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摘要：众所周知，由于不可控的自然条件或者人为因素的影响，隧道开挖一直是隧道工程施工中的重要环节和工程难点之一，目前隧道工程较多采用操作简单，成本低廉的爆破法进行施工开挖。为减少爆破过程给隧道带来的不利影响，需在爆破过程中采取有效的控制爆破技术。本文对制约爆破的因素、控制爆破振动技术以及爆破质量控制等因素对爆破效果产生的差异进行研究，探讨了隧道工程的控制爆破技术以及在相关工作中的应用。
关键词：隧道工程；控制爆破；挤压
1、现有控制爆破技术
1.1微差爆破技术
微差爆破技术采用毫秒延时雷管进行控制爆破，最大优点在于能够控制爆炸产生的冲击波，将爆破出的岩石大小控制在同样的比例内，并且爆炸出的石块碎片落点相对的集中，方便施工清理，有效减少爆破失败的次数，提升爆破的效果。
1.2挤压爆破技术
在需要爆破地区的前面，通过人工预留出一定数量的烟孔，这样可以有效地提高炸药的利用效率，并且将爆炸中的岩石质量进行改变的爆破技术就是挤压爆破技术。主要优点是有效利用施工的时间，保证施工如期完成，并且减少爆破的次数。因为在爆破的过程中岩石受到了二次的挤压冲击，破碎效果更好，不需要进行二次爆破。
1.3预裂爆破技术
预裂爆破技术就是在施工区域人工开挖出一条裂缝，作为岩石与需要爆破的位置分裂线，用于围岩保护，防止爆破的冲击波伤害。这种爆破方式需要的炮孔直径较小，增加了孔痕率，导致爆破效果受到很大的影响。
2、制约隧道工程实施爆破的主要因素
2.1、地质条件
岩石对爆破的影响主要体现在岩石的物理力学性质和地质构造两方面。物理力学性质包括硬度、强度、弹性、韧性、脆性、密度等，当各层岩石性质差别较大时，爆破冲击能波削减，从而影响爆破效果；地质构造主要是层理、断层、节理、不整合断面等因素，岩层走向爆破漏斗的形成密切相关，而断层、裂隙等不良地质对爆破冲击能也有较强的消弱作用。因此，隧道爆破前需要对地质条件进行勘察，如遇不利于爆破的岩层及地质构造时，应深入分析，根据具体情况，调整爆破参数，规避不利因素的影响，提升爆破质量。
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2.2、周边环境
周边环境建构筑物密集的隧道，采用爆破方式开挖很容易危害到周边环境的安全。因此，在地面建筑物密集和危房覆盖率高区域掘进隧道应尽量采用非爆破工法。如果一定要采用爆破施工，应根据建筑物的结构形式和距离隧道的距离等因素，采用控制爆破措施，同时应评估爆破对建构筑物的影响，并根据《爆破安全规程》控制爆破震动。
2.3、相邻隧道间距
相邻隧道间的距离对隧道工程正常地实施爆破具有一定的影响和制约。如果间距过小，应考虑相互间的叠加影响，并根据施工实测数据及时调整爆破参数，以在确保结构安全的条件下控制工期和成本。若相互间的影响较大，可考虑优化爆破参数、控制爆破甚至非爆破开挖等措施。
3、爆破振动控制技术
岩体爆破时，近区为冲击波，中区为应力波。应力波传播一定距离后，因强度锐减而不能破裂岩石，仅可产生岩石质点弹性振动，由此而产生的振动即为爆破振动。通过大量国内外实测数据，爆破振动强度主要与炸药量、爆心距、岩土性质及场地条件相关。因此，爆破振动可从如下三方面进行控制。
3.1、起爆段间时差控制
软弱岩层中爆破振动频率一般较低，多在100Hz以下，振动持续时间为100～200ms。为避免震速峰值叠加，可限制同一时间起爆的炮孔数量，延长爆破时间，建议软弱岩层中爆破段间的时间差应不小于100ms。根据硬岩隧道工地的观测资料，硬岩的爆破振动频率较高，通常仅几十赫兹，振动持续时间也较短。因次，硬岩隧道爆破段间隔时间建议不小于50ms，坚硬且完整的岩石中隧道甚至可不小于25ms。
3.2、炮眼设计
隧道开挖前，应根据地质条件、开挖断面、开挖方法及循环进尺等因素，合理选择炮眼的种类、布置、数目、深度和角度、装药结构及药量参数。为控制爆破振动。隧道炮眼均应尽量按照浅密原则布置，即循环进尺不宜太大。炸药尽可能均匀地分布在布置较密的炮眼中，以避免装药过于集中。周边炮眼应按断面要求设计，可采用小直径药卷不耦合装药或串状间隔装药结构。必要时应在两装药孔间加打空眼以减振。另外，为减小爆破振动对围岩的影响，可采用欲裂爆破技术。
3.3、振动监测
隧道爆破施工期间，应在进行全过程的振动观测。测点应呈断面布置，布设与隧道后方5倍断面宽度范围内。隧道拱顶、拱腰和拱脚均应设置测点。同时，应在建构筑物周边设置振动监测点，振动测点一般可只观测垂直向振动速度，有条件时，可布置一定数量三向振动速度测点。
4、爆破质量控制
4.1施工前技术准备
正式爆破施工前，应通过现场爆破试验，确定爆破参数。通过爆破试验时的监测和观察，计算爆破率，判断起爆的安全性。以进一步优化爆破参数、爆破量、爆破安全距离等爆破技术指标。
4.2施工中技术措施
在爆破过程中，控制好爆破的质量，譬如选取炸药，在进行爆破作业，一是要考虑炸药起爆感度，二是根据工程隧道湿度，要考虑炸药的防潮性，选用防潮性较强的炸药，并在爆破时做好有效的防潮措施。
为保证爆破炸药包能够安全起爆，建议选用导爆管、导爆索或普通导爆索双线起爆药包，药包之间采用复式并联模式。电雷管引爆主导爆管，电雷管脚线与起爆线相连，起爆线引至起爆器组成的起爆网络。
为控制好爆破的质量，顶层爆破前顶面局部高差必须在五十厘米以上，爆破深度测量以十米为一个断面单位，两米为一个点。单药包药量允许偏差不大于5%，药包平面位置偏差不大于药包间距的10%，药包悬高偏差不大于悬高的5%。另外，应做好测量检查、悬挂高度、地基层面高差、每排布药两端药包的药量等质量保障措施。
结束语
基于我国隧道工程的广泛性，加强对隧道控制爆破技术的研究，对提高隧道工程质量、降低施工成本具有重要的作用。因此，在进行隧道施工前，应制定准确的爆破施工方案，并根据隧道断面、施工环境、施工设备等准确计算药量，合理布置炮孔和起爆网络，以实现控制性爆破施工目的。
参考文献
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论文作者:张昌桔1,索靖2,杨守臻1
论文发表刊物:《基层建设》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/18
标签：隧道论文; 技术论文; 药包论文; 断面论文; 岩石论文; 炮眼论文; 炸药论文; 《基层建设》2018年第3期论文;