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摘要：光面爆破技術日漸在隧道工程施工中受到重視。結合實際的隧道施工案例，詳細地對光面爆破技術進行了介紹，包括具體的施工工藝、施工措施以及質量監控等，為后續隧道工程提供經驗。

關鍵詞：光面爆破；隧道施工；不耦合裝藥 

1工程概況

某隧道工程是新建單線鐵路隧道，長272m。該工程在進口處以直線進入，但在全長中也有曲線，且進口處與出口處方向有3‰的坡度。該工程隧道的巖石屬于石灰巖一類，施工過程中沒有地下水滲入。

2實施方案

2.1施工方案

由于該單線鐵路隧道較短，屬于非重點工程，且施工隊資金匱乏，設備不齊全，需要以人工風槍鉆眼的方式進行挖掘，從進口處開始施工掘進，裝載機出渣，上下臺階先開挖上部，再繼續下挖。圖1所示為隧道橫斷面示意圖。該隧道具體施工順序為：首先挖拱部，并用混凝土初噴，然后復噴；接著以臺階式開挖下部，并用混凝土進行二襯施工，且仰拱混凝土與鋪底施工需保持35m的距離。在具體施工中，由于隧道淺埋圍巖變形大，再加上實際干擾因素多和施工誤差等，需要在實施工藝中增加隧道的預留變形量，寬度和高度各約預留10cm，所以隧道的實際挖掘高度為829cm，寬度為650cm。此次單線鐵路隧道的施工方案優勢在于資金花費小，施工危險小。加之單口的挖掘方式，對出口壓力疏散、運輸和通風等較為便捷；待挖通上部后，可以自然排煙，節約資源[1]。此外，該工程的施工順序較大程度地提高了施工安全及效率。

2.2爆破方案

由于該隧道工程是電氣化鐵路隧道，需通過導線為機車提供動能，所以要在隧道頂部進行錨固件錨固，因此對頂部巖石的結實程度要求較高，采用光面爆破技術可以降低開挖過程中對周圍巖石的擾動，從而達到對頂部巖石的整體性要求。另外，該技術可以較大程度地控制挖掘的范圍，從而降低對巖石的損壞程度，達到工程項目的要求，同時也提高了工程施工的質量，降低了經濟成本。爆破方案將該工程項目的開挖分為拱部和中下臺階3個部分。其中，拱部用水平布眼，以光面層爆破；中臺階垂直布眼，周邊以預留光面層爆破；下臺階用水平布眼，并光面爆破。

3光面爆破施工技術

3.1技術參數和裝藥量結構

3.1.1合理確定周邊眼間距在隧道施工中，影響光面爆破施工技術的重要參數是周邊眼距。在我國，爆破技術的周邊眼距按下式計算：（1）式（1）中：E為炸孔的距離（mm）；d為炮眼的直徑（mm）。在該工程項目中d取42mm，由于隧道的巖石以灰巖為主，硬度約80～100MPa，按照工程施工的基本要求，并確保灰巖的最大承載能力和減少損害，將炸孔的距離定為40cm。事實證明，炸孔間距為40cm是恰到好處，既沒有欠挖，也沒有超挖。3.1.2合理確定光面層厚度及炮眼集系數光面爆破技術的影響因素還有光面層厚度和炮眼集系數。光面層厚度是指周邊眼和最外層輔助眼中間的巖石層，取厚度為N，周邊眼間距為E、則周邊眼密集系數K及W的關系為：，K值的大小決定爆破效果，須保證E＜W，K一般取0.8～1.0。該工程取K為0.83，W為60cm。

3.1.3合理確定裝藥量在開鑿隧道時，炸藥的合理用量是保障隧道安全性和高質量的前提和準則。如果在鉆眼內填充的炸藥量過多，則會產生過大的沖擊力，容易將爆破以外的周邊巖石炸壞，甚至會產生掉塊超挖等現象[2]。如果填充的炸藥量過少，則不足以滿足爆破效果，使爆破面積過小，出現欠挖等情況，此時還得重新對周圍巖層補炮。因此，要嚴格控制炸藥密度，確保爆破質量。3.1.4采用不耦合裝藥光面爆破所采用的炸藥需要滿足不耦合性，以滿足同時爆破的需要。常規意義上采用的炸藥不耦合性一般需要大于2，且要求直徑較小的炸藥以確保穩定性，從而保證爆破的準確性與安全性，達到爆破的最佳效果。（1）炸眼的炸藥和裝藥結構。對于光爆技術所采用的炸藥配比要有嚴格的限制。藥卷一般選用巖石硝酸2#炸藥，長200mm，寬25mm。炸眼通常選用小直徑且不耦合的裝藥結構，不耦合系數約為1.7。（2）確保周邊炸眼引爆時間的一致性。對于爆破來說，引爆時間的一致性是爆破的關鍵之一。炸眼與炸眼之間的距離相近時，如果炸藥同時被引爆，就可以起到力量的疊加效應，達到事半功倍的效果。兩個炸眼之間的巖石受雙向拉力后會出現明顯的裂縫，最終形成平整的截面。如果爆破時間出現差異，對于巖石來說就會受力不均勻，使巖石層變的曲折不平整。因此要嚴格把控炸藥的引爆時間，完成高質量的爆破任務。

