摘要：伴随着我国交通事业的飞速发展，隧道工程作为高速公路施工中的重要组成部分。而隧道的掘进施工钻爆技术，已成为当前隧道施工控制的重要目标，就我国当前的隧道施工工程来看，已经建成的各类隧道数量不计其数，大多数的隧道都是用爆破的方式来实现掘进的，通过多年的隧道工程实践和技术积累，成功解决在特殊地质条件下隧道控制的爆破技术。
关键词：公路隧道；掘进方法；施工控制
引言：
作为一项实际要求较高的实践性工作，公路隧道掘进方法及钻爆安全的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对公路隧道掘进钻爆技术的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步保证隧道施工的安全、质量和工期要求。
1、隧道掘进施工的控制因素
1.1 隧道地质超前预报
隧道施工中，地质超前预报应作为必备的工序纳入施工组织管理。通过采取隧道地质超前预报，查明掌子面前方一定范围内围岩的地质条件，进而预测前方的不良地质情况，根据地质灾害对隧道施工安全的危害程度，进行地质灾害分级，采取不同地质预报方案，降低地质灾害发生的风险，为信息化设计和施工提供可靠依据。
1.2开挖
目前，国内的常用施工方法包括钻爆法、新奥法等，由于钻爆法适用性范围广、不受隧道断面和尺寸的限制，具有施工设备转移方便，重复利用率高等特点，因此在工程实践中，应用相当广泛。开挖方法的选择是根据隧道围岩的坚硬程度和岩体的完整程度来决定的，从而在隧道施工保护围岩的稳定或减少对围岩的扰动以及尽量提高掘进速度的基础上，选择适当的开挖方法和掘进方式。
1.3 钻眼爆破技术
1.3.1钻爆设计
钻爆设计应根据工程地质、地形环境、开挖断面、开挖方法、循环进尺、钻眼机具、爆破材料和出渣能力等因素综合考虑，并根据实际爆破效果及时对爆破设计参数进行调整。爆破时应尽量减小对围岩的扰动和对初期支护的破坏；爆破后的坑道断面形状尺寸须满足规范要求；爆破后的掌子面须平整，掘进进尺应满足设计要求；爆破后的渣石大小适中，被抛范围集中，便于渣石运输；掘进速度要快，少占作业循环时间；尽量减少钻眼工作量和炸药等爆破材料的消耗量；避免破坏周围设备和自然环境。
1.3.2 炮眼的布置
首先，掏槽眼的布置。掏槽眼是将开挖面的某一部位的岩石掏出一个槽，形成新的临空面。掏槽眼又分为斜眼掏槽和直眼掏槽。斜眼掏槽与开挖面斜交，可根据岩层的实际情况选择掏槽方式和角度，方便把岩石抛出，所需要的掏槽眼数量也较少，但掏槽眼深度受坑道断面尺寸的影响，不能多台钻机同时使用。直眼掏槽垂直于开挖面，直眼掏槽凿岩较为方便，可多台机器同时使用，只需改变炮眼深度，同时也缩短了渣石的抛掷距离，但炮眼数量会随之增多，单位用药量也会增加，并且炮眼位置与钻眼方向要求精确，对工人技术要求较高，否则不能达到良好的爆破效果。其次，辅助眼的布置。辅助眼位于掏槽眼与周边眼之间，其作用是进一步扩大掏槽体积和增大爆破量，并为周边眼创造有利的爆破条件。最后，沿隧道设计轮廓均匀布置的炮眼称为周边眼。其作用是使爆破后的坑道断面满足设计要求。
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1.3.3 周边眼的控制爆破（光面爆破和预裂爆破）
光面爆破是通过正确确定周边眼的各爆破参数，使爆破后的围岩断面轮廓整齐，最大限度地降低对围岩的扰动和破坏，尽可能维持围岩原有的整体性和稳定性的爆破技术。光面爆破对围岩的扰动较轻，施工速度较快，断面平整，危石少，应力集中现象不明显，避免了局部坍落，增进了施工安全，并为喷锚支护创造了条件。预裂爆破实际上是光面爆破的一种，两者爆破原理相同但起爆顺序不同。光面爆破的起爆顺序为：掏槽眼、辅助眼、周边眼、底板眼。而预裂爆破首先起爆周边眼，使沿周边眼的连心线炸出平顺的预裂面，由于这个预裂面的存在，对后爆的掏槽眼和辅助眼的爆炸波能起到反射和缓冲作用，可以减轻爆炸波对围岩的破坏影响，爆破后的开挖面整齐规则。预裂爆破比光面爆破效果好一些，可用于稳定性差但又需要控制开挖轮廓的软弱岩层，但预裂爆破的周边眼间距和最小抵抗线都要比光面爆破的小，其炮眼数量较多，钻眼工作量增大。
