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摘要：爆破是隧道工程中的关键环节之一，关系着整个隧道的工程质量。在进行隧道施工中，为保证施工质量，尽量减少对围岩的扰动是十分重要的，因此隧道周边的光面爆破是隧道爆破的一个关键点。在隧道爆破中中采用钻爆施工法，能有效提高隧道的施工效率，提高爆破循环进尺，降低爆破成本，并提高的隧道工作的质量和安全系数，保障隧道运营安全。
关键词：隧道开挖；钻爆法；施工技术
由于钻爆施工法具有经济、高效及对对地质适应能力强的明显优势，所以至今仍是我国隧道开挖施工中的最重要和最常用的技术手段。我国已建成的各类隧道、隧洞有上万座，总长度超过7000公里，其中90%以上的隧道是采用钻爆施工法完成施工的。可以说，在我国，钻爆施工法已经成为隧道施工中最主要的技术手段了。为了保证施工的质量和施工过程的安全，采用钻爆施工法必须从设计到施工严格按照规范，加强监督，克服各种影响施工的不良因素，积极改良技术手段，引进先进的施工技术，制定科学合理的施工方案，保证施工的顺利进行。本文主要以某隧道修建中所采用的钻爆施工法为例，进一步研究在隧道开挖中的钻爆施工法。
1 钻爆施工法
钻爆施工法是通过钻孔、装药、爆破开挖岩石的方法，简称钻爆法。这一方法从早期由人工手把钎、锤击凿孔，用火雷管逐个引爆单个药包发展到用凿岩台车或多臂钻车钻孔，运用毫秒爆破、预裂爆破及光面爆破等爆破技术。施工前，要根据地质条件、断面大小、支护方式、工期要求以及施工设备、技术等条件，选定掘进方式[1]。现选取以具体施工案例，介绍钻爆施工法的具体内容及其特点。
2 影响钻爆施工法的主要因素
(1)影响隧道爆破施工的因素有很多,其中主要因素还是工程的地质条件。因此,我们在进行工程施工前,要对地质进行详细的勘查,并且根据勘查信息对其进行相应的处理,最大限度的减少工程地质对隧道爆破施工影响。除此之外,我们在进洞后,还要对相关数据信息进行调查,以便于对于工程施工的设计。下面我们就工程地质对隧道钻爆法施工工程的影响进行简要的介绍。
(1)围岩结构特征和完整状态在进行隧道工程施工的时候,我们首先要保证的就是岩体的稳定性,而围岩结构特征和完整状态是其基本因素,因此在进行工程施工时,一定要对围岩的完整度进行一定的保障。不过在一些特殊的地质环境当中,围岩的结构和完整状态都不是很好,这严重影响道路工程的质量,因此在进行工程施工前,要对工程地质进行仔细的勘查,而且还要采用其他方法来整理围岩结构的稳定性。
(2)岩体强度在工程施工过程中有着十分重要的作用,它不仅是围岩质量的反映,还是岩体对外的抵抗能力的表现。所以,在工程施工的时候,我们要对岩体强度进行仔细的分析,根据不同的情况进行不同的施工处理,从而保证在工程施工当中不会受到影响。
水文地质的影响也对隧道工程施工带来了严重的影响,它不但降低了围岩的稳定性,还给工程施工带来了一定的难度,对隧道的施工设计带来了严重的影响。因此,在进行工程施工前,要对隧道的水文地质进行详细的勘查,然后在通过其他方面的技术对其进行处理,以保证隧道工程的顺利施工[2]。
3.钻爆法的施工效应
在隧道施工中采用钻爆法时，炸药的潜能瞬间释放，使炸药周围的岩石产生非弹性变形，形成岩石压碎圈和破碎圈。其中有一部分能量转化为地震波，另一部分能量转化为空气冲击波。由此而引起的爆破地震效应、冲击波超压、爆破噪声等副效应被称为爆破三害[3]。
4 钻爆法施工实践
4.1施工环境及背景
以某高速公路隧道施工为例，某高速公路合同段全长7.54公里,其中隧道折合单线长度3. 102km,占全线工程的41%。该地段沿线地形起伏大,地形切割强烈,山体自然坡度多在20°~50°之间,冲沟纵横交错,山坡上植被较发育。由于该路段位于自然保护区内，对施工环保要求较高。
该隧道围岩主要为微风化粉砂岩,Ⅱ类围岩为259米，Ⅲ类围岩为235米,IV类围岩为155米，中间还有长约30米的断层带，岩层破碎，节埋裂隙发育。隧道进口上方为茶地，植被较差，出口植被较好，为自然灌木。
4.2爆破方案设计
钻爆方案
掏槽爆破是隧道爆破掘进的关键,直接影响掘进循环尺寸。本工程采用斜眼拘槽技术,该法爆破后形成楔形的槽子,可充分利用自由面,逐步扩大爆破范围,掏槽面积较大,适用于大断面的隧道。
本隧道在进行围岩爆破方案设计时,应注意以下几个要点:
1)隧道采用光面爆破,合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线,控制振速及保证成形质量;辅助炮眼交错均匀布置;掏槽眼较辅助眼假深 30cm。