3.2施工工藝

3.2.1施工工藝流程施工工藝流程主要如下：測定圍巖參數→爆破參數預設計→試爆破→爆破效果評判→調整爆破參數→確定爆破參數→結合圍巖具體特征調整參數→鉆爆作業。（1）測量定位。在開鑿炮眼以前，要進行測量工作和布眼工作，要求測量人員熟悉隧道位置和精確定位，得到數據后的下一步工作是按照爆破設計圖紙，確定每一個炮眼所在的位置，然后確定地點并作好標記，畫好軌跡。要嚴格控制每一個坐標點的誤差，要求最大誤差≤5cm。（2）根據確定的位置進行打眼。打眼工作需要利用鉆機設備進行，這就必須要將鉆機設備與原有隧道方向周邊保持一致，在規定地點準確地進行開槽打眼。（3）鉆眼。鉆眼過程要保證外插角與眼深相協調，一般情況下，當眼深在3m左右時，外斜角要求小于3˚；當眼深達到5m左右時，外插角要求小于2˚。炮眼深度要保持一致，保證在爆破后橫截面在同一個平面上[3]。（4）清理孔中的雜物。在裝炸藥前，需用高壓風管將已鉆好的炮眼里面的廢料、廢渣清理干凈，以便確保炸藥填充一致，達到最佳效果。（5）炸藥填裝。每一個炮眼中填裝的炸藥量要基本保持一致，嚴格按照原設計圖中的需求量進行填制。裝藥完成后，每一個炮眼都需要用炮泥堵塞。對于每一個炮眼需要的炸藥量，需要精確計算，爭取達到爆破的最佳狀態。

3.2.2施工技術要點（1）確保施工過程中的四要素：齊、順、平、準。其中“準”指在施工過程中進行精確的定位、打孔、測量等工作；“順”指按照原先設定好的孔位依次開鑿；“平”指開鑿的孔位要有距離感，互相保持平行。“齊”指開鑿深度要保持一致，進而保證截面平整統一。（2）確保孔的開鑿質量。開鑿爆破孔是開鑿的基礎，同時也最為關鍵。開鑿時要有統一的施工管理人員進行規劃和領導，使每個施工人員落到實處、精準定位，保質保量地完成自己的工作。還需給每一個施工人員進行區域劃分，實行定人定崗體系，讓其按照順序依次作業，減少相互干擾所帶來的不必要麻煩，提高工作效率。開鑿完成后填裝炸藥及引線，完成爆破任務。

4結語

綜上所述，光面爆破技術是克服傳統爆破的一種新技術，簡單實用、操作性強，可達到全新的標準。該技術是當前實現人工精準操作的最佳選擇之一，可克服傳統爆破施工方法的碎石亂飛和炮眼利用率低等情況，從而提高爆破周邊巖石的穩定性，確保施工過程中更加快捷安全方便。這種技術可以使爆破面光滑平整，如刀切一般，而且不會出現超挖或欠挖的狀況，對工程的質量起到優化的作用。相比傳統爆破技術，該技術更加省工省力，能減少大量混凝土的噴射時間與用量，成本也急劇降低。當前我國已引進了光面爆破技術，但相關經驗還不足以支撐精確爆破，需要在實踐中不斷創新和總結經驗，將理論基礎和實踐相結合，徹底突破傳統爆破技術的不足，從而提高隧道施工的工程質量。

參考文獻：

[1]王建秀，鄒寶平，胡力繩.隧道及地下工程光面爆破技術研究現狀與展望[J].地下空間與工程學報，2013，9（4）：800-807.

[2]曹琴，吳戰，田新邦，等.光面爆破技術及其在隧道掘進中的應用[J].交通科技與經濟，2015（4）：105-109.

[3]李平.隧道光面爆破技術與應用[J].中國礦業，2007（7）：108-109.

作者：歐全文 單位：中鐵隧道集團三處有限公司