吳 建

（四川汶馬高速公路有限責任公司， 四川 成都 610041）

1 工程概況

汶馬高速C15合同段獅子坪隧道位于阿壩州理縣境內，該隧道全長13.156公里，目前為中交集團承建的第二特長隧道，由C14、C15、C16合同段共同承建，本項目承擔隧道中部4.952公里的施工任務，主要通過2#通風橫洞進洞施工，2#通風橫洞為雙洞，左線長1458米，右線長1462米，隧道折合單洞總長為12814米，項目橋隧比為100%。

2 主要解決的問題

由于項目主體工程全為隧道，隧道洞身開挖的好壞直接關系到項目安全、進度、質量及成本的綜合管控，通過對山區(qū)特長隧道光面爆破技術的總結和研究，進一步優(yōu)化隧道洞身開挖關鍵工序的施工工藝，根據(jù)掌子面圍巖情況，合理調整爆破參數(shù)，降低炸藥單耗量，提高圍巖的自穩(wěn)能力，保證施工過程安全，進一步降低了開挖循環(huán)作業(yè)時間，加快項目隧道施工進度，為公司后續(xù)隧道項目施工提供參考依據(jù)，為公司培養(yǎng)一批隧道專業(yè)復合型人才。

3 特長隧道軟弱圍巖段光面爆破應用實例

3.1 應用實例簡介

本次應用實例選取四川省汶馬高速公路獅子坪特長隧道2#通風橫洞軟弱圍巖段，每延米開挖方量為68方，圍巖級別為Ⅴ級，巖石強度從15～30Mpa不等，考慮到開挖斷面較小，隧道開挖采用全斷面法，主要控制隧道的開挖進尺。

3.2 設計參數(shù)

循環(huán)進尺：3m；炮孔直徑：40mm；炮孔深度：掏槽孔3.5米，周邊孔3.1米；周邊孔間距：0.5米；光爆層厚度：0.65米；總體單耗：q=0.95～1kg/m3；周邊孔單耗： q周=0.45kg/m3；裝藥系數(shù)（除周邊孔外）：0.4～0.65；周邊孔裝藥結構：間斷裝藥；其余孔裝藥結構：連續(xù)裝藥。

3.3 光面爆破實施

3.3.1 測量放樣

嚴格按照圖紙及周邊眼布置圖進行測量放樣，并用紅色油漆進行標記，使周邊眼孔位位于設計輪廓線上，從源頭上保證周邊孔位置準確，不出現(xiàn)超挖。

3.3.2 鉆孔

周邊眼鉆孔質量是保證光面爆破效果的主要因素之一，鉆孔時必須保證孔眼在開挖輪廓線上，并且一定要控制好孔眼的位置、深度、方向和角度，保證周邊眼外斜率不得大于5cm/m，眼底不超出開挖面輪廓線10cm，最大不超過15cm。

3.3.3 裝藥

裝藥前先用高壓風將孔中巖粉吹凈，裝藥分片分組，嚴格按爆破參數(shù)表及炮孔布置圖規(guī)定的單孔藥量裝藥，雷管段別“對號入座”，裝藥要到底；采用小直徑的φ32光爆藥卷，按照軸向間距不耦合裝藥，以增加不偶合系數(shù)和爆炸力對開挖輪廓處圍巖的緩沖作用。

3.3.4 起爆網(wǎng)絡連接

由于光面爆破孔是最后起爆，導爆索有可能遭受超前破壞，因此為保證周邊眼最后同時起爆，對光面爆破孔可采用高段延期雷管與導爆索的雙重起爆法，即在所有周邊孔均采用導爆索的情況下，再增加5～6根雷管，從而確保光面爆破效果。

3.3.5 效果檢查及反饋

根據(jù)《爆破安全規(guī)程》要求起爆網(wǎng)絡并及時通風，隨后進洞排險并履行如下職責：①對隧道爆破后的輪廓平整度、殘眼率、超欠挖、渣塊質量等情況進行觀察并記錄，并及時分析、總結、整理，將最終結果反饋至現(xiàn)場作業(yè)人員； ②根據(jù)如上反饋信息及現(xiàn)場圍巖情況，及時調整周邊眼的間距、光爆層厚度，裝藥量等設計參數(shù)，反復分析、總結、歸納，從而更加有效地做好光面爆破技術的應用。