1.4 出渣
出渣运输时间大约占掘进循环时间的一半，出渣能力的强弱直接影响着整个施工效率。主要分为装碴，运输和卸碴。装渣：其方式有人力装渣或机械装渣。装渣机械有翻斗式、铲斗式、蟹爪式、挖斗式四种类型。运输：分为有轨运输和无轨运输。有轨运输基本上不排出有害气体，对空气污染较小，设备构造简单，制作容易，占用空间小，但轨道铺设较复杂，维修工作量大，调车作业复杂，开挖面延伸轨道影响正常装碴作业。无轨运输主要是指汽车运输。卸渣：一是加工衬砌混凝土骨料；二是用作路基填方或洞外工作场地填方；三是弃置于山谷或河滩。
1.5 支护与衬砌
早期的钻爆法采用木构件支撑，但由于其承载能力不足，耐久性差，撤换时麻烦又不安全，又进一步扰动岩石，已很少采用。随着材料的发展，目前，采用的支护方式有锚杆、钢拱架、格栅钢架、锚喷支护等。钻爆法主要用钢构件承担早期围岩压力，来保护围岩的临时稳定，随后在此基础上做模筑混凝土内衬，来承受后期的围岩压力，提供安全储备。由于钢构件支撑具有良好的耐久性，占用空间小，适应坑道形状等优点，而且施加的钢支撑不需要撤换和拆除，更为安全和方便，所以广泛使用。主要用于不便采用锚喷支护或缺少大型机械的中短隧道中。
1.6隧道监控量测
隧道的监控量测是施工工艺流程中的一个重要工序，应贯穿施工的全过程。隧道开挖后应及时进行围岩、初期支护的周边位移、拱顶下沉量测、安设锚杆后，应进行锚杆抗拔力试验。当围岩差、断面大或地表沉降控制严时宜进行围岩体内位移量测和其他量测。量测数据处理与应用主要通过现场量测数据绘制时态曲线和空间关系曲线来查看，当位移—时间曲线出现反弯点时，则表明围岩和支护已呈不稳定状态，此时应密切监视围岩动态，并加强支护，必要时暂停开挖。
2 优化钻爆技术应用效果的有效策略探讨
2.1 要结合关键节点把控注重执行
提前确定公路隧道建设钻爆施工的相关方法和关键节点，严格把控，确保钻爆施工方案符合预期效果，关注细节。首先要从整体上进行逻辑思考，明确采用钻爆施工方法（或某一具体技术）需要实现的目标是什么，思考目前已经具备的条件是什么，如何实现等问题，需要从这些方面对工作事项有一个体系性的认识。只有关键节点清楚明确，各个环节衔接有序，才是执行的前提。
2.2要不断创新和优化施工管理制度
规范现场施工动作，加强标准化意识，创新施工策略。钻爆施工的技术性和难度都很大，而且施工的安全管理也至关重要，因此对于施工现场的管控及其标准动作的推进有利于确保钻爆施工的有序进行。在此基础上，还要结合具体的隧道施工中所面临地理环境、地质条件和施工要求，不断创新施工方法，实现“降本增效”，在施工过程中对于创新和优化管理制度而言，可以从以下几个基本方面进行着手：首先，确定钻爆法的阶段施工目标，即施工在未来的工程进展过程中，要应对各种变化所要达到的目标。其次，要制定这个规划，当目标确定了以后，考虑使用什么手段、什么措施、什么方法来达到这个目标。最后，将应用钻爆法施工规划形成文本，以备评估、审批，如果审批未能通过的话，那可能还需要多个迭代的过程，需要考虑怎么修正，促进公路隧道施工技术的不断进步与完善。
结束语
本文首先对相关内容做了概述，分析了钻爆法施工的基本工序，并结合相关实践经验，分别从前置需规划等多个方面，就科学运用钻爆法的方案展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
参考文献
[1]刘向.水压爆破技术在隧道施工中的应用及控制要点[J].交通世界.2018（23）
论文作者:冯小东
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年1期
论文发表时间:2019/5/6
标签：围岩论文; 隧道论文; 炮眼论文; 断面论文; 光面论文; 地质论文; 方法论文; 《建筑学研究前沿》2019年1期论文;