邱明路

（精河下天吉水利樞紐二期工程建管局，新疆 博爾塔拉 833400）

0 引言

水利水電工程中涉及隧道工程的內(nèi)容中，鉆孔爆破施工是必不可少的核心內(nèi)容，該項施工很容易受到外部環(huán)境因素影響，因此需科學設計施工程序，采取合適的施工方法，保證各個流程施工的規(guī)范進行，進而確保隧道工程的質(zhì)量達標。

1 工程概況

本次施工的工程項目為精河縣下天吉水利樞紐二期工程（大壩加高部分），地點為新疆博爾塔拉蒙古自治州精河縣。工程開發(fā)的任務是確?；诤拥郎鷳B(tài)基流實現(xiàn)工業(yè)供水和灌溉功能，同時要保證水利水電工程實現(xiàn)水力發(fā)電和防洪，工程施工中的所有物資都利用公路和鐵路來進行運輸，其左岸交通洞的全里程為K0+000—K0+245，總長度約為245m，其中二期開挖的支護長度約為215m，圍巖包括Ⅲ類（11m）、Ⅴ類（158m）以及Ⅳ類（74m），斷面尺寸為6m×6m，斷面型式為圓拱直墻型。地質(zhì)條件方面，基巖是泥盆系中統(tǒng)汗吉尕組（D2h）火山巖系，包括了砂巖、凝灰質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)凝灰?guī)r以及凝灰?guī)r等等，整體巖體的特征為脆、雜、碎、裂以及硬，壩址區(qū)構(gòu)造發(fā)育，主要為斷裂，但斷層規(guī)模普遍不大。

2 水利水電工程施工中的隧洞鉆孔爆破技術(shù)應用分析

2.1 施工的重難點與應對手段

2.1.1 開挖與支護施工

結(jié)合本次水利水電施工工程交通洞的地質(zhì)概況資料可知，由于其施工時的交通洞主要為K0+165—K0+215 以及K0+000—K0+078 兩個施工段，且皆為Ⅴ類圍巖，總長度約為158m，都屬于強風化類型的地段，這類地段施工開挖過程中的重點就是保證圍巖能夠穩(wěn)定，因此支護要求較高，要確保整個洞室的施工開挖質(zhì)量達到標準。為了順利完成開挖與支護施工部分，在運用隧洞鉆孔爆破技術(shù)時，可采取以下幾種應對手段：①嚴格控制洞內(nèi)爆破開挖施工時的裝藥量以及單響，若是裝藥量過多，在爆破時就很容易導致周圍坡面出現(xiàn)滑塌的不良情況，在進行洞內(nèi)爆破施工時，也要對附近地面做好監(jiān)測，防止出現(xiàn)異常狀況而引發(fā)事故，若是發(fā)覺異?？梢赃m當對裝藥量進行調(diào)整，確保洞內(nèi)爆破可以安全且順利地完成。②對工程洞身開挖支護施工部分和混凝土的襯砌施工部分進行科學安排，通常需要結(jié)合實際地質(zhì)情況以及采取的襯砌施工結(jié)構(gòu)形式，可統(tǒng)籌安排臺階法施工，遇到一些強度和硬度較高的巖石部分再進行鉆爆處理，若是一些圍巖部分較為軟弱，則可以運用機械開挖措施，在開挖環(huán)節(jié)完成并做好清查之后，需對其進行測量并確認驗收，若是測量中發(fā)現(xiàn)有欠挖問題則要進行處理，隨后才能夠科學支護。③要對整個開挖與支護施工的工期進行分析，確保其安排的合理性并科學設置具體施工程序，還要做好施工中的資源配置工作，保證在規(guī)劃的工期內(nèi)將開挖與支護施工、混凝土澆筑施工等任務完成。④要對洞室開挖與支護程序做好相關(guān)設備的準備，性能較好的設備有利于促進工序之間有效銜接，保證整體施工作業(yè)的流暢推進，還可以盡可能確保進度合理，此外，還應結(jié)合要求進行模板定制并對科學設計混凝土的配合比[1]。

2.1.2 不良地質(zhì)段的施工

在本工程當中，其隧洞的圍巖部分大多是Ⅴ類，洞身則屬于Ⅳ類，因此，圍巖的穩(wěn)定性不夠高，有很多強風化地段，屬于不良地質(zhì)施工段，在施工過程中，這也是一項重難點內(nèi)容，要確保順利完成這類地段的施工，確保隧洞鉆孔爆破技術(shù)運用的有效性，還需注意以下3點：①在進行洞身開挖和支護施工時，嚴格遵循安全、快速以及優(yōu)質(zhì)的施工原則，為了避免圍巖出現(xiàn)變形情況，可以采用拱架型鋼結(jié)構(gòu)及錨桿組合式支護，同時，在開挖不良地質(zhì)洞段時，還需進行超前支護、探測，盡可能短進尺且減少擾動，促進快循環(huán)和早封閉，保證施工完成后的圍巖穩(wěn)定性能夠達標。②對洞身的掘進施工進行精心設計及規(guī)劃，可以參考以往的類似工程項目，減少施工中的問題出現(xiàn)，也能夠保證安全施工并提高質(zhì)量。③對整個施工過程做好安全監(jiān)測，在施工現(xiàn)場安設臨時安全監(jiān)測的設備，尤其是針對不良地質(zhì)施工段，要針對性開展加密監(jiān)測，將監(jiān)測數(shù)據(jù)及時進行分析，預報安全問題，保證整個施工得到良好監(jiān)控，可順利推進。

