高速公路隧道光面爆破施工技术应用分析
黄斌
广西桂大爆破工程有限公司
摘要：在隧道施工中，开挖是隧道施工的关键工序之一，选对好的开挖方法可以提高施工效率，而且爆破效果的好坏直接影响到隧道的施工进度及成本。本文结合笔者多年的研究与实践，探讨高速公路隧道光面爆破施工技术应用，以供参考。
关键词：高速公路隧道；光面爆破施工技术；实践应用
在隧道施工中，开挖是隧道施工的关键工序之一，选对好的开挖方法不仅能使超欠挖得到有效控制，提高施工质量，减少支护量，更提高了施工效率，所以爆破效果的好坏直接影响到隧道的施工进度及成本。光面爆破能控制隧道开挖超欠挖，减少爆破震波对围岩的扰动，提高围岩的自稳能力，减少隧道开挖时局部的小塌方，控制初期支护材料的浪费，节约施工成本，是隧道新奥方法施工的关键工序；是隧道管理与施工必须具备的要求。
1.光面爆破施工技术的应用原理分析
光面爆破技术指通过合理选择爆破参数与施工技术和方法，分区、分段微差爆破的一种爆破方式。该技术遵循临空面平整的规则，能够达到爆破轮廓线的设计要求。在高速公路工程中，光面爆破具有有效控制周边眼炸药的爆破作用，能够减少对围岩的干扰，保持隧道的稳定，充分发挥围岩的自承作用，确保施工安全，同时减少超挖和欠挖，在保障工程质量的前提下，节约成本，使效益最大化[1]。总体来讲，光面爆破存在三方面的技术要求，即隧道超欠挖、爆破过程及爆破面的平整度。若要保障光面爆破技术的正确应用和技术要求以及施工安全，需要从以上三个方面入手，有效控制各施工步骤的正确性和科学性，以保证施工质量。
2.光面爆破施工技术的应用特征
爆破施工时，爆破会破坏隧道断面轮廓，对岩壁和岩体造成一定程度的破坏。而光面爆破技术的应用会使爆破轮廓光滑平整，保持岩面岩壁的光滑性和规整性，保留岩壁自身的承重特征，使其不被破坏，并且减少隧道开凿的工作量和排渣量。在光面爆破作业会减少爆破的破坏力，不会大面积的爆震裂隙，即使受到人为因素的影响也仅会出现少量的裂隙，能够保障岩体原本的裂隙不会因受到爆破影响而造成二次扩展。相对传统爆破而言，光面爆破具有保持岩体稳定性的作用，可以提高施工的安全性[2]。
3.光面爆破施工技术在高速公路隧道开凿中的应用
3.1施工方案设计
首先是爆破形式。施工单位要综合考虑施工工期，环境、人工条件和技术条件，制订科学合理的并适合具体工程的光面爆破施工方案，并选择恰当的爆破形式。如在某工程项目中，项目设计组根据施工各方面的因素选择压顶式爆破作业，并将爆破孔设定在承重支柱的中间区域，钻凿垂直楔形光爆孔，并根据岩层结构和施工设备等情况，选择正确的施工方案，进而保证了爆破孔隙的延伸方向向着有利于施工的方向延伸，同时减少了光爆孔的数量，并在一定程度上减少了工作量，控制了施工危险系数。其次是爆破设备的选择。选择爆破设备之前，应先对当地地质进行勘测，确定岩体主体结构和开挖轮廓线上的地质结构及特性，从而选择正确的凿岩设备，并根据实际情况选择适合的炸药种类。如在开挖某隧道工程时，所选设备为气腿式凿岩设备，无论是钻头特点还是设备需要均符合开挖工程的需求；在炸药的选择上，利用2号岩石乳化炸药，并配备不耦合装药结构。对于雷管和传爆结构则选择非电毫秒微差雷管，并使用导爆索传爆装置，以保证施工工作的安全性。再者是涉及参数的设定。设计参数是项目正常、顺利施工的重要保证。周边眼距参数的设定需要参考光爆孔的直径和抵抗线，如在较稳定的岩层结构施工时，需要根据实际情况加大周边的眼间距参数；而隧道的跨度较小时，则需要结合实际情况及光爆孔具体的直径数值来计算周边眼距参数。
