實(shí)施光面和預(yù)裂爆破 嚴(yán)格控制超欠挖

1、實(shí)施光面和預(yù)裂爆破嚴(yán)格控制超欠挖隧道超挖是當(dāng)前隧道施工的普遍性技術(shù)問題，目前隧道超挖基本在 40cm以上，不僅浪費(fèi)了人力、物力，而且施工進(jìn)度也較慢。如何解決這種 現(xiàn)象，筆者認(rèn)為只有實(shí)實(shí)在在地采用光面爆破。下面是對光面爆破的幾點(diǎn) 看法，希望能夠?qū)κ┕び幸稽c(diǎn)幫助，更希望能夠得到各位專家，前輩，領(lǐng) 導(dǎo)、同仁的指點(diǎn)，我將不勝感激。實(shí)施光面和預(yù)裂爆破是設(shè)計(jì)規(guī)范和施工規(guī)范的要求眾所周知，隧洞開挖在I、ii、iii、iv必須采取光面爆破或者預(yù)裂爆 破已經(jīng)是二、三十年前的規(guī)定了，到現(xiàn)在仍然如此，大小隧道的設(shè)計(jì)無一 不是采用新奧法的原理進(jìn)行的。該原理的重要精髓之一就是在開挖時(shí)使圍 巖能夠按照設(shè)計(jì)要求自然成拱并保

2、護(hù)圍巖，使圍巖能夠充分發(fā)揮自承能力， 設(shè)計(jì)條件都是根據(jù)隧道施工技術(shù)規(guī)范和隧道設(shè)計(jì)規(guī)范來確定的。從理論上 講如果隧道的開挖不能滿足規(guī)范允許的要求，那么隧道的設(shè)計(jì)就應(yīng)該予以 修改?，F(xiàn)實(shí)中是不可能做到的。即使采用同級噴射砼或模注砼回填密實(shí)， 也僅僅是改善隧道的受力狀況，屬沒辦法中的辦法。是不能徹底消除質(zhì)量 隱患的。因此無論公路隧道施工規(guī)范還是鐵路隧道施工規(guī)范，還是水工隧 洞施工規(guī)范，對任何一級圍巖的超挖都有嚴(yán)格限制，比如公路隧道施工規(guī) 范規(guī)定“應(yīng)嚴(yán)格控制欠挖，最大欠挖不得在每平方米內(nèi)不得大于0.1平米， 且最大隆起不能大于5cm,拱部、邊墻腳以上1米內(nèi)斷面嚴(yán)禁欠挖。應(yīng)盡 量減少超挖，對于硬巖VI類（

3、相當(dāng)于現(xiàn)在的I類）拱部最大超挖為20cm, 中硬巖（V-III）相當(dāng)于現(xiàn)在的II-IV級圍巖拱部允許最大超挖不能大于 25cm,平均超挖不能大于15cm,破碎松散巖石及土質(zhì)（一般不需用爆破法 開挖），相當(dāng)原v,vi類圍巖允許平均超挖10cm,最大不超15cm。無論在 任何情況下，邊墻、仰拱、隧底平均超挖值不能大于10cmo從以上規(guī)定來 看，隧道的開挖質(zhì)量的要求是很嚴(yán)格的，因此公路隧道施工規(guī)范5.1.6規(guī) 定“巖石隧道的爆破應(yīng)采用光面爆破和預(yù)裂爆破技術(shù)，施工中應(yīng)提高鉆眼 效率和爆破效果，降低工料消耗。對有條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的還要求進(jìn)行爆破漏 斗和爆破成縫試驗(yàn)來確定爆破參數(shù)，對沒有條件做爆破參數(shù)實(shí)驗(yàn)的則

4、專門 提供了光面爆破、預(yù)裂爆破的爆破參數(shù)。2002鐵路隧道施工規(guī)范也有 類似的規(guī)定。相信每一份隧道招、投標(biāo)文件都會提到隧道的開挖采用光面爆破或者 預(yù)裂爆破技術(shù)來進(jìn)行隧道的施工。相信所有的隧道管理、技術(shù)人員對隧道 采用上述兩種爆破技術(shù)施工的規(guī)定是很了解的。在此不復(fù)贅述。然而實(shí)施光面爆破（或預(yù)裂爆破）有光面爆破的方法和規(guī)程、原則， 有一整套的技術(shù)要求和操作方法。假如不遵守光面爆破的工藝要求和原則， 就不可能達(dá)到光面爆破的效果和隧規(guī)規(guī)定的超欠挖標(biāo)準(zhǔn)。二、實(shí)施光面和預(yù)裂爆破，首先是各施工單位要轉(zhuǎn)變隧道施工觀念， 糾正對光面爆破技術(shù)認(rèn)識、觀念上的誤區(qū)：永藍(lán)高速已開工的幾條隧道，尤其是觀音嶺和排沙坪隧道中

