淺談隧道光面爆破與超欠挖控制

盧國華

摘要：眾所周知，在隧道開挖的施工中，“過度欠挖”現(xiàn)象是一個非常普遍而又非常難以控制的問題。這種現(xiàn)象，不僅影響隧道質(zhì)量安全，又會增加施工工程的造價，可以說是所害甚廣，十分不利的。如果我們使用光滑的爆破技術(shù)，那么其中存在的問題就可以很好地解決。因此，隧道光面爆破技術(shù)也是隧道施工中的關(guān)鍵的隧道爆破技術(shù)。本文通過分析光面爆破的基本作用原理，從光面爆破的概述、具體事例及質(zhì)量要幾方面入手，簡要分析了隧道光面爆破技術(shù)與超欠挖控制。

關(guān)鍵詞：隧道；光面爆破；超欠挖

在隧道開挖施工中，經(jīng)常出現(xiàn)并且難以控制的問題——隧道過度破壞的問題。將影響隧道開挖質(zhì)量的同時，又對隧道的施工成本非常不利，導(dǎo)致施工成本，大幅度的增多，因此，超欠挖現(xiàn)象在隧道施工中是所有施工方嚴禁出現(xiàn)的，這種要求在行業(yè)內(nèi)已經(jīng)成為必須。在施工中，大部分光面爆破技術(shù)能夠有效防止超欠破壞的發(fā)生，同時提高施工安全性。因此，為了降低施工成本，保證施工質(zhì)量，該技術(shù)逐漸引起人們的關(guān)注并得到了廣泛的應(yīng)用。

一、光面爆破概述

（一）概念

光面爆破是根據(jù)隧道斷面設(shè)計輪廓線進行控制爆破，對周圍眼睛進行合理布局，實質(zhì)上是一種爆破光滑表層。在爆破后，在隧道周圍形成相對光滑和光滑的側(cè)壁，使得隧道部分不僅滿足設(shè)計輪廓的要求，而且還使周圍的巖石不受損壞。為了保持圍巖的完整性和自身的承載能力，才能達到快速，高效，優(yōu)質(zhì)的施工目的。光面爆破分為兩種類型：全斷面爆破和預(yù)留輕爆。對于截面較小的巷道，可采用全截面一次爆破方法，對于大截面隧道，應(yīng)采用預(yù)留爆破層的爆破方法。也就是說，在主爆炸物體形成光滑的表面之后，周邊眼睛被充上最后一次充電。因此，在挖掘隧道時，應(yīng)采用電弧挖掘方法，為光面爆破創(chuàng)造條件。

從更深層次看，圍巖光面爆破擾動很小，在很大程度上，它保留了圍巖的承載力，非常有利于襯砌結(jié)構(gòu)的應(yīng)力。由于爆破后的巖石表面較為平滑，減少了應(yīng)力集中現(xiàn)象，這就降低了局部巖石發(fā)生的可能性，大大提高了施工安全性。減少隧道斷面的過度開挖和回填，并采用錨噴支護，可以減少混凝土的使用量，加快施工進度，降低工程造價。因此，光面爆破是一種理想的控制爆破技術(shù)，特別是在較軟和不均勻的地質(zhì)巖體中。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，光面爆破與普通爆破相比，超挖量由原來的15%～20%降低到4%～7%。光面爆破后，開挖面平整，危石少，撬頂工作簡單，減輕了表面應(yīng)力集中現(xiàn)象，避免局部冒落，增進了圍巖穩(wěn)定，加快了隧道掘進速度。光面爆破對圍巖破壞輕微，危石少，據(jù)有關(guān)資料表明，采用光面爆破時，圍巖松弛帶的范圍只是常規(guī)爆破方法的1/3-1/2，直接提高了圍巖穩(wěn)定性，保證了施工安全及隧道開挖質(zhì)量。

（二）光面爆破的作用機理

目前，光面爆破作用機理在理論上還不是很成熟，但在質(zhì)的方面已經(jīng)達成初步共識。人們普遍認為，當爆炸物爆炸時，它們會對巖體產(chǎn)生兩種影響：一種是沖擊波對巖體的拉伸損傷效應(yīng)，另一種是爆炸氣體膨脹作用對巖體的影響。周眼同時起爆后，炮眼產(chǎn)生的沖擊波沿徑向傳播，遇到后相鄰炮眼會產(chǎn)生沖擊波。同時產(chǎn)生切向拉應(yīng)力，在相鄰炮眼中心線的中點產(chǎn)生最大切向拉應(yīng)力。巖體將被破壞和破壞。同時，可有效抑制圍巖外圍其他方向的裂縫，最大限度地減少爆破對圍巖影響造成的干擾和破壞。

二、工程實例

據(jù)悉，山西左左至鯉城高速公路上有一座Muchi隧道。也可以實現(xiàn)更大的效果展示，避免過度破壞的現(xiàn)象，并使用全截面光滑爆破施工。在鉆探之前，測量員將確定隧道中心線和圓頂表面的高度，用紅色油漆繪制挖掘輪廓線并標記炮眼的位置。在每次測量和線路起飛的同時，應(yīng)對最后一次爆破段進行檢查和測驗，并及時調(diào)整爆破參數(shù)，以達到最佳的爆破效果。周邊眼：允許爆破工作人員沿著設(shè)計輪廓的輪廓部分上的輪廓線調(diào)整爆破眼的位置。眼底不得超過挖掘段剖面的10厘米。內(nèi)環(huán)眼與周邊眼之間的距離不得超過5厘米。內(nèi)環(huán)眼與周圍眼必須具有相同的斜度。當挖掘面粗糙度大時，應(yīng)根據(jù)實際情況調(diào)整炮眼深度（相應(yīng)調(diào)整炮彈量），所有炮眼（除軌道眼外）應(yīng)在同一平面上鉆井完成后，根據(jù)鉆孔布局進行檢查，并進行記錄。通過檢查后，可以進行充電和爆破。在充電之前，使用小直徑高壓空氣管將碎石吹入炮眼。在“座位登記”中不得混用雷管，所有的爆破孔應(yīng)用泥土堵塞。另一個炮眼的尺寸不小于30厘米。炮眼中的電荷是逆向電荷結(jié)構(gòu)。高位引爆雷管和引爆線引爆的雙重爆轟方法。

在整個隧道施工過程中，爆破的開挖速度明顯加快，并且截面形狀和尺寸符合設(shè)計者要求；石塊的大小適中，有利于巖石的裝卸和運輸。鉆井速度快，鉆井工作量小，爆炸消耗量十分低，它具有良好的爆破效果，表面平整，超低切量完美的符合設(shè)計要求，對周圍巖石的破壞很小。

三、結(jié)語

作為控制爆破技術(shù)，光面爆破由于其各種優(yōu)點而在隧道施工中得到廣泛應(yīng)用，可以合理的確定不同地質(zhì)條件下光面爆破的設(shè)計參數(shù)和控制點。有效的控制隧道斷面過度破壞，減少對圍巖的擾動，降低工程造價，同時確保施工安全和工程質(zhì)量，以完美的質(zhì)量安全及工程造價來避免超欠挖現(xiàn)象的發(fā)生。隧道光面爆破施工技術(shù)作為工程項目施工管理的核心工作之一。對隧道施工方面具有十分重要的作用。我們必須將科學(xué)技術(shù)管理融合到項目管理工作中。

參考文獻：

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