光面爆破在隧道施工中的应用

蒋　嘉

（广东鸿高工程建设集团有限公司，广东 东莞　523000）

摘　要：我国经济的发展，科技的进步，为隧道施工带来了极大的机遇，隧道施工技术相比之前提升了一个台阶。隧道施工作为整个工程的重点环节，必须保证施工技术达到预期的效果，而光面爆破技术是隧道施工的关键，此项技术决定着隧道施工是否能够正常进行，施工完毕后是否能够正常使用，因此爆破技术是隧道施工的重中之重。本文主要阐述了光面爆破在隧道施工中的应用。

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关键词 ：光面爆破；隧道施工；爆破设计

中图分类号：U455.6　　文献标志码：A　　文章编号：1000-8772（2015）08-0174-02

收稿日期：2015-02-10

作者简介：蒋嘉（1966-），男，湖南娄底人，本科，工程师。研究方向：公路隧道施工技术及现在管理。

隧道施工难度比较大，危险系数很高，需要采用不同的方法对其进行施工。但是，一般的施工方法会在一定程度上破坏围岩，降低其稳定性，形成一种比较严重的超欠挖现象。对于这种情况，采用光面爆破技术能够对爆破范围进行有效控制，保持围岩的稳定性。光面爆破技术能够对周边眼的爆破参数进行必要的调整，使爆破形成一种贯通的破裂缝，内围岩体裂解，并向临空面抛掷。这种爆破能够在很大程度上降低裂缝，使爆破后的岩石有一个较为清晰的轮廓，方便对隧道实施下一步施工方案，使隧道施工顺利进行。

一、工程概况

由山东省公路建设（集团）有限公司承建的东莞高速公路东莞段（含清溪支线）第九合同段，全线长3.899Km，其中走马岗隧道位于东莞市樟木头镇附近，设计为时速100Km 分离式双向六车道隧道， 净空14.75*5.0m， 起止桩号为： 左线ZK21+157 ～ ZK24+300， 长3143m； 右线YK21+170 ～ YK24+305，长3135m。本工程为从（化）至（东）莞高速公路全线控制性工程。

二、工程地质

断层造成岩层破碎并产生大面积较厚的残坡积层，降低隧道的级别，影响隧道围岩稳定性。

WF2 断裂构造：WF2 断裂构造位于主线

ZK21+660 ～ ZK21+670、YK21+675 ～ YK21+685 段， 倾向约101°，倾角约69°，视宽度约4 ～ 5 米，影响范围约35 米，受断裂影响，岩石节理发育，岩体破碎。

WF3 断裂构造：WF3 断裂构造位于主线

ZK22+020 ～ ZK22+030、YK22+015 ～ YK22+025 段，倾向约131°，倾角约77°，视宽度约3 ～ 4 米，影响范围约90 米，受断裂影响，岩石节理发育，岩体破碎，富含裂隙水。

WF4 断裂构造：WF4 断裂构造位于主线

ZK23+060 ～ ZK23+070、YK23+060 ～ YK23+070 段，倾向约121°，倾角约71°，视宽度约2 ～ 3 米，影响范围约60 米，受断裂影响，岩石节理发育，岩体破碎，富含裂隙水。

WF5 断裂构造：WF5 断裂构造位于主线

ZK23+360 ～ ZK23+370、YK23+370 ～ YK23+380 段，倾向约98°，倾角约72°，视宽度约2.5 ～ 4 米，影响范围约55 米，受断裂影响，岩石节理发育，岩体破碎，富含裂隙水。

WF6 断裂构造：WF6 断裂构造位于主线

ZK23+485 ～ ZK23+495、YK23+490 ～ YK23+500 段，倾向约109°，倾角约70°，视宽度约0.5 ～ 1.5 米，影响范围约75米，受断裂影响，岩石节理发育，岩体破碎，富含裂隙水。

WF7 断裂构造：WF6 断裂构造位于主线

ZK23+935 ～ ZK23+945、YK23+870 ～ YK23+880 段，倾向约22°，倾角约69°，视宽度约0.8 ～ 2.5 米，影响范围约165米，受断裂影响，岩石节理发育，岩体破碎，富含裂隙水。

本隧道进出口地质条件基本相同。进出口洞口覆盖粉质粘土、全风化岩层，围岩为粉质黏土、全风化岩，土质松软，岩石破碎，孔隙较大，稳定性差，透水性差，且处于地下水位以上，对洞口稳定有一定影响。隧道洞口施工应注意暴雨期间雨水对洞口地面的冲刷破坏作用，宜采取截流、疏排措施，在洞顶设置截水沟，隧道洞口下坡处设置横向截水沟。

