光面爆破技术在隧道施工中的标准化应用

【摘要】伴随铁路工程建设规模的逐步扩大，隧道施工技术获得了持续更新的重要机遇。光面爆破技术就是其中具有代表性的技术之一。本文简述了光面爆破技术在隧道施工中的重要性、优势以及注意事项，并从多个角度阐述了光面爆破技术在隧道施工中的标准化应用要点，提出了几点爆破控制措施，希望能够为同行业工作者提供一些帮助。

【关键词】光面爆破技术；隧道施工；标准化应用；控制措施

【DOI编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.03.036

Standardized Application of Smooth Blasting Technology in Tunnel Construction

XIONG Chunyao

（China Railway 16th Bureau Group No.4 Engineering Co.， Ltd.， Beijing 101400， China）

Abstract： At present， with the gradual expansion of railway engineering construction scale， tunnel construction technology has also obtained an important opportunity for continuous renewal， and smooth blasting technology is one of the representative technical types. This paper briefly describes the importance， advantages and matters needing attention of smooth blasting technology in tunnel construction， and expounds the standardized application points of smooth blasting technology in tunnel construction from many angles， and puts forward several blasting control measures， hoping to provide some help for workers in the same industry.

Key words： smooth blasting technology； tunnel construction； standardized application； control measure

各类新兴技术的出现为铁路工程建设工作的顺利展开提供了基础，而作为铁路工程建设环节难度相对较高的施工项目类型，隧道施工技术的重要性毋庸置疑。光面爆破技术在确保工程施工进度的同时能够起到降低施工成本的作用，并保证了施工的安全性。所以，相关技术人员需要在明确光面爆破技术应用优势与注意事项的前提下，掌握光面爆破技术的施工要点，配合相应的爆破控制措施以确保隧道施工进程的顺利推进。

隧道施工期间围岩结构将会产生诸多裂缝，若选择使用光面爆破技术针对隧道围岩展开施工，则能够起到降低裂缝发生风险，在保证围岩完整性的同时强化围岩自身的承载能力，为后续施工提供了诸多便利条件并有效保证了现场施工的流程安全。

在光面爆破技术施工过程中建议与锚喷技术有效结合，强化支护功能的同时也能够将其应用于松软岩层，进而降低安全事故的发生风险。部分裂隙发育地层的中间结构同样能够使用光面爆破技术，避免出现裂隙进一步扩大的现象，其同样是强化围岩结构稳定性的关键手段，能够将围岩爆破散落的范围始终控制在安全范围内。光面爆破技术在提升施工速度的同时使得隧道的成型将更为规整，施工人员的工作量随之减少，有效节约了施工材料，进而提高了工程效益。施工期间使用光面爆破技术同样能够在保证隧道定型效果的同时，减少后续技术人员针对隧道结构的维护，并有效避免大量瓦斯在施工隧道中聚集，进而确保施工人员的安全。

3.1选择合适的炸药

第一是需要对各类炸药的特性予以充分分析。以铵梯炸药为例，要求对装药密度予以科学控制从而达到预期的爆破效果。铵梯炸药属于混合型炸药的一种，其成分主要包括梯恩梯、木粉、硝酸铵等，适用于井下作业或露天作业，广泛应用于中硬岩石的爆破施工过程中。从其实际使用情况来看，不仅化学性质稳定，且对于火花以及冲击等不确定因素的灵敏性相对较差，使得其整体使用安全性极高。但需要注意的是，此类炸药的抗水能力相对较低，极容易与空气中的水汽发生反应进而产生结块现象，从而对爆炸效果造成不良影响，但可经由后续的烘干与碾碎处理后二次使用。为此，在实际的隧道施工中经常在炸药中添加适量的沥青以及石蜡材料，从而维持此类炸药的稳定性，使得其成为抗水性炸药。

第二是为确保各类炮孔的实际爆破效果，在光面爆破方案设计过程中需要严格规定各类炮眼的装药密度以及装药系数。装药系数为1且采取满装方式的为底眼、掏槽眼以及辅助眼；缓冲眼的装药量一般设定为60%，装药系数设定为0.6；位于轮廓线周边的炮眼的装药量一般设定在20%～30%左右，其装药系数设定为0.22。

