工作，必须要使用较大的值，通过这样的方式，合理的提升炸药本身的爆破效率，周边眼则应该是适当的运用较小值，合理的减少对于围岩造成的破坏。

3.4 炸药因素

炸药本身就是对爆破效果产生影响的重要因素，不管是炸药本身的密度还是爆速，都能影响到爆破的实际情况[3]。需要加以明确的是爆轰压力、爆炸压力及炸药能量利用率可以直接的对高速公路隧道光面爆破起到直接作用，需要展開积极的分析，通过明确相关的要点，选择更为适宜的手段实施爆破。

4  高速公路隧道项目光面爆破技术的确定

某高速公路隧道的围岩以Ⅲ、Ⅳ级为主，Ⅲ级围岩（如图1所示）占据了隧道总长度的50%以上，若是采用较为传统的爆破手段，将会出现施工效率差和超欠挖严重的情况，严重的影响到项目本身的定位，对于施工单位十分的不利，因此应该确定更为可靠的方案，落实科学的炮眼布置，在科学的距离之内完成有效的规划。光面爆破施工技术主要是以光面爆破为主，通过现场中的多次实践，及时的将完整的施工方案整合出来，由此投入到施工过程中。此项技术具有自身的积极影响，其能够合理的控制超欠挖情况，避免震波对于围岩产生较大的扰动，提升围岩本身的自稳能力，减少小塌方的问题，为施工单位节省成本。本项目具有十分明显的特殊性，因隧道在施工过程中较为复杂，所以进行爆破的时候，必须要结合着科学的手段落实具体的行动，若是采取的技术措施不严谨，将直接的影响到项目的质量，也会给施工过程埋下安全隐患。光面爆破技术对比于传统技术来说具有自身的优势，因此在本工程中可以将其适当的利用起来，保证其具体的应用价值凸显出来，同时也让项目的爆破效果更加满意。

5  高速公路隧道项目光面爆破的原理

所谓的光面爆破，重点是指的控制性爆破，这种手段的采取对于维护隧道周边的区域有着较大的影响。针对于隧道开挖轮廓超欠挖及平整度的控制爆破技术，借助于周边眼、辅助眼等合理的设计与布置，运用起爆顺序产生的微差时间，构建起较为合理的临空面，运用压顶式的手段进行爆破，从而获取相对于理想的效果，运用不连续的装药结构等，实现周边眼的同时起爆，合理的分散装药量，促使周边的围岩得到有效的保护，维持平面岩面的平整与光滑的技术手段[4]。在落实此项技术的时候，应该严格的按照相应的标准执行。

6  高速公路隧道项目光面爆破施工技术要点

6.1 放样布眼

在高速公路隧道开挖的过程中，应该格外的重视循环工作的执行，相应的细节问题需要积极的关注，每一个循环的过程都需要进行施工测量，对开挖断面进行较为合理的控制，开挖面上使用红油漆将隧道开挖的轮廓线及时的绘制出来，从而更好的完成相应的细节，炮眼的位置及时的标出来，误差不能超出5cm。

6.2 定位钻孔

钻眼的过程必须要严格的依照指定的位置落实，也就是保证相应的细节及时的巩固到位，从而更好的维持相关的细节。钻眼的过程中，需要格外的重视掘进眼的实际情况，使其和隧道轴线始终的保持在平行的状态中，除了相应的底眼之外，其他的炮眼口应该与眼底低出五厘米，从而为钻孔过程中岩粉的流出创造出良好的条件。周边眼外插角需要适当的控制在2～3度，掏槽眼则应该避免互相打穿出现相交的情况，眼底对比于其他的炮眼而言，深度应该是20cm。（如图2所示）

6.3 清孔装药

在进行装药之前，需要及时的关注前炮眼的实际情况，使用高压风将其吹净，适当的检查炮眼的具体数量，装药的时候，还应该及时的安排专人分清相应的雷管段别，促使装药作业能够有条不紊的展开，依照具体的爆破设计顺序，完成基本的装药过程，作业的时候需要分片和分组落实，定人并定位，让装药过程更加的严谨，以免出现雷管段别混乱的情况，对爆破的实际效果产生负面的影响。在装药之前，也需要及时的使用高压风将孔中的岩粉吹干净，使用炮棍合理的检查孔中是不是存在着相应的填充物，严格的依照单孔装药量，雷管段别需要对号入座[5]。周边眼孔口堵塞的长度需要适当的控制于25cm之内，爆破网络连接点必须要合理，分片分束实现有效的连接，12根为一束，在安装的时候需要保证每束安装两个即发雷管。

