不良地质条件下隧道爆破施工技术

不良地质条件下隧道爆破施工技术

田海晟

甘肃久联爆破工程有限公司， 甘肃 定西 743000

摘要：铁路、公路施工是一项长期且艰巨的任务，在施工过程中会遇到各种各样的问题，其中最重要的就是隧道施工问题。爆破施工作为隧道工程中使用最多的施工手段之一，目前已得到广泛的应用。因此，本文针对不良地质条件下隧道爆破技术展开分析，总结技术要点并提出适应于各环节的质量控制措施，确保施工安全，提升整体品质。

关键词：不良地质；隧道爆破；技术要点

引言

为适应经济发展的需要，铁路、公路建设规模越来越大。而隧道作为施工中的主体结构，在施工时若遇到不良地质条件，除了影响施工质量之外，对于施工人员的人身安全也是一种潜在隐患。

1 隧道施工特点

1. 隧道爆破是在一定封闭空间内进行的，路基、石拱等都是在开放空间施工的，而隧道正是在非平稳道路区域，为消除一些地理障碍，在山岩或某些自然区域内实施的有目的人工处理，所有的工程几乎都是在密闭空间实施的。(2）隧道在施工前，需要进行专业的测量、准备施工材料，在进行隧道建设时，除要做好材料准备工作外，还需进行专门的地质勘探，针对隧道施工的周边地理环境进行调研分析，了解采取何种施工方式是最为有效、合适的，以保证工程的顺利实施。（3）在隧道施工期间，还需高度重视安全问题，隧道具体施工过程中，所有活动几乎都是在岩洞内进行的，岩洞内环境情况不明朗，随着施工的不断深入，许多危险情况往往是难以预估的，因此，在隧道施工过程中，还需从隧道质量入手，保障施工人员的安全。

2不良地质条件的危害

2.1 地表填土

因其填土层较厚且含水量较高，其具有松散的结构，就会容易导致地面下沉和变形，并且会导致塌陷。

2.2 软弱淤泥质土层

由于淤泥质土层具有低强度且易发生蠕动的特性，在进行爆破施工过程会造成大区域的塌陷，就可能发生地面下沉问题。

2.3 厚砂层

因其厚砂层密实度十分高（贯击指数N大于30），液压成槽机会用在松软的土质，通常贯击指数N大于30，挖掘速度会下降快速，而当N大于50时，挖掘则十分困难。根据以往的经验，认为液压成槽机施工时，N不应超过50，否者会使得成槽机施工困难且成槽垂直难度较大，不易控制。由于下面的厚沙层挖掘时间过长，会使得软土层晾槽时间过长，会增大软土层的塌陷的概率。

3 施工技术要点

3.1爆破设计

爆破设计方案的制定需要基于当地的地质条件，进行断面和进尺的开挖工作，以及器材的爆破。(1)周边眼之间的间距及最小抵抗线的选择需要参考围岩的自身特性，均匀错落有致地进行辅助炮眼的布置，使得辅助炮眼和周边炮眼保持在同一水平面，且加深20cm掏槽眼。(2)周边炮眼的装药量需要严格按照间隔装药的规则进行控制，均匀分布整个炮眼。(3)炸药要选择密度低、猛度低、爆速低的类型，以引爆导爆索。(4)周边炮眼的起爆可以运用微差爆破的方案，在起爆导爆索的时候使起爆的时间差减小。

3.2 放样布眼

在开挖隧道期间务必准确测定所有循环中的数据参数，并且反复核对，采取有效措施控制断面结构，运用红油漆标记开挖部位的轮廓线，进行炮眼点的定位处理，并且偏差不可超过5cm。

3.3 定位钻孔

钻眼依照标识进行作业。钻眼过程中应该始终和隧道轴线处于平行状态，除底眼外的炮眼应该小于眼底的5cm，如此岩粉方可由炮眼中有效流出。掏槽眼应该防止产生相互打穿的现象，底眼还要深于其他炮眼的20cm。

