陈 杰
（中铁十四局集团第二工程有限公司，山东，泰安，271000）
【摘 要】随着社会经济以及交通运输事业迅速发展，公路隧道工程建设也越来越多，对于公路隧道大断面水压爆破施工技术要求也逐渐增高。本文主要针对位于广东省潮惠至惠州高速公路莲花山2号隧道大断面水压爆破施工技术进行分析探讨。
【关键词】隧道；大断面；爆破技术
一、前言
莲花山2号隧道位于广东省境内，为全线的重难点及控制性工程,起于汕尾市海丰县赤石镇，止于惠州市惠东县多祝镇。隧道左线长5140米，右线长5108米，爆破开挖总量154.2万方，分进、出口相向掘进。隧道隧址区构造发育，穿越两条影响较大的断裂带及五条岩性接触带，构造带岩体挤压严重，节理、裂隙极为发育，围岩等级具有一定的不稳定性。
该隧道区属丘陵地貌，地形起伏较大,隧道大断面水压爆破施工技术需与环境相协调，控制好爆破参数，才能更好的体现水压爆破技术特点，提高隧道工程质量，取得较好的应用效果。
二、隧道大断面水压爆破施工技术
2.1水压爆破概述
随着我国高速公路和高速铁路建设的快速发展，大断面大跨度形式隧道不断涌现。在大断面隧道施工中，如何选择正确的施工方法，以保证工程的安全和经济效益是一个十分重要的课题。本文中提到的莲花山2号隧道地质复杂，为特长隧道，左、右线独头掘进，工程量大、工期紧，任务重，是全线的控制性工程。从结构设计、超前支护设计、开挖方法、施工工艺等方面分析和研究了大断面隧道的稳定性，并提出了相应的处理方法。在水压隧道的施工中，传统的水工隧洞施工中增加了液压隧道的施工方法。由于水的冲击波速度远低于空气中的冲击波速度，使爆炸冲击波更好，降低了炸药的能量消耗，提高了效率，节省了炸药，降低了成本。
2.2隧道口爆破施工技术
隧道口高边坡支护稳定性对安全施工相当重要，在隧道大断面施工时，要充分考虑隧道大断面施工地形特点，结合地质情况，选择适宜的高边坡支护技术，避免滑坡及坍塌事故的出现，确保安全施工。本项目莲花山2号隧道进出口均改为端墙式洞门，采用明挖法施工，采用挖掘机分段、分层开挖，拱上部采用放坡开挖，拱下垂直边坡开挖，必要时辅以微震动爆破开挖，人工配合挖掘机刷边（仰）坡，隧道口进行水压爆破的时合理选用边坡支护技术来确保隧道口不因强烈爆破出现滑坡、坍塌等现象。此外，完善的地表及地下排水系统会很大程度降低水对其边坡稳定性影响，每开挖一层台阶，均要及时做好边仰坡防护，然后再进行下部台阶开挖，尽量减少开挖和刷坡范围。要注意施工时对环境的影响，并且还需兼顾美化环境及减少对环境所造成的破坏。
一般炮眼爆破分为三层：第一层，最外层隧道轮廓炮眼，为最后起爆，力度不能太大，否则容易把隧道的保留岩石破坏；第二层即中间层，关键的落岩作用爆破，中间起爆，主要将大部分岩石从平面上爆出来；第三层为最里层，关键的掏槽作用，将其中的岩石部分爆出来，为后来起爆创造自由面。
单位药量的计算方式：
Q1=K(0.4+0.6n3)w2
Q2=K(4+
式中 K—标准抛掷爆破单位耗药量，取K=1.5kg/m3；
n—爆破作用指数，弱抛掷取n=0.76；
w—最小抵抗线。
将K，n 代入可得：
Q1=0.995w2,kg/m Q2=1.08w2,kg/m
取单位耗药量系数Kˊ=1，则弱抛掷条形药包量计算公式
Q=w2,kg/m
爆破流程图
2.3水压爆破技术设计
