摘要：龙丽温高速公路文成至瑞安段是山区高速公路，在隧道爆破开挖施工过程中超欠挖及降尘成为隧道施工中急需解决的一项重大难题。鉴于此，本文通过作者本人及有多年施工经验的几位隧道工程师对隧道水袋爆破施工工艺进行讨论，解决了施工过程中隧道超欠挖难以控制以及降尘的问题，提高隧道施工质量和改善洞内作业环境。
关键词：隧道爆破；水袋法；炮泥；对比分析；经济指标
引言：隧道爆破开挖，是隧道施工中非常关键的一个环节，超欠挖控制的好坏直接影响隧道的施工质量，采用水袋法爆破，可以有效的降低炸药使用量，增加炸药爆炸的威力，同时在爆炸时水袋的水可形成水雾降低爆炸时产生的粉尘。
一、水袋法爆破原理
隧道水袋爆破是往炮眼中的一定位置放入一定量的水袋，然后用专门的炮泥机生产炮泥回填堵塞。由于炮眼中有水，而水具有压缩性极小，变性能低、热能损失小等特性，在水中传播的水激波能够按照水的“液压”作用，较均匀的、几乎无损失地把能量传递到围岩中。在水激波做功的同时，被爆炸的气体冲击压缩的高压水挤入爆破生成的裂隙中，形成“水楔”，这种“水楔”的尖劈作用加剧了裂隙的延伸和扩展，使岩石破碎更快更均匀；同时，炮眼中的水在高温高压下被雾化，吸收了爆破生产的气体中的粉尘，起到了雾化降尘的作用，大大降低了粉尘对环境的污染，改善了洞内空气质量。
水袋爆破有着显著的“三提高、两减少、一保护”的作用，主要表现在：提高循环进尺；提高光面爆破效果；提高炸药利用率；减少洞渣大块率；振动速度降低，减少对周边围岩扰动；粉尘含量降低，保护作业人员身心健康。
二、水袋爆破法施工工艺
4、施工步骤。
（1）炮泥制作
炮泥采用PNJ-A型炮泥机制作而成，炮泥制作就地取材，成本低廉，通过调整配合比，保证炮泥有一定的硬度和塑性，便于孔口封堵密实。将其制作成直径32mm，长20cm的炮泥节装箱。
（2）水袋制作
水袋是由kps-60型水袋自动封装机生产而成，其工作原理：采用高压泵式容积法计算方式进行灌装，由凸轮机构完成水袋自动热合封口。具体操作：接通电源启动机器、预热封口机待温度上升后试封2～3次，达到密封效果后进行正常生产。该封装机每次制作水袋3个直径32mm，长200mm的水袋，充满后自动封口，而后将成品水袋装箱。
（3）台车就位
上循环施工完成后，首先将开挖台车就位，而后人工清理松动危石，保证施工过程安全。
（4）测量布眼及钻孔
用全站仪在掌子面上准确定出开挖轮廓线，按照爆破专项方案要求，标明周边眼、辅助眼及掏槽眼位置。钻孔分区定岗，严格按孔位进行施钻。
（5）安装炸药、水袋和炮泥
装药前采用PVC管通孔，确认孔深满足要求。而后采用木杆按水袋爆破装药结构装药。周边眼采用间隔装药，眼底部分适当增加药量，导爆索连接；其他炮眼采用连续装药，全部采用反向起爆装药结构。装药按钻爆设计装药量自上而下进行，雷管“对号入座”，装药后所有炮眼应插入水袋、堵塞炮泥，堵塞长度≮200mm。
（6）起爆网络
起爆网络采用簇连法，俗称“一把抓”起爆法。就是每个炮孔内装1发延期毫秒雷管，然后将毫秒管连成一把后，用起爆器起爆。连接好网络后，等待其他施工人员撤离到警戒线以外后，由爆破员用起爆器在安全避炮点起爆。
（7）开挖质量检查，优化钻爆设计
响炮通风15min左右进入爆区检查，重点对爆破超欠挖、爆堆现状的大小、炮孔痕迹保存率、飞石最大距离、实际进尺等情况进行记录，对爆破效果进行分析，动态调整爆破参数，不断优化钻爆设计。
三、爆破成效及经济分析
1、爆破效果分析
隧道Ⅲ级围岩全断面开挖分别采用常规光面爆破施工50m和采用水袋光面爆破施工50m。通过数据对比分析发现，常规炮眼的利用率为80.72%，而水袋爆破的炮眼利用率达到了98.12%，并且单位耗药量降低了0.251kg/m3，爆破振动速度降低了50.5%，粉尘浓度下降了55%，通风排烟由过去35～45min缩短为15min以内。具体对比见表二。
2、经济指标分析
根据常规爆破和水袋爆破的现场统计数据对比，在相同开挖断面面积、炮眼布置和钻孔深度一致的前提下，水袋爆破比普通爆破每个循环平均增加进尺0.251m，常规爆破每循环需要炸药177kg/3.07m，水袋爆破每循环需要炸药150kg/3.3m，每循环节省炸药27kg，炸药节省15%，每爆破一立方岩石炸药节省0.251kg，最为显著的是通风降尘时间缩短了20~30分钟。此外，采用节能环保水袋光面爆破技术有效控制了超欠挖，大大降低了因超挖造成的喷射混凝土、衬砌混凝土回填的数量。经济指标分析如下表。
结束语
实践证明，采用节能环保水袋光面爆破技术与传统全断面爆破施工相比，节省了炸药消耗、降低了粉尘含量，在改善洞内施工环境方面的优势是十分明显的，缩短了通风时间，加快了每循环掘进进度。
当然水袋爆破能在特长隧道施工通风降尘方面起到重要作用，还得有赖于较完善的通风方案。综上所述，我们在施工过程中要控制好每个施工环节，遇到问题要不断的总结改进，只有这样才能提高隧道施工质量，提高施工效率，才能够使我国公路建设领先国际水平。
参考文献
[1]公路隧道施工技术规范（JTGF60-2009）?人民交通出版社?2009年
[2]节能环保工程爆破?何广沂?中国铁道出版社?2007年
[3]爆破安全规程（GB6722-2003）?中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局?2003年
论文作者:仝鹏飞1,张书峰2,黄洪保3
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第16期
论文发表时间:2018/11/1
标签：隧道论文; 炮眼论文; 炸药论文; 粉尘论文; 光面论文; 进尺论文; 围岩论文; 《建筑学研究前沿》2018年第16期论文;