浙江京安爆破工程有限公司 浙江杭州 310000
摘要：公路隧道工程施工使用传统爆破方式逐渐显现问题，如，隧道轮廓线失衡、后续施工难度大等。利用光面爆破技术有利于保证隧道的平整性，避免隧道轮廓线高低不平，为后续施工提供帮助。光面爆破技术能改善隧道施工的超挖问题，提升工程建设质量，节省工程建设成本。立足安全角度，应用光面爆破技术利于降低隧道裂缝的产生量，支护要求较低，保护施工企业效益的同时，达成安全施工模板。
关键词：公路隧道；光面爆破技术；应用
1光面爆破施工技术应用原理
光面爆破施工技术的主要应用原理是，在高速公路工程隧道开挖轮廓线上钻凿出一定数量（保持适当的排列方法、间隔距离与匹配最小抵抗线）的光爆孔，随后在光爆孔中填入适当的炸药量。本质层面来讲，光面爆破施工技术也可以被视作隧道开挖超欠挖、隧道爆破以及平整度控制三项技术的综合体。具体来讲，则是在光爆孔以及所采用的特殊装药结构（如不耦合装药结构）的基础上，结合实际施工情况，控制装药量，开展起爆作业，控制炸药的爆破作用（将其所产生的原有做功形式转变为爆破力做功形式），从而实现对隧道眼壁岩体破坏作用的有效控制，将隧道排爆破裂缝向预期方向延伸（粉碎圈以外的岩石则受到压缩波的持续影响而出现径向裂缝，随后以拉射波形式进行反方向传播），最终出现爆破漏斗，在高速公路隧道开挖面中形成光滑壁面。
2光面爆破施工技术的主要应用特征
2.1规整性特征
在应用其他爆破施工技术时，爆破力会对隧道断面轮廓眼壁岩体造成一定程度的破坏。而光面爆破施工技术的应用，则可以在隧道开挖轮廓中形成具有连续性的光滑壁面（尽管在松软岩层中也会形成具有较高光滑平整性的壁面），并可以实现隧道开挖作业量、排渣量的共同减少。
2.2岩体稳定性
在正确应用光面爆破施工技术的前提下，爆破作业过程中并不会产生大量的爆震裂隙（受到人为与环境因素影响，仅会产生少量裂隙），且高速公路隧道原有构造裂隙也不会受到爆破力影响而出现二次扩展问题。相对而言，光面爆破施工技术具有保持岩体稳定性的应用特征及优势，大幅提高了施工安全系数，更加适合松软破碎岩层的施工区域。
3光面爆破施工技术设计方案的制定
3.1选择适当的爆破形式
施工单位应结合实际施工情况，制定具有高度合理性与可行性的光面爆破作业方案。例如，在某高速公路工程中，项目组结合实际情况选择压顶式爆破作业形式，并将光爆孔设置在掌子面中间区域，钻凿垂直楔形光爆孔，并根据岩层结构分布情况制定适当的钻凿施工方案（选择适当的掏槽角度），从而实现了对爆破裂缝延伸方向的控制，同时适当地减少了光爆孔的数量。
3.2选择适当的设备装置
对于凿岩设备的选择，则需要结合实际施工情况（开挖轮廓线地层结构），选择适当规格型号的凿岩机械设备。例如，在某高速公路工程中，所配置的凿岩设备为气腿式凿岩机，设备的钻头直径大小、钻杆长度（同时配置多种不同长度的钻杆）均符合实际施工要求。对于炸药种类的选择，同样也需要结合实际情况，选择适当的炸药种类。例如，某工程中所选炸药为2号岩石乳化炸药。对于装药结构而言，需要选择与所钻凿光爆孔相匹配的特殊装药结构，如普遍选择配置不耦合装药结构。对于雷管和传爆结构而言，需要优先配置非电毫秒微差雷管，并使用导爆索传爆装置。
3.3设计作业参数