5、，相信施 工單位已經(jīng)了解了公司的隧道施工管理模式，靠一般的、傳統(tǒng)的創(chuàng)造施工 效益的方法和手段是已經(jīng)行不通了。只能從提高隧道施工科技含量上來進(jìn) 行隧道的管理。指揮部、項(xiàng)目部隧道管理機(jī)構(gòu)絕非是增加初期支護(hù)的數(shù)量, 降低各施工隊(duì)的效益，相反，指揮部是希望各施工單位遵照施工規(guī)范和設(shè) 計(jì)文件施工，并且都能從工程中賺取贏得的合法效益。這也是當(dāng)前隧道建 筑市場的發(fā)展趨勢。而隧道的開挖質(zhì)量是制約一切效益的瓶頸。目前發(fā)現(xiàn) 各施工單位普遍存在一個(gè)光面爆破的誤區(qū)。誤區(qū)1、片面強(qiáng)調(diào)圍巖太差，不能實(shí)施光面爆破。超挖是正常情況， 卻不去研究開挖施工是否采用了光面爆破技術(shù)。實(shí)際上大多數(shù)情況下，隧 道圍巖的強(qiáng)度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)比襯砌結(jié)

6、構(gòu)的砼強(qiáng)度高得多。即使是遇到極嚴(yán)重風(fēng)化 破碎的千枚巖，其巖體抗壓強(qiáng)度的中間值也有610MPa,相當(dāng)于初期支護(hù) 噴射砼12天的強(qiáng)度。我們的噴射砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度也只有2.5 MPa。有關(guān)在千 枚巖、頁巖等軟巖中成功實(shí)施光面爆破的文獻(xiàn)參數(shù)舉不勝舉，確實(shí)值得各 施工單位負(fù)責(zé)人研究、反思。筆者曾參加的中鐵某局長江穿越工程射水、 含石膏夾層泥巖中因采用了光面爆破技術(shù)，斷面控制的很好，極少有超欠 挖現(xiàn)象。誤區(qū)2、害怕出現(xiàn)安全事故。在IV級圍巖施工中型鋼拱架不敢和掌子 面適當(dāng)拉開距離，甚至緊跟掌子面，導(dǎo)致周邊眼鉆孔無法打到正確位置， 破壞了圍巖的整體受力結(jié)構(gòu)，造成超挖，形成惡性循環(huán)。筆者認(rèn)為在軟弱 圍巖中更要實(shí)施光

7、面爆破，周邊眼的位置、精度、裝藥量、起爆段數(shù)，每 段起爆藥量，孔網(wǎng)參數(shù)是否正確是實(shí)施光面爆破的關(guān)鍵。因此應(yīng)考慮將型 鋼拱架和掌子面拉開1.52m距離使風(fēng)鉆能夠準(zhǔn)確鑿巖。鉆桿使用短鉆桿， 或者套鉆。拱腳可采用其他輔助方法開挖，以確保開挖斷面尺寸。此方法 前提是要做好圍巖的臨時(shí)穩(wěn)定措施。臨時(shí)圍巖防護(hù)要點(diǎn)為：錨桿必須按照 設(shè)計(jì)長度全部楔入圍巖，網(wǎng)片要緊貼隧道圍巖而不是放在型鋼拱架上。建 議初噴厚度在V級淺埋段不小于10cm。系統(tǒng)錨桿要按照設(shè)計(jì)做好，注漿飽 滿。掛網(wǎng)噴射砼至型鋼拱架外輪廓位置左右，上述工序完成后，直接進(jìn)行 下部開挖。型鋼拱架可在下次施作超前支護(hù)時(shí)安裝并噴射砼到設(shè)計(jì)初期支 護(hù)位置。依此循

8、環(huán)。誤區(qū)三：有些施工隊(duì)初期支護(hù)和超前支護(hù)不規(guī)范，作業(yè)程序安排不合 理，導(dǎo)致不能實(shí)施光面爆破。筆者不認(rèn)為各施工隊(duì)有故意偷工減料的主觀 故意，甚至都是不惜代價(jià)想把工程做好，但由于認(rèn)識上的不足，導(dǎo)致了隧 道的超挖。主要表現(xiàn)在超前支護(hù)精度不夠，如超前小導(dǎo)管或錨桿外插角過 大，不能起到縱向成梁，橫向成拱和圍巖共同受力的作用，往往是小導(dǎo)管 或者錨桿以下圍巖全部剝落，導(dǎo)致超挖。如超前小導(dǎo)管不是放到型鋼輪廓 線上方，而是直接在型鋼腰部上造超前小導(dǎo)管的孔，不僅造成誤區(qū)二的缺 陷，同時(shí)也降低了型鋼的承載力，建議將超前小導(dǎo)管直接打在開挖輪廓線 位置，小導(dǎo)管外插角應(yīng)控制在10。15。，即每延米外插1523cm。尾端