第三是需要对炮眼直径予以预先考虑。通常情况下药卷的直径要小于炮眼的直径，而标准药卷的直径一般在32～35 mm范围内。这就要求设置炮眼的直径一般需要大于药卷直径4～7 mm，从而确保爆破效果。针对隧道采取爆破施工的过程中，若有光面爆破施工技术的应用需要，更应强化针对炮眼直径与药卷直径的控制，一般需要在轮廓线的上周边炮眼采取小直径药卷，进而提升爆破施工过程的稳定性，其也是避免出现拒爆情况的关键手段。

3.2中掏槽

隧道进出口地质情况基本一致，这也是隧道的主要特点。而应用光面爆破技术的关键在于对工程覆盖范围内的所有岩石展开爆破，确保所形成的轮廓具有一定的规则性特点，需明确爆破与最小抵抗线以及药物浓度之间的关系，要求以现场实际情况作为主要依据进行爆破参考。光面爆破技术的使用要求专业人员进行预先掏槽处理，需要注意的是光面爆破对钻眼的深度有着一定的要求，可能会对后续炮眼的使用造成不良影响。为此，技术人员应以现场实际环境为前提选择合适的掏槽形式。一般情况下会进行楔形掏槽，并在周边的炮眼装上合适的药物，与导爆索连接后即可完成相应的准备工作。

3.3隧道洞身施工

隧道正式施工前，需要确保施工所需的设备、材料以及工具。针对有爆破需要的围岩上拱顶应严格处理，以避免对施工效果造成不良影响，这也是降低安全隐患产生的关键手段。地质环境是影响施工进程的关键因素。因此在实际的隧道施工过程中，施工人员最好选择新奥法展开施工。此种施工方法的关键在于需要在施工过程中严格遵循“少扰动、紧封闭”的施工原则，从而保证现场施工的安全性。若在实际施工过程中发现围岩与设计初掌握的情况不一致，需及时更改施工方法。例如若为三级围岩，建议选择台阶法展开隧道施工，而炮眼深度则需要施工人员根据现场的实际情况进行科学合理的设置，需要对掏槽眼对应的炮眼深度予以充分考虑，此外还需要强调断面大小、钻研机器能够达到的最大深度、炸药传播的范围以及围岩的水文地质情况等。随后基于以上因素确定炮眼的具体深度，并应根据现场施工情况的动态性变化对炮眼进行及时调整，位于同一位置的炮眼还应处于同一个平面。接下来基于设计图纸展开钻眼工作，并比较钻眼深度与设计数据是否存在差异，经确认后才可展开后续的施工流程。

3.4放样布眼施工

钻爆施工要求工程人员需要预先基于隧道拱顶面与隧道所在的中心线展开测量。该过程需要专门的设备配合施工，并需要使用专业颜料对后续施工的具体轮廓进行涂样操作。施工人员应基于设计方案中提到的设计要求进行空位标注，确定测量无误后展开后续测量任务，并应以现场实际情况科学调整设计数据，为后续光面爆破技术应用优势的充分发挥奠定基础。

3.5钻孔

建议施工人员根据工程施工现场的不同情况选择合适的钻孔方式。以台架打眼方法为例，首先需要做好对掌子面的清洁工作，确保台架与掌子面紧密连接，应保证掌子面表面的平整性。钻孔施工环节则需要确保设置的周边炮眼的外插角的科学性，无论是过大还是过小均会影响到后续的施工进程。此外需要做好炮眼深度的调整工作，确保所设置的炮眼应处于同一个平面。