4 效益分析

4.1 保障安全質量

光面爆破后，開挖面平整，危石少，撬頂工作簡單，減輕了表面應力集中現(xiàn)象，避免局部冒落，增進了圍巖穩(wěn)定，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量。

4.2 縮短施工工期

采用光面爆破使開挖面平整，巖體破碎少，超欠挖控制質量好。爆破后開挖面基本接近設計輪廓線，直接減少了將來支護的工程數(shù)量。據(jù)有關資料統(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%。超挖率下降后，噴混材料節(jié)約，噴混作業(yè)循環(huán)時間減少，大大節(jié)約了施工工期。

4.3 節(jié)約施工成本

《公路工程質量檢驗評定標準》對隧道洞身開挖規(guī)定值或允許偏差規(guī)定：Ⅴ、Ⅳ級圍巖平均150mm，最大250mm，按照本項目2#平導隧道開挖斷面，以拱部平均超挖150mm、墻部平均超挖100mm計算，規(guī)范允許的超挖噴混占設計的百分比：Ⅴj級為57.04%、Ⅴ級為56.92%、Ⅳj級為62.11%、Ⅳ級為75.68%，故采用光面爆破技術控制開挖輪廓線，使開挖輪廓線盡量與拱架輪廓線密貼結合，對項目成本控制有重要的意義。

5 隧道光面爆破問題和建議

5.1 隧道爆破開挖常見的問題

只有一個自由面或臨空面（被爆介質與空氣的交界面），且自由面與掘進方向垂直；易受初期支護與掌子面間距的影響，施工場地狹小， 施工機具占據(jù)一定的空間位置，鉆孔作業(yè)受到限制，人工鉆孔的技術要求高；隧道圍巖的巖性、強度、穩(wěn)固性和水文地質條件等變化大，爆破參數(shù)調整頻繁，施工安全風險高；爆破施工效率和施工成本受圍巖的工程地質條件和水文地質條件的影響大[1]。

5.2 合理控制隧道超挖

由于施工機具需占據(jù)一定的空間位置，即使設計給出的開挖邊界是一個縱向平直的面，但實際施工形成的開挖面呈鋸齒狀，如果沒有合理超挖，隧道的開挖斷面就只能越來越小。

5.3 初期支護與掌子面距離對超挖的影響

目前我們在施工中采用支護緊跟的形式，現(xiàn)場工人施工時，為了保證不出現(xiàn)超欠挖現(xiàn)象，采用長短眼結合的方式，一方面，延長了打眼的工序時間；另一方面，對火工品造成一定的浪費。鉆具的橫向寬度、單循環(huán)進尺以及初期支護與掌子面的距離等因素決定了合理的施工超挖量，尤其是后者對超挖的影響很大，不僅影響超挖，而且影響欠挖[2]。

5.4 合理控制初期支護與掌子面的距離

在圍巖穩(wěn)固性允許的條件下，應稍微增大掌子面與初期支護之間的距離。當二者相距1.5～2.5m以上時，初期支護才不會影響超欠挖。因此，從爆破開挖施工角度看，不是初期支護緊跟掌子面才好，恰恰相反，只要圍巖條件允許，初期支護不應緊跟掌子面。如果圍巖條件差，必須保持初期支護與掌子面緊跟的狀態(tài)（如破碎但未加固處理的V級圍巖），就不能盲目加大初期支護與掌子面的距離。這時，必須嚴格按照施工規(guī)范要求，初期支護緊掌子面[3]。

6 結束語

光面爆破不僅直接關系到施工方的工期、成本管控情況，而且光面爆破作為隧道新奧法施工重要手段之一，通過合理的確定各圍巖條件下光面爆破的施工參數(shù)及施工控制要點，能有效地控制斷面的超欠挖，減少對周圍圍巖的擾動，確保施工安全和工程質量，本文具有一定的指導參考價值。