水利水电工程施工中隧洞钻孔爆破技术分析

牛瑞祥

（甘肃省水利水电工程局有限责任公司，甘肃兰州730030）

在水利水电隧洞工程施工中，钻孔爆破技术不仅是工程的核心内容，同时还是开挖水利工程土石方的重要方法。通过钻孔爆破设计，能够确定开挖断面炮孔的具体布置情况，这是钻孔爆破施工中最为关键的部分，进而确保钻孔爆破施工安全与质量。

1 工程概况

以引洮供水二期工程为例，36-1 标段起始桩号为8+588.00，终点桩号为16+579.52，标段总长7 991.52 m。设计流量8#隧洞进口之前为3.0 m3/s，8#隧洞进口之后为1.8 m3/s。本标段主要建筑物为隧洞、暗渠、渡槽、分水闸及退水闸，还包括相应的金结设备安装、电气设备采购及安装、水机设备安装以及相应的环境保护和水土保持措施实施，8#隧洞施工1#（回河）斜井、2#（老庄河）斜井等临时工程以及配合本标段所属安全监测及管理信息系统现场施工，砼浇筑及灌浆；4#暗渠（16+541.08—16+569.52）长28.44 m 的土建施工；3#退水分水闸(16+569.52—16+579.52)长10 m 的土建施工；阀井、1#下渠通道、2#下渠通道的土建施工[1]。岩性主要是以砖红色、土红色、暗红色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、含砾砂岩、砂砾岩为主，呈厚层状、层理不清晰，厚度大于100 m，最终构成隧洞围岩。

2 隧洞钻孔爆破技术的种类及布置

2.1 钻孔爆破技术的种类

目前隧洞钻孔爆破技术主要分为辅助孔、掏槽孔与周边孔3 大类，但是不同炮孔都具有不同的作用。辅助孔的应用不仅能促使岩体实现爆破，同时还能在爆破过程中给周边孔营造有利的爆破条件；掏槽孔的应用是为了有效提升隧洞爆破的临空面，进而发挥出最佳的爆破效果，所以在施工当中主要被应用于开挖面的中间部分；周边孔主要被应用于隧道开挖面的附近，应用在开挖面附近的目的是有效控制开挖的轮廓，保证轮廓不会出现变形。

2.2 钻孔爆破技术的布置

水利水电工程施工中隧洞钻孔爆破技术的布置主要分为分区和布孔2 种形式，施工人员进行布置炮孔时应当明确钻孔爆破技术的辅助孔、掏槽孔与周边孔工作范围，并且在此基础上针对爆破孔实现分区布置。同时，施工人员在布置炮孔时还需要遵循以下几点原则：一是在进行布置的过程中要充分考虑后期钻孔作业，尽可能降低需要移动的次数及频率；二是在进行布置炮孔放线时要和岩层层里保持垂直，不能在布置的过程当中出现卡钻或者是漏气等问题，从而影响最终的爆破效果；三是针对周边孔进行布置工作的时候，还要依照现有的轮廓图进行设计，不能与轮廓图相违背，确保整体施工的安全性；四是针对掏槽孔的布置，深度应当在布置的过程当中大于崩落孔的15%左右，从而有效提升隧洞钻孔的爆破质量[2]。

3 隧洞钻孔爆破技术的测量及用药量

合理运用药量不仅能在应用的过程当中有效节约成本，还能为隧洞钻孔爆破技术的安全提供基础保障。在实际隧道挖掘过程中，隧洞钻孔爆破技术的测量及用药量主要是运用类比法或者是经验公式法等，明确该项工程的用药量与挖进深度，甚至还可以运用该方法进行估算炮孔数量及间距等，从而结合施工现场明确最终的炮孔数量及间距。根据目前水利水电工程施工中隧洞钻孔爆破技术现状，施工人员在进行初步计算时，可以运用装药量平衡原理计算炮孔数量，也就是一次爆破中需要使用的用药量，把计算好的炸药全部放在炮孔中，每一项爆破的装药量计算都与施工企业用药量之间有着密切关系。因此，可以把每排炮进尺总装药量由下式计算：

式中，Q 代表施工中隧洞钻孔爆破每一排炮尺总装药量，单位kg；q 代表施工企业在隧洞钻孔爆破中需要使用的用药量，单位kg/m3；L 代表每进尺岩石爆破的体积，单位m3；L为钻孔深度，单位m；S 为整体施工中的开挖断面面积，单位m2；n 代表炮孔利用率，n=11/L[3]。

施工企业需要根据炮孔不同的分布位置分配不同的用药量，在规定时间内完成爆破。

4 隧洞钻孔爆破技术中塌方事故的处理措施

在水利水电工程施工中要确保施工人员的安全，降低生产安全事故的发生概率，根据《安全生产法》和其他有关法律的相关规定，制定综合事故应急救援预案。在隧洞钻孔爆破技术中，难免会发生塌方事故，一旦出现塌方事故，需要施工企业及相关人员能够做出相对应的应急措施。首先，在发生险情时及时抢救遇难者。根据隧洞内的塌方范围进行预判遇难者是否被困在洞内以及是否伤亡等，然后根据实际情况及时抢救遇难者，在抢救的过程中，及时拨打求救电话、安排车辆及医生。其次，及时救援并报告。班长及领导人员需要在设备条件允许的条件下，把施工人员转移到安全区域；施工企业要在施工中确保用电安全；工程部门要借助于摄像等工具记录塌方情况，把记录到的信息全部上报上级领导，上级领导通过组织应急小组的形式，初步判断产生塌方的原因，并针对原因提出相对应的解决措施。再次，在坍塌范围的顶部进行清除或锚固；加强原有支护，在塌方范围内架设钢支撑或喷混凝土，必要时加设锚杆；对塌方两端尽快做好局部衬砌，确保坍塌不会出现大范围塌落等。最后，若在坍塌的过程出现洞内渗水问题，需要相关人员能够做好集水坑抽排水工作，从而把塌方事故造成的损失降到最低。

5 结束语

随着我国社会经济的快速发展，促使水利水电工程施工中隧洞钻孔爆破技术也得到了飞速发展，而钻孔爆破作为爆破施工的核心，运用在施工中可以有效控制爆破效果。因此，施工企业在施工中要高度重视爆破材料的使用及用药量，并且注意隧洞钻孔爆破技术的种类及布置、隧洞钻孔爆破技术中塌方的应急措施等，从而确保隧洞钻孔爆破质量，为水利水电工程顺利施工提供保障。