水利水电工程施工中隧洞钻孔爆破技术分析

水利水电工程施工中隧洞钻孔爆破技术分析

王鹏飞

陕西省引汉济渭工程建设有限公司   陕西省西安市

摘要：随着国内基础设施建设投资的不断增加，以隧洞建设为代表的基础设施类别应用更加广泛，我国水利水电工程隧洞数量也在不断增加。受地质环境、隧洞水平度等因素影响，隧洞施工中存在许多实际问题，如早期支护的不确定性、支护参数的分析计算不准确等。国内隧洞施工通常基于行业主流的新型施工理念，采用钻孔爆破技术实施水利水电工程隧洞施工。由于工程地质稳定性差、爆破施工冲击引起的荷载扰动，会降低围岩的整体稳定，导致隧洞围岩结构塑性发生改变，使得隧洞形变状况加剧。为确保施工质量及安全，本文就水利水电工程施工中隧洞钻孔爆破技术进行相关探究。

关键词：水利水电工程；施工技术；隧洞施工；钻孔爆破

中图分类号：TV512文献标识码：A

引言

对于水利水电工程，隧洞钻爆技术的应用极其重要。由于土壤质量和环境因素的干扰，施工单位在隧洞施工中容易出现问题。施工过程受阻，相关工作内容无法有效开展。为确保工程顺利进行，施工单位将选择隧洞钻爆技术，通过合理手段构建系统，加强相关模式的调整，选择合适的爆破材料和设备，以实现施工现场钻爆作业，从而保证后续工作的顺利开展，满足水利水电工程建设需要。不过，由于爆破技术本身存在一定的风险性，倘若准备不当或者安全措施没有及时跟进，便会对施工人员以及设备产生巨大的损害，这是施工单位在进行技术应用中所要重视的一大内容。

1 隧洞钻孔爆破技术

隧洞钻孔爆破技术主要采用钻孔、爆破充填、爆破土方开挖等施工技术，根据施工地质条件、断面尺寸、工时要求、支护方式、施工机械等因素进行施工。隧洞钻孔爆破技术主要由切割钻爆、辅助钻爆、周边钻爆组成。钻孔爆破形式的合理选择应满足隧洞工程中孔的尺寸要求。在水利水电工程中，隧洞施工采用钻孔爆破技术，必须严格按照设计图纸和规范进行，加强质量和安全控制，按照安全、数量、质量和布局规范，制定相应的安全防护措施及应急处置方案。

2 水利水电工程施工中隧洞钻孔爆破技术

2.1 测量放样

水利水电工程隧洞工程钻孔爆破施工前，应组织测量技术人员完成测量放线，通过全站仪设备准确定位爆破孔。然后用划线标出开挖轮廓，并按设计要求标出开口位置。在完成所有测量之后，需要安排专业人员负责检测，以保证各项数据信息精准无误，从而保证隧洞钻孔爆破施工的有序进行。

2.2 钻孔及参数设置

（1）钻孔。首先，影响爆破开挖效果的重要因素是孔径、深度、位置间距和炮孔外角。应选择合适的钻孔设备进行钻孔，并严格按照钻孔和爆破设计布局和爆破参数布置钻孔。其次，根据围岩的地质条件，选择浅或深循环进尺深度和单楔和多楔切割方法。要注重合理使用这两种切割形式，有效降低爆破震动的影响，达到最佳爆破效果。（2）爆破参数设置。第一，根据工程地质围岩等级、开挖位置、隧洞断面、机械设备等因素，得出钻爆设计参数。爆破参数的合理匹配是控制爆破的关键，施工中综合考虑动态调整。第二，爆破设计一般基于经验、类比和现场试验设计。爆破参数的基本依据是地质条件，但地质条件随着开挖进度不断变化，开挖面围岩的观察和描述。关键是预测围岩节理裂隙，快速调整爆破参数和施工工艺，或采取局部空孔不装药、炮孔向内移动、调整爆破顺序等措施。第三，掏槽眼段装药量最大，其爆破振动速度值测得最大，掏槽眼段装药量也是爆破参数匹配的重要控制关键。第四，为使装药的掏槽、扩槽各段能独立作用，合理时差可以降低爆破振动速度值及叠加现象。