9、焊在鋼架上邊，超前錨桿外插角應(yīng)在6。8。即每一延米向外擴(kuò)張912cm 左右，尾端焊在鋼架上端，前后排交錯(cuò)布置，長度按設(shè)計(jì)。三、現(xiàn)階段光面爆破的實(shí)施方法：作為一種施工方法，光面爆破經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)有了很多種的 方法?，F(xiàn)分述如下。1、測量的方法：現(xiàn)階段已經(jīng)摒棄了五寸臺和幾何法放樣，采用全站儀 全坐標(biāo)放樣。大大提高了測量的精度，為嚴(yán)格超欠挖的控制提供了可能。 不能想象，連測量放樣都不能滿足規(guī)范的要求，還怎么要求開挖出合格的 洞室來。激光指向儀指導(dǎo)鉆孔作業(yè)：以往的鉆孔作業(yè)一般全靠工人的經(jīng)驗(yàn)來 掌握鉆孔的方向，工人的技術(shù)能力，操作的經(jīng)驗(yàn)是能否實(shí)施光面（預(yù)裂） 爆破的首要因素，現(xiàn)在則有了很大的發(fā)展。

10、根據(jù)需要選擇三臺或者三臺以 上的激光指向儀，鑿巖時(shí)每臺設(shè)備就能在300-1000米（設(shè)備型號不同）以外 發(fā)射出一條明亮的紅色激光。對于直線隧洞，只要大致保證鉆機(jī)與激光平 行即可鉆進(jìn)，對于曲線隧洞，則需要測量人員提供逐漸變化的參數(shù)并對工 人進(jìn)行技術(shù)交底，工人稍加培訓(xùn)就能正確的掌握鉆進(jìn)的方向，大大減少了 人為因素對鉆孔的影響，提高了鉆眼的精度。周邊眼施工應(yīng)符合下列要求（1）洞輪廓線的眼距誤差宜小于50mm。（ 2）炮眼外偏斜率不應(yīng)大于50mm/mo （3）眼深誤差不宜大于100mm3、根據(jù)爆破工人的技術(shù)水平和圍巖類別，適當(dāng)調(diào)整循環(huán)進(jìn)尺，減少風(fēng) 槍外插角對超挖的影響，將超挖控制在規(guī)范允許范圍之內(nèi)。4

11、、選用低爆速、低猛度、高爆力的炸藥，降低周邊眼的裝藥集中度，, 采用間隔裝藥或者光面爆破的藥卷、減小單響起爆藥量等措施盡量減小爆 破對圍巖的擾動。5、在圍巖級別較差的巖層中，采用超前預(yù)支護(hù)加固圍巖然后再開挖， 在級別很差的圍巖中則避免爆破法開挖，采用風(fēng)鎬或其他機(jī)械方法開挖。6、利用超前預(yù)報(bào)技術(shù)，掌握掌子面前方圍巖情況，給開挖施工提供必 要的參數(shù)數(shù)據(jù)，達(dá)到光面爆破的目的。7、隧道光面爆破的適用范圍:只要圍巖用機(jī)械挖不動的地段光面爆破 和預(yù)裂爆破技術(shù)基本都適用。8、光面爆破還有很多方面的工藝要求，限于篇幅，在此，不復(fù)一一列 舉。隧道光面爆破質(zhì)量應(yīng)符合下列要求采用光面爆破時(shí)應(yīng)根據(jù)以下指標(biāo)對爆破參數(shù)進(jìn)

12、行修改。達(dá)到下列質(zhì)量 要求就可以認(rèn)為光面爆破成功。1眼痕率:硬巖不應(yīng)小于80%，中硬巖不應(yīng)小于50%o2軟巖中隧洞周邊成型應(yīng)符合設(shè)計(jì)輪廓。3巖面不應(yīng)有明顯的爆震裂縫。4隧洞周邊不應(yīng)欠挖，平均線性超挖值應(yīng)小于150mm5.爆破后的洞渣粒徑適中，不能產(chǎn)生過大，過多的大塊，一般以最大 尺寸不超過30cm,多為5 - 15cm為好。注：（1）眼痕率為可見眼痕的炮眼個(gè)數(shù)與不包括底板的周邊眼總數(shù)之 比。（2）當(dāng)炮眼眼痕大于孔長的70%時(shí)算一個(gè)可見眼痕炮眼（3）平均線 性超挖值為超挖橫斷面積與不包括洞底的設(shè)計(jì)開挖斷面周長之比。六.永藍(lán)高速公路隧道光面或預(yù)裂爆破的意義：永藍(lán)高速公路隧道工程實(shí)施光面爆破可以從有形的和無形的兩方面來 分析。所謂有形的，是指巖石超挖量大幅度降低，減少了開挖數(shù)量，減少 了開挖及回填的工作量，減少了噴射砼數(shù)量或超灌模注砼的數(shù)量，簡化了 支護(hù)工作，加快了施工進(jìn)度，從根本上降低了造價(jià)，主要是對施工隊(duì)有利 尤其在我指揮部現(xiàn)階段嚴(yán)格按