【摘 要】概述了目前隧道施工中普遍采用光面爆破技術(shù)的原因；結(jié)合工程實(shí)踐，詳細(xì)闡述了如何根據(jù)安全和環(huán)保法規(guī)、在光爆施工過程、“四新”應(yīng)用中、根據(jù)圍巖變化和光爆效果調(diào)控光爆參數(shù)；指明了參數(shù)調(diào)控技術(shù)的發(fā)展趨勢；總結(jié)出提高光爆參數(shù)調(diào)控技術(shù)的重要途徑：采取發(fā)展智能優(yōu)化控制決策管理技術(shù)等措施，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和信息的交流，使其朝著標(biāo)準(zhǔn)化、定量化、數(shù)字化、智能化與自動(dòng)化的方向發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】光爆參數(shù) 調(diào)控方法和步驟 發(fā)展趨勢

1引言

目前，隧道施工普遍采用光面爆破技術(shù)，以盡量降低對圍巖的振動(dòng)，在隧道周邊形成一個(gè)光滑平整的邊壁，從而保持圍巖的完整性和自身承載力。為了保證光爆效果，避免超、欠挖現(xiàn)象，就必須對光爆參數(shù)進(jìn)行及時(shí)有效地調(diào)控。方法和步驟如下。

2調(diào)控方法和步驟

2.1根據(jù)安全、環(huán)保法規(guī)調(diào)控

2.1.1爆破震動(dòng)

從爆源到被保護(hù)物的距離應(yīng)保證被保護(hù)物不受到爆破振動(dòng)作用的破壞，這段距離稱為爆破地震安全距離?？砂聪率接?jì)算：

式中：R為爆源中心至被保護(hù)建筑物的最小距離，m；Q為炸藥總量，kg，齊發(fā)爆破取總炸藥量，秒差爆破或微差爆破取最大一段的炸藥總量；V為被保護(hù)建筑物基巖質(zhì)點(diǎn)的允許安全振動(dòng)速度，cm/s，可根據(jù)《爆破安全規(guī)程》確定，例如：一般磚房取V=2～3 cm/s，鋼筋混凝土框架房屋取V=5 cm/s；m為藥量指數(shù)，集中藥包取1/3；K、a為與爆破點(diǎn)地形、地質(zhì)等條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù)。

工程實(shí)際中，更多的情況是爆源與需要保護(hù)的建筑物之間的距離R一定，要求在爆破地震振動(dòng)速度不超過建筑物的允許安全振動(dòng)速度的前提下，計(jì)算齊發(fā)爆破允許的最大裝藥量或延期爆破藥量最大一段的允許裝藥量Qmax，可按下式計(jì)算：

2.1.2爆破飛石

（1）幾何相似公式。爆破場地位于山坡上，極易產(chǎn)生爆破飛石，對其危害必須進(jìn)行預(yù)控。爆破飛石距離的計(jì)算公式，我國普遍采用的經(jīng)驗(yàn)公式：Rf=20Kn2W 式中：Rf為最遠(yuǎn)拋擲距離； K為安全系數(shù)與地形、風(fēng)向有關(guān)；n為爆破作用指數(shù)；W為最小抵抗線。

我國《爆破安全規(guī)程》（GB672222003）中指定，此公式在W<25m，n=1左右的硐室爆破中較為準(zhǔn)確。

（2）Lundborg統(tǒng)計(jì)規(guī)律公式。

Lundborg統(tǒng)計(jì)規(guī)律公式： Rf =KTqdb 式中：KT為與爆破方式、堵塞長度、地質(zhì)和地形條件有關(guān)的系數(shù)，取110～115；q為單位炸藥消耗量，kg/m3，加入此因數(shù)使計(jì)算精度超過了德湯尼克公式；db為炮眼直徑，mm。

2.1.3其它注意事項(xiàng)

例如：高壓線下的石方爆破。除了采用圍擋等防護(hù)設(shè)施外，在施爆前，調(diào)整藥量和布孔參數(shù)，選用微差及壓碴爆破，保證達(dá)到預(yù)期效果。

2.2加強(qiáng)光爆施工過程的控制

只有光爆工序的施工質(zhì)量符合確定的參數(shù)要求，現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)才有參考性和可比性，才能作為參數(shù)的調(diào)整的依據(jù)。為此應(yīng)采取的下列措施。

（1）準(zhǔn)確的測量、放線是保證。測量員用全站儀測量出隧道中心線和拱頂高程，標(biāo)出炮孔位置，用激光斷面儀測量出隧道開挖輪廓線，用紅漆畫出開挖輪廓線。推薦采用TM隧道斷面測量系統(tǒng)。

（2）嚴(yán)格的施工工序管理是關(guān)鍵。1）對鉆工進(jìn)行技術(shù)交底，鉆周邊眼要做到“準(zhǔn)、直、平、齊”。2）鉆眼要實(shí)行“定人、定機(jī)、定位、定質(zhì)、定量”制度。3）獎(jiǎng)罰措施除了考核進(jìn)尺外，還要考慮超欠挖、炮孔殘留率等情況。