2.3 确定炸药用量

对于施工单位而言，为确保水利水电工程隧洞施工爆破效果达到相关标准，需要合理控制炸药用量。当施工单位使用少量炸药进行爆破时，效果难以达到相关标准，不仅无法满足爆破需求，而且在施工现场留下安全隐患，威胁人员生命健康安全。如果施工单位使用大量炸药进行爆破，虽然会在相关区域进行爆破，但周边环境也会受到影响，这将大大增加施工单位承担的经济损失。为此，施工单位在选择爆破技术之前，需要根据相关标准选择炸药的数量，采用适当的方法，对利用量进行计算，保证了整个水利枢纽的安全运行，对于施工单位来讲也能够起到节省开支的目的。

2.4 爆破方法及要点

为了最大限度地发挥松动爆破的效果，必须将炸药送至孔底，以尽可能与孔底岩石接触。炸药顶部需要承受足够的压力，以平衡炸药的冲击力。使用的工具是直径为1200mm的钢筋制成的圆环（棉线编织成圆环中的倒锥网，底部致密，用于装载炸药）、起重机、支架、钢丝绳和塑料袋。爆炸前，将炸药与雷管连接，用塑料袋密封，填充少量土，使其居中，使聚能洞垂直于底部，然后将塑料袋置于锥形网底部，用袋子均匀覆盖塑料袋，然后用篮子将其吊至孔底。确认安全后，用雷管引爆。爆炸后，用绞车提升网并旋转钻孔，再次进行钻进，同时必须要求有经验丰富的司钻操作，防止爆炸后的岩层没有明显松动，导致钻具和工作人员受到损伤。

2.5 清理与支护

在清理过程中，废渣清理施工时间的控制与钻井速度的控制同等重要。合理选择运输清理排水设备的类型、型号和数量，准确确定隧洞内外的清理排水路径和场地，对清理、通风、除尘、排烟、排水、照明等工艺进行详细规划。在不确定的情况下，隧洞容易滑动和坍塌岩体，因此必须提前调查隧洞断面和地层，并采取适当的支护措施。防护方法主要有锚喷支护和框架支护，锚喷支挡主要为永久性和临时性相结合。同时，要确保孔口的充填密封性和水平，选用软硬性合适的填料，有效地提高井眼的利用率。

3 水利水电工程施工中隧洞钻孔爆破技术应用策略

3.1 方案交底

在水利水电工程隧洞围岩拱脚以上1~2m的区域，由于下台阶开挖高度环境不同，周边孔间距往往控制不当，导致隧洞超挖和欠挖。为避免这一问题，在实施爆破开挖技术之前，应对技术人员进行系统培训和技术交底。钻孔前，技术人员应熟悉炮孔点布置设计，严格按照交底计划进行钻孔。掏槽孔洞与周围孔洞的施钻，应由经验丰富的技术人员完成，钻孔时应严格控制风压，使钻杆产生较小幅度摆动。

3.2 事故预防

钻孔爆破引起的隧洞塌方是水利水电隧洞施工中常见的现象。在设计施工方案时，应考虑坍塌的位置、程度和概率，以便制定相应的预防和控制措施。其具体实现方法是使用Project、Revit等工具将钻爆工程的实际参数输入其中，从而构建一个真实的塌方实例。施工过程中，操作人员应了解炮孔布置的钻杆垂直度，控制钻头在孔内的流速，防止因压力和钻井泥浆对孔壁的冲击而坍塌。同时，要掌握钻进深度和地层变化，调整钻进参数，及时清理剩余钻渣。通过制定紧急事件处理计划和组建应急团队，确保可以及时处理突发坍塌事件，并将事故造成的损失降到最低。

结束语

综上所述，隧洞钻孔爆破技术是水利水电领域最常用的技术之一，一旦操作不当，就会发生事故。因此，相关部门及人员必须做好这项工作，最重要的是学习基础技术，做好自己的工作，让水利水电工程建设能够顺利推进。不仅能有效提高施工效率，降低风险因素，缓解外界因素的干扰，同时还能够对人员的生命健康安全产生良好的促进作用。

参考文献：

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