6.4 网络连接

在雷管已经完成了基本的联接之后，需要安排专人进行相应的检查，分析连接的实际情况，查看有无漏联的雷管，在检查无误之后起爆。

7  高速公路隧道项目光面爆破施工质量保证

相应的工作单位应该积极的安排专门的小组落实相关的工作，只有合理的进行安排，才能从细节上将相关的工作到位，由此保证爆破达标。为了维护相应的施工质量，在运用光面爆破施工技术的时候，需要施工单位提前建立起光面爆破小组，通过规范小组成员的行为，促使相应的工作开展更加顺畅。除了小组成员的基本构成之外，还应该关注TQC科技公关的设置，针对于高速公路隧道的实际情况，进行相关施工目标的统一，由此让多个施工细节积极的落实到位[6]。注重技术交底工作的交接，通过完善技术交底工作的细枝末节，让相关的规定确立的更加及时，在进行施工前，应该合理的发放相关文件，也就是光面爆破施工作业指导书，以此为工作人员提供合理的指导，保证施工作者的人员能够及时的掌握要领，使用科学的手段参与施工流程。坚持着最基本的持证上岗原则，在施工前期，具体的单位应该严格的执行相关的操作，也就是对施工人员展开有效的培训，岗前教育也是重要的方面，需要积极的落实细节性的问题，提升施工人员的综合素养，保证他们可以运用科学的技术手段提升自身的认知。针对于不同的工序，应该做好较为细致的全方面监控，施工记录工作就是一个重要的方面，需要坚持着检查、检验制度，在具体的标准中落实实际的行动。

8  高速公路隧道项目光面爆破施工效果

经过了光面爆破之后，通過合理的试验以及优化过程，能够清楚的了解到高速公路隧道爆破的实际情况。光面爆破对比于其他的爆破手段来说，更具实际的效果，因为对于周边眼炸药实现了有效的控制，这对于周边区域的环境维护有着十分重要的影响，若是采取其他的措施，实际收获的效果可能不尽如人意，甚至于难以达到理想的爆破状态。一般在高速公路隧道爆破环节使用了光面爆破技术，可以在新形成的岩壁上留下较为清晰的孔迹，这种孔迹虽然十分的明显，但是却不会对围岩产生明显的扰动作用，确保其始终处于较为稳定的状态之下。另外，在本项目中运用了光面爆破技术，超挖量得到了有效的控制，相比于以往而言，已经减少了4%～6%，这种收获远比于传统的手段更佳，因此可以适当的将其推广。这种技术手段能够保证整个实施阶段的安全，同时又能合理的减少超挖以及欠挖等情况，以此促使工程质量以及进度等得到有效的控制，对于装运以及回填等工程量和费用等也可适当的节省，因此其优势之处十分的明显，通过将其合理的运用至本项目实践中，满足了相关效益的需求。

9  结束语

国家的交通运输业发展极为迅速，高速公路隧道施工成为焦点，因重重需要，隧道也会面临爆破施工，需要采取适当的手段加以落实。光面爆破施工技术的应用价值明显，在高速公路隧道工程爆破工作中受到了广泛的关注。本文重点分析了高速公路隧道工程爆破技术的应用，结合着光面爆破的优势之处展开了讨论，通过详细的解读隧道工程的特殊性，了解到应该采取的爆破方式，通过明确光面爆破的原理，将其适当的运用至相关项目中，在全面的实施过程中，验证其基本的结果。光面爆破技术对于隧道项目来说并无显著的负面影响，甚至于能够对周边的围岩起到合理的保护作用，因此本工程项目实践中将其视为关键点，通过积极的落实实际的行动，促使着相应的工作开展更加合理。

参考文献：

[1]朱豪.高速公路隧道光面爆破施工技术应用研究[J].安徽建筑，2018，24（04）：182-184.

[2]郑一榜.光面爆破施工技术在京台线建瓯至闽侯高速公路天龙山隧道中的应用[J].企业技术开发，2015，34（05）：44-45.

[3]陆志东，张强，黄鹏.高速公路隧道快速施工技术研究与应用[J].建筑安全，2014，29（05）：4-10.

[4]黄荣天.光面爆破技术在某高速公路隧道工程中的应用[J].广东科技，2013，22（16）：143-144，66.

[5]王志强.林长高速公路东石柱隧道光面爆破钻爆设计[J].国防交通工程与技术，2013，11（S1）：46-47，58.

[6]乔晓春.忻保高速公路夏柳青隧道开挖光面爆破技术[J].山西建筑，2012，38（09）：201-202.