采用光面爆破法施工，无轨运输。全断面液压衬砌台车泵送砼衬砌，砼搅拌运输车运送砼。施工支护采用锚、网、喷支护，喷射砼采用湿喷工艺。瓦斯地段爆破，爆破前检测瓦斯浓度，加强通风。最后一段延期时间不得超过130ms；采用煤矿专用炸药，不得使用硬化或水分超过0.5%的铵梯炸药。其爆破器材、母线、炮泥成分和堵塞长度、爆破方向、爆破网络等做专门设计。出碴：采取无轨运输。无轨运输主要采取挖掘机、装载机、自卸汽车相配合，衬砌：衬砌采用全断面液压衬砌台车。IV、V级围岩地段仰拱超前施做，衬砌紧跟。采用钻爆法施工，风枪钻孔，钻爆法开挖；采用无轨运输。全断面液压衬砌台车泵送砼衬砌，砼搅拌运输车运送砼。施工支护采用锚、网、喷支护，喷射砼采用湿喷工艺。通风：分前期和后期两种方案考虑。前期隧道采用压入式通风方案；超过1500m洞内设置一台风机与洞口风机串联，以减少风阻。
三、水压爆破技术注意事项及实施的效果
隧道施工的稳定性主要与边坡坡度、高度及施工质量等因素密切相关，在隧道水压爆破时，必须对隧道施工静荷载和动荷载进行全面分析，充分分析种植土、有机土、地表植物等因素，确保其符合施工要求。二是对周边道路以及土质的各项调查，并取土样进行标准击实强度试验，为制定合理的隧道施工水压爆破技术方案提供参考。三是依照水文地质，地址超前预报等，并参考以往同类项目隧道施工水压爆破技术控制方法及经验，选择最有效、安全、可行的控制参数及施工方法，这样可以尽力减少意外的事故的发生，确保工期及安全。水压爆破技术实施前对作业人员要做好技术、安全交底、教育培训及考核，让技术人员及作业人员掌握水压爆破技术工序流程、参数控制、安全注意事项、应急措施等，才能确保安全作业及施工计划节点目标的实现。
本项目隧道长度长，降低粉尘效果明显：通过现场试验比较，用水压爆破比用常规爆破所产生的粉尘要少很多，爆破产生的粉尘实测值为1.17mg/ m3，洞内粉尘降低45%以上，可见度明显增强；常规爆破需要30多分钟后才能到撑子面排险，水压爆破仅10分钟左右就可以到撑子面排险。水压爆破缓解了长、大隧道因爆破所产生粉尘多、通风困难的压力，有利于提高工效。同时爆破后岩石较破碎，粒径小于80cm的岩石占总体积的70％～75％（比较接近做路基填料），爆破渣堆抛距16m左右，易于机械挖装，爆破产生的噪声为58～82dB，采用DSV-4C振动测试仪监测爆破振动速度为0.52cm/s，均满足环保要求。
隧道断面积大，产生的效益显著：据现场试验得知，每循环爆破进尺比原来爆破进尺提高20~30cm,按二级围岩断面积设计碴量是127m3/m,则每循环可多爆破洞碴38.1 m3。
四、结束语
使用水压爆破，首先要购买水袋、炮泥机制造水袋和炮泥，其次是因为与传统单一装药的工艺不一样，因此使用水压爆破前必须对操作工人进行安全教育及作业培训。由于水压带给隧道爆破压力的增加，提高了爆破能量利用率，减少了炸药的爆炸量，提高了单周的物质含量。爆炸在水囊中的雾化效果相当于爆炸的一瞬间，增加了粉尘和有害气体的吸收，减少了爆破后隧道内粉尘浓度。所以利用水压爆破是一种节能和快速的方式。
参考文献：
[1]李英杰，浅谈隧道工程施工技术 建材与装饰 - 2015(24)
[2]王立成，某隧道工程塌方施工技术对策研究 山西建筑 - 2012, 33(7)
[3]陈志忠，铁路隧道工程洞口施工技术与变形处理监测研析 房地产导刊 - 2015(2)
论文作者:陈杰
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年3月总第208期
论文发表时间:2016/6/13
标签：隧道论文; 水压论文; 断面论文; 粉尘论文; 施工技术论文; 技术论文; 炸药论文; 《工程建设标准化》2016年3月总第208期论文;