浅析高速公路隧道光面爆破施工技术

浅析高速公路隧道光面爆破施工技术

宋宇阳

中交隧道工程局有限公司北京100102

摘要：本文结合具体的速公路隧道工程的实际施工情况，细致的对光面爆破其自身的工作机理与参数选定还有施工技术等要点进行阐述。

关键词：高速公路；隧道；光面爆破；施工技术

1.光面爆破的相关机理

光面爆破主要是沿着开挖轮廓线设置间距相对较小的一种平行炮眼，其在光面炮眼里完成药量比较少的一种不耦合的装药方式，然后共同的完成起爆，爆破的时候需要沿着这些炮眼其中心连线破裂为一个比较平整的光面。通过对于国内外实验室研究以及现场生产实践能够看到，光面爆破是因为使用不耦合装药，药包在爆轰之后，炮眼壁上的压力明显减弱，这个时候药包自身产生的爆破作用则属于准静压力。在炮孔压力值比岩石自身抗压强度低的时候，在炮眼壁上并不会产生“压碎”损坏。这样爆轰波产生的应力波以及凿岩时在炮眼壁上形成的一种应力状态相同，这个时候只会产生少量的径向细小的裂隙。裂隙数目和其自身的长度会伴随着不耦合系数以及装药量存在一定的差别。通常在药包直径保持相同的时候，不耦合系数值如果较大，那么其自身所需要的药量则有所降低，并且细微裂隙数相对较少同时其自身的长度也要短一些。

光面炮眼组共同起爆的过程中，因为起爆器材在起爆时间上会出现一定的误差，其无法保持在相同的时刻进行爆炸。最先起爆的药包其自身受到应力波作用在炮眼附近会出现比较细微的径向裂隙。因为B炮眼自身起到的导向作用，结果附近两炮眼连心线之间的那条径向裂隙则会优先的进行发育。在爆炸气体的影响下，这一条裂隙会不断的进行延伸与扩展，在相近两炮眼的连心线同眼壁相互教会的位置会出现一种应力集中的情况，这一位置的拉应力则相对较大。A、B两炮眼里爆炸气体自身的气楔作用会把这些径向裂隙给予扩展，并且成为一种贯通的裂隙。

2.光面爆破在隧道施工的应用

2.1工程概况

某高速公路隧道其自身的设计衬砌断面主要使用马蹄形的断面，Ⅴ级围岩进行开挖断面的高度在10.25m，宽度为12.78m，断面积保持在107.16m2，Ⅳ级围岩开挖断面其自身的高度为9.75m，宽为12.46m，断面积保持在98.94m2。隧道洞身所进行的开挖主要是选择光面爆破的方式，炮眼钻孔选择YT28气动的凿岩机，钻孔自身的直径保持在φ42，Ⅳ和Ⅴ级围岩都使用的是上台阶全断面一次爆破完成开挖，下台阶左右分幅拉槽去完成开挖。上台阶拱脚是隧道断面的起拱线位置，Ⅳ级围岩高度处于6.2m，断面积为61m2，Ⅴ级围岩其自身的高度保持在6.4m，断面积则保持在64.1m2，下台阶高度Ⅳ级围岩则保持在2.4m，Ⅴ级围岩则保持在2.6m。

2.2对光面爆破进行的设计

（1）对爆破器材进行选定。按照施工过程中经常会用到的爆破器材和本地的具体情况，隧道选择的爆破器材经常会使用直径在32mm，每卷其自身的长度保持在20cm，重量保持在200g，爆速超出3200m/s的2号岩石乳化炸药当成是主爆药，附近眼主要使用导爆索去进行引爆，电雷管以及非电毫秒延期雷管当成是主要的起爆器材。

（2）对爆破参数给予确认。本隧道主要四月的是一种是平巷掘进的爆破方式，平巷掘进其自身的特点是仅仅具备一个自由面，并且炮眼自身的深度被严重的制约，通常仅有1.5-3.5m。平巷掘进里的炮眼，按照其自身位置的作用上的差异，也能够被细分为掏槽眼和辅助眼与周边眼。周边眼又能够被分成顶眼和底眼以及帮眼。三种炮眼起到的作用也各不相同，其不论是字啊孔深还是孔角，亦或是孔间距与排间距上也存在差异。

①孔位所进行的确认。孔位进行的确定直接会对爆破面的形状和大小以及轮廓产生影响。而对炮孔产生影响的主要是岩石自身的坚固系数和爆破面积还有其自身的深度等。按照辅助眼以及附近眼的设置原则，其自身的间距按照岩石存在的性质去进行确认。