三、爆破设计

（一）参数选择

光面爆破主要是把周边眼一定范围内的岩石爆破下来，使岩石壁有一个规则的轮廓，并且在最大程度上使半边眼痕迹进行保留，爆破与药物的密度(q)、最小抵抗线(w) 有很大关系，规则轮廓主要和炮眼间距(E)、相对距离(m=E/W) 有很大关系，半边眼痕迹主要和不偶合系数(D=d 炮眼/d 炸药) 有很大关系。具体关系见表1。

（二）掏槽形式及装药结构

隧道爆破技术的关键因素是掏槽，假如掏槽失败，周边眼不能形成理想的临空面，爆破就会使残眼加深，大大降低了炮眼的利用率，所以，在此基础上应当选择适合具体环境的掏槽形式。一般情况下采用的掏槽形式主要有中空直眼掏槽和楔形掏槽两种。周边眼装药采用Ф25 光爆药卷间隔装药，导爆索连接。

四、光面爆破在隧道施工中的应用

（一）洞身施工的方法

由于受到隧道环境和地质设计的影响，应使用新奥法对其进行施工爆破，这种方法遵循“少扰动、紧封闭”的原则。不同级别的围岩根据情况不同，采用不同的施工方法，比如，Ⅲ级围岩使用台阶施工法。对整个施工通过TSP 地震波对地质情况进行针对性地探测，并选择与之相应的施工方法。

（二）施工工艺与方法

根据隧道爆破计划，在对爆破试验进行围岩选择时，应选择与隧道岩石相似的围岩（围岩具体分级见表2），并对设备进行维护、准备各种合适的材料。在实际隧道施工过程中，由于侧壁导坑断面相对比较多，提高了支护的复杂性。由于中壁导坑断面相对比较少，极大加快了施工的速度，降低了支护的复杂性。

1. 施工前的准备: 爆破施工前，准备好需要的材料、必要的设备，各种工具，最为重要的是应严格选择围岩，以便为爆破试验做好充分准备，最大程度上保证爆破试验的效果，使爆破施工的隐患降到最低。

2. 测量画线: 爆破方向的确定是非常重要的，采用经纬仪进行方向的确定和标高的控制，用一定量的红油漆对开挖面的中心线和轮廓线进行必要的绘制，在300 m 左右处对中心线和轮廓线进行定位，并标识出炮孔的位置，炮孔位置误差应小于5cm。

3. 钻孔: 确定炮眼的位置后，对其进行必要的钻孔，钻孔位置的误差应降低到最小。在钻孔之前，应保证隧道轴线和保钻杆两者的平衡，并对墙和拱顶进行必要的调整。周边眼的直径也有规范，一般是钻孔直径的10 倍左右。必须要保证钻杆外插角大于30 度，与此同时，开挖台阶小于3 cm。掏槽眼时，还需要对角度、眼间距和深度进行必要的控制。

4. 清孔装药: 装药前应对孔进行必要的清理，采用高压风枪对其进行彻底的清理。用木塞堵住底眼，预防淤孔。

5. 连网起爆: 爆破技术采用连网起爆中的复式网络连接，对雷管进行必要的分段，对装置雷管的胶布进行必要的包扎。

对导爆管的要求相对较高，一般情况下使导爆管的自由端处于10cm 处。

6. 通风系统: 还需要对起爆后的环境进行通风排烟，起爆后由于药物燃烧生成的物质会对环境产生了一定的污染，需要开启通风系统，保持作业空间环境的良好。

7. 清理石块: 根据专业人员的要求，采用钢钎清理爆破面出现的危险石块，并对其进行喷水除尘。

五、结束语

由上文可以看出，光面爆破技术在很大程度上能够对隧道起到顺利施工的作用。在光面爆破中，爆破系数对爆破的稳定和岩层稳定也具有非常大的参考价值，通过对隧道施工技术的分析和研究可以得出，爆破技术的成功与否和爆破参数有很大关系，爆破参数是爆破成功的一个重要因素，所以，需要根据具体环境，对爆破系数进行正确地评估，选择合适的爆破参数。想要使爆破达到比较理想的效果，就必须对各种因素进行分析和研究，根据地理环境和参数进行安全施工。

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参考文献：

[1] 谭庆令. 光面爆破技术在隧道施工中的应用[J]. 科技风,2012(24):138-139,146.

（责任编辑：赵媛）