柏亮1 王薇2
1.中国水利水电第五工程局有限公司 四川成都 610000
2.中国电建集团国际工程有限公司 北京 100000
摘要：由于我国地形复杂，隧洞成为交通运输、水利、天然气资源运输不可或缺的一部分。现在隧洞开挖施工工艺技术主要有两种，一种是我们本文要讨论的钻爆开挖，另一种是利用机器推进式开挖。钻爆开挖法由于具有简便易行、成本合算、技术较为成熟等特点，被广泛应用在各种隧洞爆破中。利用钻爆技术开挖隧洞，爆破技术成为钻爆工程中最关键的步骤，影响了整个工程的质量。在隧洞开挖过程中采取钻爆施工工艺技术可以提高工程的可靠性和安全性并且可以提高施工效率和钻爆循环进度，进而保障隧洞的使用安全。
关键词：隧洞；钻爆开挖；施工工艺技术
0引言
虽然现在许多工程装备、机械自动化的程度已经很高，但是由于要开挖的隧洞环境多样化以及掘进机对隧洞岩石的要求较高，所以钻爆工艺技术仍然是我国主要采用的技术手段。钻爆法对地质与岩石的要求较低，在隧洞开挖方面有明显的优势。到目前为止，我国已经建成的隧洞总长度已经超过8000公里，数量已经上万了，这些隧洞中有80%以上在施工过程中利用的是钻爆工艺技术。换句话说，在现有的技术水平下，钻爆工艺技术是我国最常用的隧洞开挖技术。在利用钻爆开挖工艺技术的时候，为了保障项目的可靠性与安全性，必须仔细勘探地形，确定实施方案，保证从设计到实施必须按照相关法律法规，在实施过程中，要加强监督，及时将工程数据反馈给上级，保证施工的顺利进行。这篇文章主要是介绍及研究隧洞开挖中的钻爆工艺技术。
1钻爆开挖施工工艺技术
1.1钻爆开挖施工工艺技术原则
隧洞的开挖首先要在充分进行地质勘探的基础上，收集充分可靠数据后，确定开挖采用的机器型号与作业方式，同时还要确定备选方案，以 “新奥法”为原则进行施工，为了兼顾到不良地质，钻爆开挖阶段要谨遵“短进尺、弱爆破、强支护、勤观测”的原则，在特殊地段制作针对性的钻爆方案。在施工前期要平行考虑其他类似隧洞施工办法与以往的工程项目经验，完成可行性分析。在施工期间，要加强对地质的勘探工作，尽可能确定下一阶段隧洞的地质环境，根据不同的地质环境做出相应的工程技术准备，以防造成施工事故。
1.2钻爆开挖施工工艺技术方法
钻爆开挖施工工艺技术方法简称钻爆法，主要是先对选定路段进行钻孔，然后装填炸药爆破减少开挖岩石的阻力。这种方法早期主要是由人利用各种工具手动完成，现在主要是依靠利用钻车或者其他自动化较高的机械进行钻孔，爆破技术也由早期的逐个引爆炸药变成了光面爆破等技术。爆破方法的重中之重就是爆破前地质的勘探，不同的地质有不同的爆破方案，要根据隧洞的断面、地质以及设备、技术等条件选择掘进方式[1]。
2影响钻爆开挖施工工艺技术的主要因素
影响隧洞钻爆开挖施工过程质量的原因有许多，包括支护方式、施工周期、资金压力等等，其中最重要的是工程项目的地质环境。所以，大多数隧洞开挖之前，首先要进行缜密和全面的地质勘探，收集大量的有用信息，并进行整合和分析，进而才能制定有针对性的施工方案，尽可能减少地质条件对工程项目质量的影响。在施工期间，对地质环境的监测与勘察工作依旧要全面进行，以防出现地质环境突变，要及时对相关数据进行修正。
在隧洞开挖阶段，我们接触最多的就是山体岩石，我们首先要做的就是保证岩体的稳定性，确保在施工期间围岩的完整度。围岩的稳定性包括围岩外部的完整状态和围岩的结构稳定。所以我们在施工过程中，可以从两个方面提高围岩的稳定性。一是可以尽量选取结构特征稳定的岩石，二是在施工过程中做一些防护措施，保持围岩外部的完整性。在一些特殊的地段中，围岩的结构可能呈现多样化的特点并且完整状态也不能保证，这就会影响工程施工质量，所以在工程施工前期要对周围地质环境进行仔细勘察，必要情况下要采用其他方法来保证围岩的完整。
其次，围岩的强度也是我们应该着重注意的一个方面，它反映岩体抗击外来力的能力间接反映了岩体的质量。围岩的强度同样也决定了我们的施工方案和施工设备。对围岩强度的提前勘探有助于我们避免项目施工过程发生坍塌和人员伤亡。
在一些特殊的地段，我们有必要考察周围的水文情况。一方面，隧洞周围的积水降低了围岩的稳定性和强度，另一方面，隧洞周围存在积水会给设计和施工过程造成很大的影响。所以在项目施工前期要对隧洞周围的水文情况进行勘探，从而选择合适的施工方案并对周围的积水进行处理，保证隧洞开挖的安全性[2]。