②孔径的确定。炮眼自身直径的大小会对钻眼速度和工作面的炮眼数目以及单位岩石炸药消耗量还有爆落岩石的块度自己掌子面轮廓的平整性产生制约与限制。炮眼直径上的提升，能够便于爆炸自身稳定性上的提升、会是爆炸速度不断的增大。可是，炮眼其自身的直径太大的话不但会使得钻速有所降低，并且还会因为炮眼数目上的减少而使得药量无法保持均匀的分布，使岩石破碎质量也会变弱。因为其选择的是普通的钻机，为了能够便于钻眼，并且令钻眼的效率得到提升，掏槽眼和辅助眼以及周边眼还有底眼炮眼直径都选择42mm，装药直径则设置为32mm。

③孔深的确定。炮眼自身的深度也对循环钻眼的时间和装渣工作量以及循环时间还有施工组织自身的掘进速度有所影响。这里提到的有效的炮眼深度，主要是在对围岩以及掌子面稳定给予保证的前提下，可以充分的发挥出钻孔机具自身的钻进效率，同时能够得到较好的爆破效果的一次爆破的最大进尺。按照围岩自身的条件，断面形状以及尺寸，还有初期进行支护的结构尺寸，钻孔设备自身的合理使用等进行确定。

④孔角的确定。掏槽眼的形式被分为了倾斜掏槽眼和平行眼直线掏槽眼以及混合式掏槽眼等三种。倾斜掏槽眼其自身的特点和与工作面保持相交，并且被分成：单向掏槽和锥形掏槽以及楔形掏槽。在对其进行设计的过程中需要对于断面较宽和炮眼较深以及掏槽形式去给予考量，选择楔形的掏槽。楔形掏槽里，每对掏槽眼孔眼其自身的间距大多在1-4m，眼底自身的间距则保持在0.1-0.3m，炮眼的数目应该设置在4到6个。掏槽眼和工作面之间的交角需要保持在75到65度。Ⅴ级围岩段开挖进的尺在保持在2m的时候则应该运用单层掏槽的方式，Ⅳ级围岩段开挖的进尺其被保持在3m的过程中应该会用到双层掏槽，其他炮眼则应该运用平行眼去完成所需要的爆破。

3.施工技术要点

3.1放样布眼。隧道开挖在进行一次循环之后则需要对其进行测量，并且对开挖断面给予控制，在开挖面上使用红油漆去将出隧道开挖的轮廓线进行划分，并且将炮眼的位置进行确认，其中存在的误差不能够超出5厘米。

3.2定位钻孔。钻眼参照设计所规定的位置去进行。钻眼的过程中掘进眼应该与隧道轴线保持平行，出了底眼以外，其它的炮眼口以及眼底对比要少于5厘米，另其可以使得钻孔过程中其中的岩粉保持自然的流出，附近眼外插角则需要被控制在2度到3度。掏槽眼严禁彼此进行打穿或者是相交，眼底和其他的炮眼相比要深20厘米。

3.3清孔装药。充气只要使用高压吹风给予有效的清除，检查爆破孔出现的数量。装卸的时候需要对雷管进行有效的分装，并且按照爆破设计顺序去进行装药在对其进行装满药物之后，以及进行充电之前，使用高压空气将孔中的粉末给予吹入，使用枪杆检查孔中是不是出现了堵塞物。把电荷分为小块，严格对单孔电荷进行控制。周围孔眼其自身的堵塞长度不低于25cm，爆裂网络的连接，使用“抓”法，分梁分裂的对其进行连接，每间隔12根塑料去将管束进行引爆，每束需要进行2根雷管的捆装。

3.4网络连接。起爆网使用复式网络，联接的时候需要将每组一致在12根之中；联接雷管运用同样的段别，并且运用低段别的雷管。雷管在进行联接完成之后还需专人去对其进行相关的检查，检查雷管自身的连接质量是不是会出现漏联的雷管，在检查不出现问题之后完成起爆。

结束语

综上所述，光面爆破之后岩面比较光滑并且平整，用肉眼几乎是不能够发现爆破裂隙的，其原本构造裂隙也并不会因为爆破带来的影响而产生比较显著的扩展，其能够令隧道围岩保持自身的整体性与稳定性，所以也能够非常有效合理的对施工安全给予有效的保证，为施工的快速完成缔造了良好的施工条件。

参考文献：

[1]张小康，光面爆破技术在软岩隧道掘进中的应用，《山西焦煤科技》2007年11期