输水工程建设中隧洞预裂爆破施工技术

贾艳军

（中国水利水电第十工程局有限公司，四川 成都 610072）

在隧洞施工过程中，为了达到破岩的效果，往往需要采取爆破手段，这是基础建设工作中的一大关键技术。对此，应当充分认知到地震的强度以及可能对质量造成影响的因素，在此基础上确定合适的爆破技术，将一次爆破控制到位，避免出现安全事故。而要想做到此点，就必须确定合适的爆破参数，这是确保设备安全的必行之举。

1 工程概况

在本文所探讨的输水（一期） 工程项目中，其主洞部分对应总长达到了87.5km，此外设有一个长为9.4km 的支洞。此项工程具有建设性意义，它可以完成向水库的引水，在此基础上将所水资源输送到各个城市之中。主洞部分的直径达到了7.5m，关于16#支洞部分，它是上下游的划分节点，具有分界的地理意义。

2 开挖设备和辅助设施的配置

在进行主洞部分的钻爆施工时，需要使用到自制台车，将其作为主要施工平台，引入了型号为YT28 的气腿式凿岩机，从而进行钻孔施工，以便后续人工装药的顺利进行。为了确保施工区域的通风状况，需要使用到4 台20m3固定式空压机设备，基于WA320 装载机完成出渣处理，最后在15t自卸车的辅助下将材料运输到洞外指定区域。

关于工程施工供水来源，需要在洞外设置深水井，基于水泵设备达到持续供水的效果。关于施工中的排水工作，此处采用的是阶梯式抽排法，此外应以特定的距离间隔设置集水井，实现对作业面以及周边积水的汇集，最后在水泵的作用下将其转移到污水池之中。

3 主洞钻孔爆破施工

3.1 开挖爆破设计

参考工程设计图纸，得知此次围岩开挖主要分为IIIa 类和IIIb 两大类，对此选用的是全断面开挖的方法，单次循环进尺控制为3m。

借助于上述提及到的凿岩机展开造孔施工作业，以人工作业的方式进行装药爆破；为了开挖施工的稳定进行，需要进行地质预报，由此确定后续的施工地质情况，在此基础上采取处理措施，兼并进行监控测量，安排专员观察围岩以及支护结构的状态。

3.2 炮眼间距和排距

（1） 周边眼。以岩叶性质为基本参考，在此基础上确定出预裂爆孔间距，即600mm；将孔密集系数确定为0.8。在设置周边眼时，要求其略微向外倾斜，本工程中周边眼数量为16 个。

（2） 掏槽眼。本工程中采取的是垂直楔形掏槽的方式，所形成的掏槽眼数量以5 个为宜；注重对掏槽眼与工作面之间的夹角，需要设置为70°，所产生的眼深为1.6m。

（3） 辅助眼。为了缩减工程作业量，可以适当的扩大辅助眼间距，此处以600mm，各排间距以500mm 为宜。

综合考虑到工程所提出的要求，本工程中共设置了10个辅助眼，具体分布如下图1 所示：

图1 炮眼布置示意图（mm）

3.3 爆破孔使用的炸药和雷管的类型及装药量

为了保障起爆效果，需要使用到非电毫秒塑料导爆管，具体以2#抗水硝按炸药为宜；除此之外，要求药卷直径达到32mm；周边孔的起爆，其需要使用到2#光爆炸药，要求药卷直径达到22mm。

3.4 装药结构、堵塞

整个爆破施工中，装药结构形式以及参数是极为重要的内容，采用间隔装药法，需要按照特定的间距将其绑扎在传爆线上，这是当前最为典型的一种装药结构。除此之外，堵塞可以带来更好的爆破效果，如果堵塞距离不够长但装药量过长时，则会出现孔口漏斗的形状；如果二者都较短，边坡经处理后会产生残缺的预裂缝。考虑到上述种种问题，需要以炮孔直径为基准，所得到的堵塞长度以该值的12-20 倍为宜。

本工程为IIIa 类和IIIb 类围岩，二者的循环测量放样时间需要控制在30min，对应通风时间也需要达到此标准，在进行钻孔施工时可以兼并进行围岩支护施工。

3.5 钻爆法出渣方式、能力及布置

TBM 通过段为典型的葫芦型断面形式，对应的桩号范围为78+358-77+286 和75+226-74+161，以断面尺寸、运距以及循环进尺三大要素为基本参考，综合考虑TBM 通过短的出渣情况，做好设备配置工作，由于单次出渣量最大值达到了297m3，所以需要使用到型号为WA320 的侧翻式装载机设备，而后在15T 自卸车的辅助下顺利将弃渣运输到指定场所，受设备性能的影响，单次出渣量最大时需要的作业时间为4h。

4 施工质量控制与安全防护措施

基于新奥法的基本原理展开施工作业，软弱围岩具有较强的特殊性，应当做到尽早封闭成环；施工过程中安排人员做好监测工作，对围岩进行超期预判，从而得到可行的施工方案。

在整个新奥法施工中，爆破是最为核心的一项内容，进行质量控制时应考虑到如下几点：

（1) 以围岩情况为基准选定合适的爆破参数，通常需要考虑到装药密度、周边孔分布情况等多项因素。

（2） 受地层节理差异化到的影响，对应的控制措施也不尽相同；以地质观测结果为基准，持续调整周边孔参数，从根本上避免超欠挖情况。

（3） 无论是装药结构还是不藕合系数都需要具有高度的合理性，应当充分借助炸药爆破能量，由此减少爆破过程中对围岩造成的损伤，这也可以提升周边轮廓的质量，进一步避免超欠挖现象。周边孔的导爆索应设置为串联的形式，从而加大不藕合系数。

（4） 钻孔精度以及测量放样的精确性都会对爆破质量造成严重影响，对此，需要使用到全站仪设备进行放样，确定钻孔的具体位置，此环节应安排测量技术人员来完成。在凿岩施工时严格控制周边孔外插角，任何一个炮孔的孔底都需要落在指定的位置。做好炮孔装药、堵塞以及引爆线路三者之间的联结工作，而后对其进行深度的检验，确保其符合爆破图的相关规定。爆破施工对周边孔参数提出了较高的要求，具体如下表1 所示：

表1 周边孔各项指标控制表

（5） 勤检测，并修正参数。加大对断面以及周边地质情况的监测力度，将所得结果及时反馈给相关部门，以便为后续钻薄施工提供指导。

施工过程具有变化特性，因此需要适当的调整爆破参数，由此确保光爆效果，避免超欠挖现象。在尚未进行钻爆时，应通过测量的方式确定出准确的炮孔点位，将周边孔以及掏槽孔的参数控制到位。安排人员对装药工作展开统一管理，任何一个孔的装药以及封堵都需要得到保障，安排专员做好对炸药的质量的控制工作，采取可行的保管措施，并落实好实用制度。在开挖过程中，施工区域的监控测量工作至关重要，合理的预防措施是避免塌方的必行之举。

5 结语

本文以隧洞预裂爆破施工为背景展开探讨，提出一些可行的技术措施，确定了可行的爆破参数，实际结果表明此方法所带来的效果良好，隧洞轮廓面总体来说较为完整。由此可知该技术具有可行性，可为后续的工程提供一些参考。