2.2 隧洞鉆孔爆破技術(shù)應用的施工工藝分析

2.2.1 工藝概述

結(jié)合本工程的相關(guān)設計文件可了解到地質(zhì)情況，其圍巖為Ⅴ類，通過現(xiàn)場實際情況來看，較為適合采用隧洞鉆孔爆破技術(shù)，確保整個工作面的順利施工，而針對于一些較為破碎的圍巖部分，則建議運用機械開挖工藝進行施工。在整個施工工藝當中，隧洞室段的石方洞部分開挖時，可以運用臺車配合鉆孔的技術(shù)，采用的鑿巖鉆機型號為YT28，開挖方法還可采用全斷面光面爆破法，若有必要則運用臺階開挖方法。開挖過程中還要伴隨著支護施工，在一個循環(huán)的進尺開挖結(jié)束支護，立即開始進行一次支護處理，確保隧洞內(nèi)趨向于穩(wěn)定，避免出現(xiàn)坍塌事故。爆破處理后的石渣都需要運用裝載機運出洞外，然后運用8t 規(guī)格的自卸汽車運離施工現(xiàn)場。在本次施工的工程當中，由于地質(zhì)條件頗為復雜，存在許多交錯斷層，因而施工爆破環(huán)節(jié)要對裝藥量進行嚴格控制，盡可能做到短進尺、少藥量、強支護以及強監(jiān)測，還要循序漸進施工，以免隧洞開挖出現(xiàn)危險，減少漏洞、邊坡滑塌等情況的出現(xiàn)[2]。此外，整個施工過程中也需做好記錄工作，圖1 表示的是石方洞鉆孔爆破開挖施工流程。

圖1 石方洞鉆孔爆破開挖施工的流程

2.2.2 施工工藝的具體流程

（1）開展測量放樣。

結(jié)合上述分析的施工工藝流程圖，其施工時首先應進行的就是測量放樣工作。具體來說，需要結(jié)合隧洞工程平面布置的設計圖以及業(yè)主方所提供的測量控制點，進一步設置測量控制的網(wǎng)點，具體采用插網(wǎng)加密形式，為施工放樣奠定良好基礎。測量放樣過程中還會運用到全站儀設備，結(jié)合水利水電工程的實際要求，盡可能選擇精度達標的測量設備，保證測量的準確性。測量放樣還會運用到坐標法，結(jié)合設計當中的相關(guān)洞軸線來設置控制點坐標，主要是對洞軸線的中心位置、開挖施工的高程值以及邊線進行準確定位，提升施工控制水平，最后的測量成果需要報備給監(jiān)理工程師，在工程師確定無誤后才能進行下一步的施工工作。實施開挖施工過程中，也需采用從外到洞內(nèi)逐漸引測的方式，為了確保開挖控制的有效性，需要在合適位置處設置控制點以及測量的標志樁，提高開挖施工的質(zhì)量[3]。

（2）進行鉆孔施工。

測量放樣結(jié)束后需進行鉆孔施工，首先是對鉆孔的孔位進行合理布置，主要是依據(jù)爆破試驗結(jié)果獲得的爆破參數(shù)數(shù)據(jù)，進一步確定隧洞開挖過程中的最佳鉆孔孔位并加以布置。確定了孔位后就正式開始鉆孔，在本工程當中，隧洞石方洞鉆孔過程中主要采用手風鉆結(jié)合臺車鉆孔形式，其中手風鉆的型號為YT-28，鉆孔時主要是需對鉆孔角度進行檢查，過程中若是發(fā)現(xiàn)角度偏離需立即進行調(diào)整，以免鉆孔失敗，盡可能讓實際鉆孔與設定孔位之間保持合理偏差，確保鉆孔質(zhì)量可達標。在鉆孔施工完成之后則需進一步檢查質(zhì)量，確定孔洞合格之后就可向其內(nèi)部裝藥，為后續(xù)爆破做準備。