对于抵抗线而言，在设计时不仅要考虑光爆孔间距参数，还应考虑周边眼的装药量和耗药量以及钻凿深度数值，通过综合考虑和计算，最终确定抵抗线参数。光爆孔密集系数的设定与隧道光面层厚度系数和眼间距参数之间的比值有关。光爆孔的各项参数和掏槽方式，应该视项目的实际情况而定。如某工程根据围岩等级和开挖方式确定围岩断面各凿12个光爆孔，掏槽方式选择复试楔形，孔径直径4.3cm，光爆孔的方向和工作面呈50～57°夹角，最终选定光爆孔的设计参数[3]。
3.2施工主要程序及要点
首先是放样布眼。测量是光面爆破施工技术的第一步，应该选择适当的位置利用全站仪等测量设备对隧道开挖轮廓线进行精确的测量，在开挖部位确定坐标基准，并采集各坐标点，以确定光爆孔位置。利用基准点和各坐标点建立坐标系，布设轴线，以此来控制爆破裂缝的延伸方向。在光爆孔布眼环节中，要将各步骤放样误差考虑在内，并将误差控制在合理范围内，留有一定的变动余量。在各次放样作业环节中，要不断地重复检查工作，以保证光面爆破施工参数的正确性，并结合上次的开挖工作对下次的爆破参数进行优化和调整，弥补和处理欠挖施工。其次是钻孔掏槽。结合施工和光爆孔的布置位置，施工人员进行钻凿设备的选择，而后开展钻孔掏槽工作。在施工过程中，若非有技术人员及相关人员的许可，施工人员不得更换作业位置，并严格遵守开挖原则，“齐、平、准、直”地执行掏槽作业，并提前根据相关参数精准确定光爆孔的钻孔深度和角度，将误差控制在合理的范围内。如在某工程的作业中，要求将眼底间距误差和周边眼口误差分别控制在5cm和3cm以下[4]。针对掌子面凹凸系数较高的情况，对原有的光爆孔钻孑L深度进行调整，确保轮廓面的平整度和光滑度，并对已经开展的钻孑L掏槽作业进行数据分析和检查，及时纠正现有错误，调整和优化参数，确保后续的开挖工作顺利进行。再者是清孔装药。孔和掏槽工作结束后，要及时清理施工现场地面和掏槽光爆孔中残留的工作残渣，为下一步的装药工作做准备，且确保实际的装药量和设计要求相吻合，在设计参数的指引下完成定量的装药操作，并继续光爆孔的堵塞作业。在清孔装药作业完成后，施工人员要优先配置套风管和高压吹风机等机械设备，利用设备对光爆孔进行清理作业，除去其中的残留物质和杂质；严格遵守工作章程并遵照图纸进行严密的装药作业，使用直径较小的药卷开展连续性的装药作业；在施工过程中要确保雷管装置与8E：fL的一致性，并结合岩层性质选择适当的传爆装置，如在岩石较松散时选择导爆索。使用光面爆破专用的炮泥作为堵孔作业的主要用料，结合光爆孔的直径确定炮泥堵塞长度，并在后续的施工作业中，确保间隔装药和边眼起爆时间的一致性。最后是连接起爆网络。高速公路隧道施工中，施工人员应结合施工实际选择恰当的起爆网络构建方式，如复合式和族式。起爆网络连接时，应避免对导爆管拉结，不同炮眼之间的雷管链接数量应该相同。在起爆网络连接工作过程中应该对质量工作进行动态管理，全面开展质量检测工作，实行过程控制，对完成工作进行再次 检测，及时发现过程中的问题，并加以纠正和整改，做好人员清场工作和相关的安全措施和警示工作，而后实行起爆作业。还有瞎炮处理，如勘察工作和技术分析，不断优化方案。
4.结束语
综上所述，伴随我国经济结构不断完善，交通行业快速发展，只有落实优化光面爆破技术施工工艺，提高洞身爆破质量，相关人员经过多次对爆破参数的调整、施工工艺的改进，控制施工成本，才能真正提高了洞身开挖质量和效率。
参考文献：
[1]项海燕.高速公路小净距隧道开发及爆破施工控制技术的应用[J].交通世界，2019，2（2）：148-149.
[2]黄惠勇.遂宁培江二桥现浇连续箔梁桥支架体系设计与施工[J].工程技术研究，2020，5（16）：200-201.
[3]黄建强.宝天高速公路净土寺隧道光面爆破施工技术[J].甘肃科技纵横，2018，2（5）：180-181.
[4]俞定.花岗岩地层地铁隧道光面爆破技术应用研究[J].工程技术研究，2020，5（4）：64-65.