摘要：在水利水电工程隧洞施工中，钻孔爆破技术是最为常见的一种施工技术，应用范围较广。但在钻孔爆破施工过程中，会存在诸多因素的影响与限制，例如爆破材料的管理、炮孔的布置等，因此，在进行钻孔爆破施工时，一定要明确钻孔爆破的技术要求和明确任务，关键是要确定开挖断面土层的炮孔分布。介于此，笔者总结多年相关的工作经验，对隧洞爆破钻孔技术进行了深入的分析和探索，以供相关研究人员参考，如有不妥，欢迎指正。
关键词：水利水电工程；隧洞；钻孔爆破技术
一、工程概况
新舍古隧洞位于延川县延川镇新舍古村，全长3392.49m，桩号22+219.483～25+611.973，为延安市黄河引水工程黄延线段六条隧洞之一，围岩类型以Ⅲ类围岩为主，部分为Ⅳ、Ⅴ类围岩和Q2黄土状壤土。断面开挖尺寸B×H= 3.5×3.95m（3164.02m）/3.7×4.05m（228.47m），成型尺寸B×H= 2.5×3.05m。隧洞进口位于南河水库大坝下游左岸，出口位于文安驿川右岸，进口底板高程801.015m，出口底板高程799.60m，洞内纵坡0.417‰。
二、水利水电工程施工中隧洞钻孔爆破技术的探讨
2.1管理和控制好爆破材料
在爆破材料运输过程中，运输车辆承重要不能超过其额定承重量的一半，而且要保证运输车辆匀速缓慢的行驶。材料箱在整齐摆放在车上，并对其进行固定，避免运输过程中材料箱彼此发生磕碰，利用帆布对材料箱进行遮盖。在爆破材料运输时，不是同类的爆破材料不能一起运输，要分开进行运输队。另外对于运输的硝化甘油类的炸药一旦出现冻结现象，则要立即停止运输，避免爆炸事故发生。
2.2炮孔的种类和布置
在置平洞上开挖孔洞根据作用的不同分为三类分别是掏槽孔、崩落孔以及周边孔。掏槽孔能够增加临空面加强爆破效果，一般位于开挖断面的中间位置。在具体运用中分为垂直掏槽以及斜孔掏槽。崩落炮孔主要用来爆落岩体，以提高周边炮孔的爆破度，所以一般崩落炮孔分布于掏槽的外围。炮孔与工作面保持垂直状态同时炮孔的深度应当在保持同一水平。周边孔是用来控制开挖的轮廓的，因此位于开挖面的周边位置。在布置上炮孔分为布孔和分区，应当先控制好开挖炮孔的分区布置，主要包括周边孔、崩落孔以及掏槽孔，之后再选择不同炮孔的具体位置，选择合适的钻爆开挖参数。在布置炮孔之前，应当选用比较方便的炮孔布置，以利于钻孔减少设备移动的频率。在方向上应当和岩层层理与裂隙面保持垂直，减少卡钻与漏气现象的产生。周边孔应当靠近轮廓线，根据实际钻机的需要，保持与轮廓线10-20厘米的距离，向周边有一定角度的倾斜。掏槽孔与崩落孔相比加深了10-15%，爆破效率更加显著。同时应当格外注意断面的拐角处也要布置炮孔，从而对轮廓线的开挖进行控制。
（1）Ⅲ类围岩全断面爆破根据实际情况采用直眼掏槽。
（2）计算炮眼数N：
N=q.s/（.）
式中，断面开挖面积S=12.51m2，单位耗药量q=2.07Kg/m³，其中
τ=0.75，γ=0.65
则 N=2.07×12.51/（0.65×0.75）=53
（3）掏槽炮眼槽与开挖面间的夹角α=90°，左右两对炮眼间的距离a=40cm，掏槽炮眼为6个。
（4）计算每一循环炮眼深度
每一循环进尺为2.5m×0.8（炮眼利用率）=2.0 m。
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掏槽眼及底眼深度l掏、底=2.5+0.1m=2.6m
辅助眼、周边眼深度l辅、周=2.5m
计算各种炮眼的长度L：