2)周边眼采用间隔装药,使药量沿炮眼全长均匀分布。辅助眼集中装药,掏槽眼加强装药,先行拓展临空面。为形成较好掏槽眼效果,在掏槽中部加设1 ~2个中空眼。
3)采用乳化炸药,塑料导爆管非电毫秒雷管微差有序起爆。掏槽眼先行同段起爆,然后辅助眼有序起爆,再周边眼同段光面爆破,最后底板眼同段翻渣起爆[4]。
4.3钻爆参数的选择
4.4 爆破防护
为避免爆破飞石对中隔墙的影响，每次爆破前，采用废轮胎与竹排对相应地段的中隔墙进行覆盖防护。爆破前必须按警戒距离划定警戒区，尤其是临近道路的爆破工程应在警戒区外设置必要的防护人员，并由专人负责检查，当符合要求且一切防护工作就绪后，方可发出点火信号，发生瞎炮后严禁掏挖或在原眼内重装炸药。
4.5 爆破振动监测和结果研究
（1）爆破监测
新建设隧道爆破掘进造成岩体的振动，振动的大小基于设置在已有隧道中的速度传感器和电脑构成的测振系统进行监测的，运用IDTS3850软件对收集的信息数据进行研究处理，找出最适合爆破的参数。
施工中对隧道周边岩体开展密切观察，依据爆破监测结果进行施工方案的改进，伴随开挖距离和围岩的改变，科学的确定爆破参数，改变进尺，趁早实施二衬。加大和运用单位的联系，保证行车安全。
（2）结果研究
经过爆破振动监测，爆破振速都要小于设计要求的9cm/s钻爆设计达到设计规定。监测结论为：
1.常规是：洞内振动频率普遍高一些，洞外则要低些。硬岩振动频率要高一些，软围岩要相对低一些。同样的测点，垂直振动的频率要低一点，纵向以及环向振动频率要高一点。
2.在洞内同一测量位置时，各个分量间振动速度关系为：垂直、近距离振动速度量大于纵向以及环向振动速度量；纵向振动速度量最大，垂直振动速度量最小。
3.软弱围岩，整个断面施行开挖成形，测得墙脚2m处质点振动速度最高，再是墙中，最小是拱部。
4.通过许多隧道爆破的振动观测研究:造成较高或是最高振动速度的位置一般是掏槽爆破、底角爆破等；每次装药爆破造成的最高振动速度不是由装药量决定的，而是由最大段的分段装药量决定；基于分段装药量形成质点振速的高低又和炮眼顺序紧密关联[5]。
3认识与感悟
在隧道开挖中进行钻爆施工法时，为了提高施工效率和工程质量，保证施工过程的安全性，要注意以下几点：
在隧道开挖工程中进行钻爆施工技术前，应该对相关施工技术人员进行安全教育，执行爆破技术的人员必须具备相关的专业资格，建立严格的监督制度，加强管理，确保施工过程的安全以及施工质量。
（2）在钻爆施工过程中，应该进行统一指挥，操作人员严格执行爆破命令，遵守技术规范，爆破后经过检查之后确认安全，相关人员才可以进入爆破点，保证信息的传递，防止施工事故的发生。
钻爆施工技术能否顺利实施的关键就是中空直眼掏槽技术的应用，在进行掏槽的时候要严格按照爆破设计的参数执行，确保施工的精确度，保证成孔质量，掏槽完毕进行严格的检查，再次确认，保证爆破施工的顺利进行，
在进行施工的过程中，严格遵守操作规范，做好监督检查制度，以安全为前提，保证工程质量为宗旨，积极创新钻爆施工技术，不断改进技术手段，保证施工效率和质量。
结语
目前,随着社会的不断发展,各行各业也在不断的进步,而且隧道施工技术也在进行创新和完善。在隧道工程中,我们通常采用岩体隧道钻爆发对其进行施工,这不但提高了工程施工进度,还节省了施工成本。在进行该方法施工的时候,我们还要对其进行各方面的参数进行仔细的研究,而且根据不同的地质情况在不同的施工环节中,做出相应的处理,这样才有利于工程的顺利施工。不过,归根结底来说在进行隧道工程施工的时候,我们主要是对隧道围岩的稳定性进行有效的控制,只有做到了这一点,隧道工程施工中的各环节才能有效的进行施工。
参考文献：
[1]孙忠强.公路隧道钻爆法施工粉尘运移规律及控制技术研究[D].北京科技大学,2015.
[2]唐卫华.水平层状围岩隧道钻爆施工控制技术研究[D].中南大学,2015.
[3]吴东锋.光面爆破及泡泥堵塞技术在五道岭隧道钻爆法开挖中的应用[J].公路隧道,2014,No.7503:58-60.
[4]王清江.隧道浅埋段钻爆法施工技术[J].石家庄铁道学院学报,2014,S1:28-30.
[5]柳自道.对钻爆法开挖隧道采用弧形掌子面新工艺施工的探讨[J].公路,2015,01:211-214.
作者简介：戚玉禄（1974年-），男，汉族，湖南邵阳人，大学本科，工程师，主要从事公路与桥梁施工项目技术管理工作。
论文作者:戚玉禄
论文发表刊物:《基层建设》2016年9期
论文发表时间:2016/8/1
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