水利水电工程施工中隧洞钻孔爆破技术研究

张龙飞 母昌顺

摘要：水利水电工程施工过程中常常需要进行隧洞施工、地下作业，因受施工现场条件、设备条件、围岩条件的限制，隧洞钻孔爆破技术应用较为普遍。隧洞钻孔爆破技术水平对水利水电工程质量、施工安全、建设成本等有着重大的影响，因此，需要加强隧洞钻孔爆破技术研究，提高其应用水平。

关键词：水利水电;工程施工;隧洞钻孔;爆破技术

引言：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]。

1爆破材料运输

1.1安全输送原则

爆破材料是水利水电工程隧洞爆破钻孔的基础，在整体工程领域有重要的意义。爆破材料具有较强的安全隐患，应当采用科学、合理的运输方法，按照相关规范标准将运输重量限制在规定的范围内。做好车辆安全防护，控制车辆行进速度，防止车辆发生碰撞或者其他可能导致的安全问题。在特殊情况下应当提前做好警示及防控，有效分析特殊天气可能对运输造成的影响。

1.2采用分类存放方法

爆破材料与其它材料有很大的差异性，具有一定的易燃易爆风险，需要运输人员按照行业标准进行分类存储和管理。应当把有同样性质的材料放在一起，禁止不同类别的材料混合存放，以免发生危险。在运输的过程中应当严格遵守雷管、炸药、导火索分开运输的原则，在运输的过程中还要做好各种材料的情况监测。

1.3运输的途径和方法

爆破材料的领取、装卸时必须由专业技术人员进行指挥、操作，并持有专业的资格证。运输过程中还要有专业技术人员的陪同，并应当限制其它人员的同行。在运输前要提前申请并经过公安部门的的许可，经公安部门的批准后才可以实施爆破材料运输操作。在运输时前后车辆应当保持适当的距离，人群密集处不可以过多的停留。

2水利水电工程的常用隧洞钻孔爆破技术种类及布置要点

在进行钻爆施工前，首先要明确钻孔爆破的技术要求和相关任务，关键是要确定开挖断面岩层的炮孔分布，明确各个步骤和工作内容，根据不同岩石种类确定钻爆参数、选定炮孔种类、布设位置等几项主要工作，这些施工内容都是施工过程中尤为重要的因素。

2.1钻孔爆破技术的种类

目前，隧洞钻孔爆破炮孔主要分为辅助孔、掏槽孔与周边孔3大类，不同炮孔在爆破中起到了不同的作用。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;掏槽孔在施工当中主要被应用于开挖面的中间部分，目的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;周边孔主要被应用于隧洞开挖面的附近，目的是有效控制开挖的轮廓，保证轮廓不会出现变形，需要技术人员确定钻爆开挖炮孔和炮孔位置选定，控制各项参数。

2.2钻孔爆破技术的布置

炮孔布置主要包括区域确定和布孔2方面工作。在具体布置过程中，炮孔布置根据岩性变化及时调整数量、深度、角度等有关参数，需要考虑对后期施工的影响，尽量减少炮孔移动次数和频率。与此同时，炮孔放线和岩层的层里应相互垂直，保证布置方式与轮廓图一致，方便炮孔的布置钻孔，减少出现卡钻、漏气现象。其中，掏槽孔最后布设，应合理控制其深度，具体应大于崩落孔深度的15%左右。在开展钻爆工作时，施工人员应详细了解超前钻探情况、围岩完整程度、软硬度等相关内容，从而合理选择开挖模式，保证爆破具有可行性和针对性，提高爆破便捷性。

2.3隧洞钻孔爆破技术的测量及用药量

炸药用量的控制是影响隧洞爆破钻孔成败的关键所在，合理运用药量不仅能控制爆破效果，减少二次处理，还可有效节约成本，为隧洞钻孔爆破技术提供安全基础保障。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，对隧洞周边的岩层性质、钻孔的分布情况以及各种常用炸药的性能进行客观分析判断，并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[2]。根据目前水利水电工程施工中隧洞钻孔爆破技术现状，施工人员必须对缝隙强度等重要参数进行精准分析，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单位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：Q=qV=qLSn式中，Q代表施工中隧洞钻孔爆破每一排炮尺总装药量，單位kg：q代表施工单位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。施工单位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。

2.4钻孔爆破循环施工注意点

钻孔爆破需要规划好各个工序之间的衔接及配合，遵循准备、钻孔、装填炸药、爆破、排烟、安全检测、出渣的合理程序，建立高效的联动机制。高效的循环不仅能提高生产效率、优化作业环境，还能减少安全问题的发生。在进行掘进循环作业的过程中，首先应当确定挖掘深度、计算钻孔、装药爆破、出渣，临时支护等程序的时间，再依据按日循环或按单循环周期次数为整数的标准对循环进尺进行适当的修改，直到满足循环作业班次的具体需求。

2.5工程钻爆中的塌方事故预防及处理措施

工程钻爆属于高危作业，存在发生塌方事故的风险概率，因此施工单位不止要做好塌方事故预防，还要准备应急处理方案，以便在塌方事故出现时，第一时间组织相关人员实施应急措施。比如依据工程设计的相关数据信息，在Revit以及Project软件之中设置参数，制作出3D模型，从而反映出水利水电工程在钻爆施工的可预见性问题，再制定应急措施，可以有效保障钻爆施工的进度、钻爆过程的安全以及质量控制。而在作业中，施工人员注意观察布置炮孔时的钻杆垂度，控制好钻头在孔内的升降速度，避免由于浆液冲刷孔壁以及负压原因造成孔壁塌方。在钻进成孔作业过程中应视地层、孔深的变化适当调整钻进参数，并尽快配置泥浆，确保成孔质量[3]。

施工单位还需成立应急救援小组，并分设现场抢险救灾班组、技术专家班组、物资供应保障班组、医疗救护班组、后勤保障班组、善后处理班组等工作队，让各个小队各司其职，协同配合;同时，负责人要根据现场施工情况推行抢险救援岗位责任制，明确每个救援班组的工作责任，以便在险情发生时可以及时投入救援。抢救人员要根据隧洞发生的塌方范围对被困人员情况进行预判，并迅速制定急救方法。

结束语：隧道钻孔爆破技术在我国水利水电工程领域有着较大的应用空间，随着我国爆破技术的快速发展，爆破设施与测量水平的日渐完善，隧洞爆破钻孔的安全性有所提高，还应当根据水利水电工程的实际需要优化爆破技术的操作方法，有效控制爆破的成本，达到提高施工安全稳定性目标。

参考文献：

[1]牛瑞祥.水利水电工程施工中隧洞钻孔爆破技术分析[J].农业科技与信息，2020（8）：126-127.

[2]韩晓芬.水利水电工程施工中的新技术应用和环境保护探讨[J].百科论坛电子杂志，2020（23）：174-175.

[3]刘锦东，王许峰，张文波.复杂条件下隧洞爆破施工技术方案研究[J].水利水电技术，2020（2）：11-12.