掏槽炮眼的长度：L掏=2.6m
辅助炮眼长度l辅：因辅助炮眼垂直于开挖面，故L辅=l辅=2.5m
为钻眼方便，根据围岩情况，各周边眼眼口均在开挖轮廓线内5cm，其眼底超出开挖轮廓线10cm
周边眼长度：L周＝（2.52＋（0.05＋0.1）2）1/2＝2.5（三角函数计算）
底眼长度：L底＝（2.62＋（0.05＋0.1）2）1/2＝2.6
（6）上导坑起爆顺序按炮眼布置图标顺序起爆，共分5段。采用毫秒延期导爆管雷管。首段6个掏槽眼选用1段导爆管雷管；辅助眼11个5段，11个9段，周边眼18个11段，底眼7个13段，采用连续装药结构，由起爆药卷引出的导管在孔外通过反射四通连接件联成闭合起爆网路。
2.3炮孔数量和装药量的确定
掘进工作面上炮孔数量以及装药量会受到地质条件，如岩层分布、炸药性能、炸药使用量等进行确认。在施工过程中，可以采用类比法或者是依据经验进行计算，确定具体的施工参数。一般需先确定单位耗药量和掘进深度，再根据工程设计要求进行现场作业试验，对炮孔数量、炮孔类型、炮孔间距等设计进行优化。在设计爆破方案时，其中最具影响力的参数是单位耗药量，但是其他参数均需基于该数值进行确认。在炸药爆炸之后，周边的气体急速膨胀作用在周围的岩体上，导致岩体出现剪切破坏；由于爆炸带来的冲击波，给周边岩体带来了较强的压缩作用，导致岩体出现破碎；爆破产生的压力波在向外传播的过程中，自由面会对压力波进行一定的反射，在共同的作用下，岩体会出现拉伸破坏。为此，需对爆破方案进行合理设计。
2.4 掘进爆破技术
在安排掘进爆破工作之前，应当根据隧洞周围的实际环境制定相应的爆破计划，充分考虑到隧洞爆破时周围的通风情况、照明情况与噪音和水滴情况对爆破工作可能会产生的影响，进行相应地调整，同时爆破工作往往会与出渣运输工作以及支护工作同时进行，增加了爆破工作的难度。在进行爆破时应当严格按照设计图纸保障爆破之后的洞室断面不能进行正常范围之外的欠挖与超挖工作，同时应当加强对设备设施的保护工作，例如电线水管与风管和支架等防止被飞石崩坏。除此之外，施工时应当加强对围岩的完整性的护工作。
2.5保证孔口填塞质量
保证孔口填塞质量，是以上所有提高钻孔利用率方法的前提，也是最基本的方法，但却常被忽视。工地上常采用纸壳炸药箱用水浸泡后简单填塞或采用包装炸药的塑料袋简单填塞，这都是错误的，这种简单填塞对软岩爆破效果影响不大，但如果遇到坚硬岩石，将会造成大量较深残孔，钻孔利用率会极低。
三、结语
综上所述，在水利水电工程隧洞施工中，钻孔爆破技术是最为常见的一种施工技术，而该工艺的应用研究有利于实际工程爆破效果的控制。在延安黄河引水工程新舍古隧洞施工过程中，需要做好爆破材料的管理工作，并对爆破施工中的每一个细节进行掌握，确保爆破技术在应用过程中能够达到较好的效果，为后续引水工程的通水奠定良好的基础。
参考文献：
[1]周文华.水利水电工程施工中隧洞钻孔爆破技术研究[J].科技经济导刊，2017，03：89.
[2]陈亮.水利水电工程施工中隧洞钻孔爆破技术的探讨[J].黑龙江科技信息，2017，11：257.
[3]赵云山.浅析水利水电工程中隧道钻孔爆破技术[J].中国高新区，2017，14：130.
论文作者:李刚
论文发表刊物:《基层建设》2017年第32期
论文发表时间:2018/1/28
标签：隧洞论文; 炮眼论文; 钻孔论文; 围岩论文; 断面论文; 崩落论文; 药量论文; 《基层建设》2017年第32期论文;