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高速公路隧道光面爆破施工技术及质量控制探讨

光面爆破是指通过对爆破参数和施工工艺进行合理的选择，分区分段微差爆破，使围岩不受到严重破坏，并使爆破后开挖轮廓成形规则、岩面平整的爆破技术。光面爆破与喷锚支护、监控量测都是新奥法施工中的一个重要组成部分。采用光面爆破施工，可以减少对围岩的扰动，增强围岩的自承能力，能够极大程度地防止因振动干扰过大而导致塌方等不利现象，增强了施工安全性，特别是对于松软破碎岩层其作用和效果尤为显著。采用光面爆破施工，不仅可以减少炸药的使用量和出碴的数量，而且能减少隧道的超欠挖和支护的工作量，节省大量混凝土施工，加快施工进度，降低工程成本。采用光面爆破施工，围岩的壁面平整、凹凸很少，可以避免局部坍落，减弱应力集中，提高围岩的稳定，减少隧道的维护量，并为支护施工创造有利条件。但是光面爆破是一个综合过程，涉及到许多方面，在光面爆破开挖的过程中，稍不注意，就容易出现两炮衔接台阶大，凸凹度大，炮痕率低，对围岩的破坏性和扰动性大，严重的会影响到围岩的稳定，而且超挖现象较为严重，造成出渣量、混凝土用量超方严重等问题，直接影响到施工质量、施工进度和施工成本。因此在光面爆破过程中，应进行爆破参数设计及优化，改进施工工艺，加强施工质量控制，确保整个施工阶段的安全和质量。

1工程概况

本案例高速公路隧道为分离式长隧道，左线长1989m，右线长1990m。隧道范围内中线地面高程为615.5～909.5m，最大相对高差为294m。隧道轴线走向方位角约为230°，属中低山地貌，地形起伏较大。本隧道设计标准高，沉降控制要求严，施工环境复杂，施工展开困难。隧道地质差，Ⅳ、Ⅴ级围岩占隧道累计长度的37.5%，且存在断层、浅埋，施工中存在坍塌、冒顶、涌水等施工风险。因此，本工程隧道开挖掘进采用光面爆破，有[KG（0.05mm]利于降低对围岩的扰动，充分利用围岩的自稳能力，提高开挖质量，确保施工安全。光面爆破施工能有效地控制超欠挖，在保证开挖质量的同时，减少支护的工程量和防水材料的浪费，从而降低生产成本。

2光面爆破施工技术及质量控制

2.1光面爆破设计

本工程隧道光面爆破施工工艺流程如图1所示。

2.2光面爆破设计

本工程根据不同的围岩类型及开挖工法进行初步爆破设计，并对围岩实际爆破效果进行监测和分析，根据现场的实施效果不断优化爆破设计，以便达到理想的爆破效果。

2.2.1光面爆破参数的选择

通过爆破试验确定爆破参数，按照经验进行适当修正。本工程光面爆破参数表如表1。

根据围岩特点，本工程爆破设计周边眼按照Ⅲ级50～55cm、Ⅳ级45～50cm、Ⅴ级40～45cm间距布置。

2.2.2进尺与钻眼深度的选择

随着钻眼深度的增加，钻眼速度会下降得越快，使孔间误差过大，影响爆破效果。根据本工程隧道断面、围岩地质条件、机械设备能力等，Ⅲ级围岩地段开挖依据新奥法原理采用全断面法开挖施工，每循环为3m左右比较理想;正洞Ⅳ级围岩地段采用台阶法开挖施工，每循环进尺1.5～2m比较理想;正洞Ⅴ级围岩地段采用台阶法加临时横撑法或加临时仰拱法开挖施工，每循环进尺0.5～1.0m比较理想。

2.2.3掏槽方式

根据实际操作效果及围岩特性不同采用楔形掏槽。

2.2.4爆破器材的选定

（1）根据常用的火工品比较，该隧道使用32乳化炸药。该类炸药主要性能如下：

药卷密度：0.951.25g/cm3;

殉爆距离：≥3cm;猛度：≥12mm;

爆速：≥3200m/s;爆力：≥320mL。

（2）雷管使用非电毫秒导爆管雷管，起爆的时差间隔为50～75ms。该类雷管主要性能如下：

起爆能力：能炸穿厚度為5mm的铅板;

抗水能力：普通型在1m水深容器中可保持8h起爆;

起爆感度：40℃～50℃温度范围内用一发工业8号雷管可同时起爆20发导爆雷管;

雷管跳段使用共分17段，其中为加强掏槽效果加大掏槽眼间间隔段数。

2.2.5装药结构

为了增加不偶合系数和爆炸力对开挖轮廓处围岩的缓冲作用，本工程周边眼采用小直径药卷（32mm）空气间隔装药结构，空气间隔装药结构如图2所示。

2.3爆破施工

2.3.1放样布眼

钻眼前，测量人员先测量出隧道中心位置并用红油漆准确绘出，放出拱顶设计高程，并定出隧道开挖断面轮廓线，标出炮眼位置，其误差不得超过5cm，经检查合格后方可进行钻眼。在直线段可用激光导向仪控制开挖方向和开挖轮廓线，以减少测量时间和提高测量精度。

2.3.2定位开眼