（3）操作規(guī)程要科學(xué)合理。1）為了保證周邊孔軸向不耦合且中心不耦合裝藥，可將藥卷捆綁于竹片上。2）周邊眼應(yīng)選用小直徑藥卷和低猛度、低爆速的炸藥。采用反向起爆可以增加應(yīng)力波和爆炸氣體的作用時(shí)間，故周邊孔采用反向起爆。3）采用非電起爆網(wǎng)路，掏槽孔、輔助孔均采用非電組合雷管； 由于周邊孔是最后起爆，故采用高段延期雷管與導(dǎo)爆索的雙重起爆法。如圖1。

圖1掏槽孔、輔助孔、周邊孔裝藥結(jié)構(gòu)圖

2.3“四新”應(yīng)用中的參數(shù)調(diào)整

“四新”是指新材料、新設(shè)備、新工藝、新技術(shù)。一般前三種應(yīng)重新確定光爆參數(shù)的計(jì)算公式和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，下面介紹一例能提高參數(shù)調(diào)控效率的新技術(shù)。

TM隧道斷面測量系統(tǒng)可采集每循環(huán)光爆的圍巖斷面數(shù)據(jù)和超欠挖數(shù)據(jù)，以及初支、二襯斷面及其厚度等尺寸，通過現(xiàn)場檢查、分析，找出影響光爆質(zhì)量的主要原因，據(jù)此調(diào)整光爆參數(shù)，提高光爆質(zhì)量，并以此作為獎(jiǎng)罰依據(jù)，加強(qiáng)現(xiàn)場量化管理。

TM隧道斷面測量系統(tǒng)的基本原理：采用免棱鏡型全站儀確定基點(diǎn)與斷面若干點(diǎn)距離，并由TMF隧道斷面測量PDA版將數(shù)據(jù)采集入庫，計(jì)算和繪圖，通過TMO隧道斷面測量分析系統(tǒng)軟件對所有數(shù)據(jù)分析處理，形成各種報(bào)表和文件。此系統(tǒng)具有操作獨(dú)立性強(qiáng)，每斷面僅需2～4分鐘，比傳統(tǒng)的人工斷面測量、激光隧道檢測儀等方法更精確、迅速。[1]

2.4根據(jù)圍巖變化調(diào)整

光爆參數(shù)應(yīng)針對圍巖變化情況而調(diào)整。例如：掌子面圍巖出現(xiàn)左側(cè)較破碎，右側(cè)掌子面圍巖整體性較好，可加大左側(cè)周邊孔孔距與光爆層厚度，減少左側(cè)炮孔的數(shù)量和裝藥量。

2.5根據(jù)光爆效果調(diào)整

爆破效果如果不理想，就應(yīng)對光爆參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。如果出現(xiàn)欠挖，需減小周邊孔距和光爆層厚度，增加炮孔的數(shù)目和炸藥量；出現(xiàn)超挖，需加大周邊孔距和光爆層厚度，減少炮孔的數(shù)目和炸藥量。如果石碴塊度小，說明輔助眼布置偏密；塊度大說明炮眼偏疏，用藥量過大。還根據(jù)開挖面凹凸情況修正鉆眼深度，使炮眼眼底基本落在同一斷面上。通常經(jīng)過二三個(gè)鉆爆循環(huán)的參數(shù)調(diào)整，就能達(dá)到最佳效果。

3 參數(shù)調(diào)控技術(shù)的發(fā)展展望

開發(fā)手持式（如iPad）的隧道及地下工程光面爆破智能優(yōu)化控制管理決策系統(tǒng)，對地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境、巖石性質(zhì)等地質(zhì)信息進(jìn)行準(zhǔn)確快速采集與分析，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和信息的交流，對光面爆破過程中各參數(shù)與巖體是否匹配進(jìn)行智能分析，在綜合判斷前期現(xiàn)場試驗(yàn)爆破過程是否合理的基礎(chǔ)上，及時(shí)反饋分析并修正優(yōu)化各爆破參數(shù)，以預(yù)測后續(xù)工程爆破過程中可能出現(xiàn)的新行為、新動(dòng)態(tài)，排除工程爆破過程中可能出現(xiàn)的超、欠挖情況和險(xiǎn)情。

4結(jié)語

發(fā)展智能優(yōu)化控制決策管理技術(shù)，制定光爆質(zhì)量評定指標(biāo)體系與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)基于無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的光面爆破智能優(yōu)化控制管理決策系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和信息的交流，使其朝著標(biāo)準(zhǔn)化、定量化、數(shù)字化、智能化與自動(dòng)化的方向發(fā)展。[2]這是提高光爆參數(shù)調(diào)控技術(shù)的重要途徑。

參考文獻(xiàn)：

[1]陶坤，何小平.TM隧道斷面測量系統(tǒng)在施工質(zhì)量控制中的應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2008，37 （11）：73-76.

[2]王建秀，鄒寶平，胡力繩.隧道及地下工程光面爆破技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望[J].地下空間與工程學(xué)報(bào)，2013，9（4）：804.

作者簡介：趙亮（1971—），男，漢族，山東牟平縣人，本科，工程師，國家一級建造師，項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人，從事隧道、土石方開挖爆破、工民建施工技術(shù)和管理方面的研究。