周边眼间距参数的设定，需要基于光爆孔直径数值和抵抗线。例如，在所分布岩层结构较为稳定时，则需要适当加大周边眼间距参数大小。而在高速公路隧道跨度相对较小时，则需要适当缩小周边眼间距参数、加大抵抗线。此外，还需要根据光爆孔具体直径数值来计算周边眼间距参数。
对于最小抵抗线的设定，需要在周边眼设计装药量、光爆孔间距参数、单位耗药量以及光爆孔钻凿深度数值的基础上加以计算，保证岩石爆破抗力与装药量（爆破系数）二者之间的匹配性。
对于光爆孔密集系数的设定，需要结合实际施工情况和高速公路隧道光面层厚度数值与周边眼间距参数之间的正确比值，而这一比值也是光爆孔的密集系数。
对于光爆孔各项参数和掏槽方式的设定，需要结合高速公路隧道围岩等级、隧道开挖方式而定。以某工程为例，各级围岩断面中各钻凿10个光爆孔（选定复式楔形掏槽方式），孔径数值为4.2cm，光爆孔和工作面二者之间的夹角大小为50°~56°，最终所制定的光爆孔设计参数如表1所示。
表1 光爆孔设计参数表
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4公路施工中的隧道光面爆破技术应用
4.1测量及钻眼中的应用
公路隧道施工中的关键环节是测量放样，该环节是爆破技术的基础性工作，需满足光面暴露的施工标准。测量放样时利用全站仪处理相关问题，保证隧道中心线与拱顶高程的准确性，放样测量工作所需标准隧道施工的轮廓线，利用特殊标记明确钻孔位置，保证钻孔布设满足技术要求，测量放样工作的开展能及时调整爆破参数，从而有利于提升光面爆破技术的应用效果。在钻眼布置时，针对公路隧道的施工标准进行分析，保证钻眼后的爆破工作有效开展，钻眼布置需注重方向与隧道地质垂直，槽眼深度大于普通钻孔20cm。硬岩施工时，眼口设置在轮廓线10cm以内的距离。
4.2清孔作业的应用
公路隧道施工时，针对挖掘面的不平衡现状，可利用光面爆破技术调整钻眼位置，保证钻眼深度的统一性，在同一平面下达到处理面平整的目标。钻眼施工需保证设备及地面处于垂直状态，控制钻眼直径及深度，满足设计标准。爆破转眼施工后，检测其深度，与公路隧道设计标准一致后，展开后续的爆破工作。钻眼施工后，需对钻眼进行清理，观察钻孔沉渣是否达到预定标准，若沉渣量较大需完成清孔作业。清孔作业以清孔器施工为主，将岩体中的积水及石硝清理，避免杂物对爆破效果产生影响。钻孔作业结束后，检查孔径及深度等，从而评价钻眼是否到技术标准。
4.3爆破施工的应用
根据设计图纸对钻眼进行分组后，自上而下装配炸药，避免雷管发生混淆。为防止不耦合系数对爆破参数产生影响，可利用小剂量的导爆索。炸药安装后根据钻眼位置确定泡泥，一般情况下，堵塞周围钻眼的长度应当在20cm及40cm。光面爆破施工技术为达到预期的标准，在各个钻眼爆破的同时，可利用分段并联法连接炸药，满足起爆标准。爆破施工中观察导爆索是否发生超前破坏。为保证炸药同时爆炸，也可采取高端延迟雷管进行爆破。
结束语
只有对光面爆破施工技术的主要工序流程与各项技术应用要点进行全面研究，并在其基础上树立正确的安全生产建设理念，灵活采用上述质量控制与安全措施，才能保证高速公路隧道光面爆破施工质量和作业安全系数，以确保后续施工活动的有序进行。
参考文献：
[1]叶恒丰．光面爆破施工中爆破参数的选择原则与优化[J]．企业技术开发，2014，33（11）：174-175．