（3）實施清孔、裝藥以及封堵。

鉆孔施工結(jié)束之后，需立即開展吹孔處理，將每一個炮孔中的殘渣吹出。隨后需進行裝藥，在各個炮孔內(nèi)部根據(jù)設計的裝藥量參數(shù)來裝藥，主要是采用平臺車加人工共同作業(yè)完成該項工作，需要注意的是，輔助孔、掏槽孔進行裝藥的過程中，應當要在炮孔口位置上放置一個藥卷，再按照順序裝進兩個或是三個藥卷，最后將其使用炮棍逐漸推進到孔內(nèi)深處。而周邊孔的裝藥則是可運用間隔不耦合形式，藥卷在裝入時，相鄰要藥卷之間會存在一些間隔，而孔口位置處只需裝進半個藥卷即可。完成裝藥處理后對孔洞開展封堵，主要是提前進行炮泥拌制，再對每個孔洞封堵處理，確保密實性達標，也可運用一些其他合適的封堵材料[4]。

（4）進行聯(lián)網(wǎng)起爆。

聯(lián)網(wǎng)起爆是鉆孔爆破施工工藝的核心環(huán)節(jié)，具體的起爆順序是：先進行掏槽孔的起爆工作，然后開展輔助孔起爆，最后將所有的周邊孔進行同時起爆，整體起爆的結(jié)構(gòu)從內(nèi)到外共包含了六段，可以確保爆破質(zhì)量盡可能達到要求。不同孔采取的起爆方式也略有不同，比如說輔助孔以及掏槽孔在進行起爆時主要是利用導爆管，而周邊孔起爆采用的是導爆索引爆方式，總網(wǎng)絡起爆運用電雷管引爆方式。不管是哪種起爆手段，在正式起爆之前，都需要做好警戒工作，警戒人員嚴格控制警戒，在未確定安全之前不可撤除警戒。相關(guān)爆破的指揮人員需要對隧道內(nèi)爆破施工進行確認，保證安全后就可完成警戒，起爆后還需確定炮孔已經(jīng)全部完成起爆操作，檢查后解除警戒信號并安排警戒人員有序撤離即可。此外，若是檢查發(fā)現(xiàn)有盲炮的孔洞，則需做進一步處理。

（5）通風、安全檢查以及做好出渣。

在完成了爆破工作之后，還需做好洞內(nèi)的排煙和通風工作，將內(nèi)部因爆破施工而形成的氣體、粉塵等物質(zhì)排出洞內(nèi)，保證其內(nèi)部空氣得到凈化并有效流通，進一步縮短作業(yè)的循環(huán)時間，做好散煙也有助于加快施工的進度，為施工人員作業(yè)時的身體健康提供保障。在本次施工的工程當中，隧洞的開挖長度頗短，結(jié)合以往相似的施工經(jīng)驗，決定在通風方面安排隧洞的出口位置、進口位置分別布置一臺規(guī)格為2×37kW 的軸流通風機裝備，其內(nèi)設的風管為PVC 軟管形式，直徑參數(shù)為800mm。設置通風管的風口位置與開挖作業(yè)面之間距離超過5m，和地面之間的距離則也要保證超過3m，安設通風管時還要均勻地布置鋼筋圈，便于在隧洞內(nèi)壁頂拱位置上懸掛，切實保證隧洞內(nèi)的通風良好。在通風處理結(jié)束之后，還需對實際開挖施工的作業(yè)面開展安全檢查，重點是清理一些危石，以免給施工人員造成安全威脅，也保證下一個循環(huán)面施工時能夠更加安全。最后是進行出渣處理，在本工程中的出渣是利用裝載機先運送到隧洞口處，然后再運用自卸汽車運離。

2.2.3 運用的主要施工方法

本工程的隧洞圍巖中主要是包含了三種類型，分別為Ⅲ類、Ⅳ類以及Ⅴ類，其中Ⅴ類圍巖為主，結(jié)合這些圍巖特點，決定采用兩種施工方法：①全斷面開挖法；②機械開挖法。全斷面開挖法的特點是施工掘進速度較快，能夠保證施工進度，且出渣也比較便利，在作業(yè)上受到的干擾較少，還能夠盡可能利用機械設備而減少人工勞動，工序較少且方便進行組織管理。機械開挖法會運用到隧洞開挖的局部區(qū)域，其優(yōu)勢時可以有效控制開挖死角部分的處理，也能針對脆弱巖層進行合理開挖，施工的原則之一為遵循由上至下順序，在V類圍巖開挖進尺的過程中采取一榀鋼架控制，具體為0.5～0.8m，最后讓鋼架和人工進行配合做好出渣裝載機的有效安裝。圖2 為隧洞全斷面開挖法的施工流程。

圖2 隧洞全斷面開挖法的施工流程

3 結(jié)語

綜上所述，水利水電工程中運用隧洞鉆孔爆破技術(shù)，需做好重難點的把控并合理設計施工工藝，保證鉆孔爆破施工的安全性，確保最終施工質(zhì)量達到要求。由本文分析可知，隧洞鉆孔爆破開挖施工具體流程包括：開展測量放樣、進行鉆孔施工、實施清孔裝藥以及封堵、進行聯(lián)網(wǎng)起爆、開展通風和安全檢查以及做好出渣。