3.4 爆破装药

爆破的关键是装药量和装药的方法，例如要严格控制周边眼的装药量，需将药量沿整个炮眼合理分布，并能选择正确的炸药品种和装药结构。将周边眼的线装药密度做合理分布，这要根据周边眼孔距、爆破层厚度、石质及炸药种类等综合考虑装药量。就装药结构而言，可采用比炮眼直径小的药卷来间隔进行周边眼的装药，控制药卷与钻孔间1.25到2.0的不耦合系数，为了使保证起爆的稳定，需要控制药卷的直径。要科学合理地选择起爆雷管的段别，保证能够精确安排其安装位置，并确保起爆的先后顺序。

3.5安全警戒

建立以爆点为中心，爆破半径100米的警戒圈，设置警戒标志；设立爆破警戒指挥系统，用无线电对讲机和移动电话作为联系方式，保证信息联系畅通，确保爆破安全万无一失。

3.6 连线、起爆网络及爆破

(1)起爆网络一般会采用并簇连法，连线的顺序为：孔内雷管脚线分组→周边孔导爆索并接→同段非电雷管双发簇连→电雷管起爆。(2)起爆方法。警戒完成后，并确保起爆设施正常，起爆人员在安全区采用起爆器手动起爆电雷管，并引发其它爆破品爆破。在完成爆破后15min后进入爆区检查，确认无盲炮后方可解除警戒。(3)起爆顺序为：掏槽眼→辅助孔→周边眼→底板眼。

3.7 封孔

爆破施工完毕后，施工场地会留有残孔，孔内有剩余的PVC套管。需要用瓜米石干拌水泥对爆破孔进行密封堵塞，并辅以注浆填充措施，以避免通过爆破区域时发生无法保压、地面冒浆等事故。

4 施工应急预案

4.1 塌方

(1）超前地质预报工作应落实到位，注重对量测数据的整理与分析，创建时间-位移曲线图，依据实际情况灵活调整初期支护方式。（2）合理选择爆破装药量，遵循多打眼、少装药的原则，最大限度缓解对围岩的扰动性影响。（3）加强对施工质量的控制，通过超前预注浆的方式固结止水，检验格栅拱架、初支及衬砌，各项指标都要满足要求。（4）尽量缩短每循环进尺，减少围岩的暴露时间。（5）为确保掌子面稳定性，喷射混凝土需紧跟开挖作业，尽可能做到早封闭岩面，特殊情况下可喷射混凝土封闭掌子面，基于此方式提高支护结构强度。（6）对于地勘结果显示的不良地质区域，此部分施工中应加大量测频率，以所得结果为依据判断围岩状况，要求其具有稳定性，灵活修正初期支护参数，以维持整体稳定为前提，缩短二次衬砌的循环长度。（7）严格按照标准化要求设置隧道门禁系统、逃生系统以及相应应急物资等。

4.2岩爆

1. 施工过程中注意控制开挖顺序与掘进速度，采取台阶法开挖，使应力逐步释放，加大锚杆及钢筋网的防护强度，提高施工安全性。（2）结束隧道爆破作业后不可随即组织出碴作业，需给予至少2h的通风，待岩爆减弱后再通过洒水的方式处理掌子面，使该处塑性得以提高，避免岩体脆性过大的问题，随后找顶、喷混凝土。（3）对于岩爆较为严重地段，掌子面打设超前钻孔、注水以降低围岩表面张力，并喷射混凝土进行临时封闭。（4）做好超前地质预报工作，依据所得信息预判发生岩爆的概率，明确岩爆高地应力的范围和等级情况。

5结语

如何在不良地质条件下，在确保安全的情况下能够高效的完成隧道爆破施工，降低风险，节约成本，已经成为各企业单位急需考虑的问题，需要各单位不断总结经验，加强探讨，通过不断的提升爆破施工技术方案的合理性，通过技术角度，创新施工方法，做好安全保障工作。

参考文献：

[1]赵仲杰，潘永东，王治华．冲击回波法对隧道衬砌结构的数值模拟与应用[J]．工程地球物理学报，2018,15(5):660~666.

[2]刘涛.特长隧道软弱围岩地质条件下的快速施工研究[J].工程技术研究,2020,5(4):48-49.