3钻爆开挖施工工艺技术的施工步骤
3.1控制测量放导线
为了确定整个隧洞的轮廓以及轴线的位置首先要对目标地段进行精确的控制测量，在收集到全面可靠的数据的基础上，确定开挖的起点和高度等问题，进而确定导线网络，使得各起点、顶点之间形成闭合的网络，同时要保证测量点的可靠性，做好保护工作。用来测量的首先考虑全站仪整体测量，施工过程中的测量可以考虑采用激光仪。在施工前就要确定测量复查的周期，校准测量仪器并纠正测量中的偏差确保测量的准确性。
3.2钻孔施工确定爆破方式
钻孔施工之前首先要确定爆破方式。爆破方式的选取是根据隧洞围岩的地质、强度及水文等因素确定的，同时还要避免欠挖、超挖等现象。确定了爆破方式就可以进行钻孔施工，顺利爆破的前提是钻孔符合标准，因此在施工过程中需要专业的工作人员根据设计图纸进行钻孔施工。以下是可参考的钻爆参数选择：
3.3装药爆破
钻孔施工结束后要经过仔细审核检验，合格后才可以根据确定的施工方案和具体要求向炮孔装药并进行炮孔之间的连线，这些工作必须是由取得一定爆破资质的工作人员负责。在装药过程中，可利用自动化装置协助人工自上而下进行装药工作，也可反向装药。通过大量实践可以证明反向装药可以提高爆破装置的可靠性，提高雷管的利用率与成功率。装药完成后可进行连线工作，塑料性质的雷管要根据孔的大小来确定最后的尺寸，连接装置很简单，只需要将雷管外露的引线均匀摆放在雷管周围并且用胶带或者绳子固定。在装药和炮孔连线工作完成后，必须再一次由专业人员进行检查验收，在引爆炸药之前要确保所有无关材料、人员、设备等在安全范围内。
3.4除尘通风
爆破后围岩炸裂会产生对人体有害的、影响作业的灰尘、气体和烟雾等，为了改善作业环境、保障工作人员的身体健康进而提高施工效率，我们可以利用通风设备将隧洞内的灰尘排出去。通风设备的选择要以隧洞的容积、长度及设备类型为基础，必要的情况下可以在确保人员安全的情况下进行洒水除尘。
3.5安全检查
进行爆破和除尘通风工作后并不意味着就可以直接进洞作业，在此之前还要重新检测围岩的结构特征与外部完整度，同时对作业地点周围的岩体进行安全检查与处理，确保进洞作业人员与设备的安全。
4钻爆开挖施工工艺技术效应
采用钻爆开挖施工工艺技术具有一定的危险性，炸药是第一危险源，是强大的能量载体，爆炸时炸药内部能量瞬间释放，钻孔周围的岩体会受到强大的应力，产生非弹性形变，围岩的完整度遭到破坏。炸药中的一部分能量会冲击周围地壳，另一部分会冲击周围空气，这样会引起爆破三害[3]，即地震效应、噪声冲击、压力冲击等。
在爆破过程中，最容易产生的误差就是超欠挖。超欠挖产生的主要原因就是期初设计不合理以及施工过程中钻孔位置有偏差。超欠挖主要有两个方面的危害，一是会加大隧洞施工成本，影响项目的可靠性和安全性；二是超欠挖会影响隧洞的输水能力，降低收益。
5结束语
在政府强调以价取胜逐渐转变为以质取胜的大背景下，基建项目的质量问题得到了更广泛的重视。我国基建技术已经是世界范围内的佼佼者，其中隧洞工程中的钻爆开挖技术是我们主要应用的，这不仅提高了我们工程的安全性和可靠性，也提高了我们在国际舞台中的竞争优势。在用该方法进行项目施工的时候，我们不能固步自封，还要对这一方法进行探索和完善，对其各方面的参数进行研究，根据不同的地质环境，在不同的施工阶段做出相应的处理，这样才能促使工程顺利完成。
参考文献：
[1] 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
[2] 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
[3] 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.
论文作者:柏亮1,王薇2
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/10
标签：隧洞论文; 围岩论文; 工艺技术论文; 地质论文; 钻孔论文; 过程中论文; 作业论文; 《建筑模拟》2019年第4期论文;