3.6清孔装药

正式装药前要求施工人员做好针对孔洞内部的全面清洁工作，如可能产生的岩灰、石硝等。除去使用相关器具进行施工清洁，技术人员同样要对具体的孔径、深度以及角度等进行最终确认，经检查所有环节与设计的施工规范相匹配后才可展开后续施工。而审核人员需要基于施工设计图纸进行药物的安装，要求匹配设计结构的特点，随后即可安装雷管。为避免产生施工安全隐患，建议首先在周边炮眼使用少量的药卷，随后将其与导爆索相连接以确保施工流程的安全。完成一系列的准备工作后，需要基于设计的炮眼直径确定最终装药量。

3.7起爆

光面爆破技术的应用需要基于预先确定的施工顺序展开相应的施工工作，作为设计人员需要严格遵循相应的起爆原则与起爆顺序，明确爆炸的间隔时间，建议施工人员使用包含复式结构的起爆网络。一般根据装药的不同形式可以将炮眼分为掏槽眼、缓冲眼和周边眼三种类型，选择起爆方式时同样可以将此作为主要的参考条件。要求起爆过程需要严格遵循延期爆破的基本原则，一般应按照“掏槽眼→辅助眼→底眼→缓冲眼→周边眼”的爆破顺序，从而保证爆破效果与爆破安全。正式起爆前需要详细检查导爆管的连接方式，检查无误后即可进行正式起爆。顺序检查完毕后需要确保每根起爆管的爆炸安全性，建立即发雷管与双雷管之间的有效连接，随后在导爆管的某段管子上使用绝缘物体将具有一定引爆作用的雷管缠上。全部检查无误后要求相关人员安排现场人员迅速撤离起爆位置，将撤退距离控制在300 m以上，并需要预先确认离地点是否能够保证人员安全。

3.8事后处理

完成起爆任务后相关人员要开启通风系统，保证施工现场的空气流通，为后续施工创造基础条件。随后专业人员要展开找点工作，选择使用必要设备排除爆破面的危险岩石，接着对墙面喷水，对现场起到一定的降尘作用。技术人员需要针对完成施工的岩石的具体变化情况进行检查，包括岩石的大小、断面的尺寸等，从而为后续爆破参数的设置提供参考依据。

现场施工人员需要严格遵循预先设定的设计要求设置炮孔的具体位置，保证掏槽角度控制的合理性，一般需要将角度控制在10°～15°的范围内。炮眼的底部需要确保其落在一个垂直面，并应将周边眼外插角的范围始终控制在3°范围内。光面爆破技术应用的周边应选择使用间隔装药的方式展开具体的施工任务，随后由施工人员使用胶布将小药卷紧紧绑扎在竹片上，将其送入到炮眼内部后进行导爆索的连接。掏槽眼则需要利用连续装药结构，为顺利进行爆破奠定基础。炮眼需要使用专用的炮泥将其堵塞，要求长度应大于20 cm。正式在炮眼中进行装药前要求预先清洁炮眼内部，并配合专业的技术人员对现场的爆破情况展开跟踪调查，包括围岩的具体变化，从而确保及时修正爆破参数，为顺利推进爆破工作奠定基础。

光面爆破技术是确保隧道工程施工顺利推进的关键手段。作为施工人员需要预先对施工现场进行系统评估，严格规范每个施工流程，明确爆破施工的具体细节，从而确保施工全程的安全性，为隧道工程施工能够实现预期的施工目标奠定基础。

【参考文献】

[1]高轩，王帅帅，王星，等.小断面铁路隧道凿岩台车钻孔施工光面爆破技术研究[J].现代隧道技术，2022，59（增刊1）：811-817.

[2]耿立才，马福彬，张继春，等.光面爆破技术在隧道掘进中的应用研究[J].公路，2022，67（9）：458-463.

[3]王晓勇.大长隧道水压聚能光面爆破技术与应用[J].科学技术创新，2022（21）：133-136.

[4]李钰.光面爆破技术在镇广高速秦家岭隧道中的应用[J].四川水泥，2022（7）：184-186.

[5]王慧敏.聚能水壓光面爆破技术在铁路隧道工程中的应用[J].四川水泥，2022（6）：268-270.

【作者简介】

熊春耀，男，1989年出生，工程师，学士，研究方向为隧道工程。

（编辑：于淼）