论文部分内容阅读
摘 要：铁路隧道建设是铁路建设的重要组成部分，该环节施工难度较大，同时危险性较高，因此施工人员必须积极采用先进的施工方法，才能够提升工程质量。现阶段，我国在积极进行隧道建设的过程中，技术人员必须对光面爆破技术进行充分的掌握，才可以将围岩本身较强的承载力充分发挥出来。本文以营盘山隧道工程为例，对隧道全断面光面爆破施工方案进行了简要介绍，并有针对性的对隧道全断面施工光面爆破技术要点展开了探讨，希望对我国相关领域的发展奠定一定理论基础。
关键词：隧道 全断面施工 光面爆破技术 要点
岩石的抗压强度同抗拉强度相比要相对较高，光面爆破就是利用了岩石的这一特点，在合理掌握爆破方向以及影响范围的基础上，提升岩面光滑度和平整度，减少开裂现象在岩面发生的概率，促使稳定性在岩壁中有效提升，确保围岩受爆破振动的影响被削弱，最终有效的对岩体开挖轮廓进行控制。由此可见，光面爆破技术在隧道全断面施工中的重要是不容忽视的，在这种情况下，积极加强隧道全断面施工光面爆破技术要点研究具有重要意义。
一、隧道工程概述
营盘山隧道为客货共线电信电力牵引铁路，设计速度目标值为120km/h。在设计隧道的过程中，是按照铁路隧道的标准展开的。10.75m和5m分别是隧道的净宽和净高值。《铁路隧道设计规范》是设计隧道内轮廓的重要依据，7.10m是隧道内轮廓的高度范围。该隧道采用双线分修形式，左线隧道全长17891m，进口里程DK613+243，出口里程DK631+134，右线隧道全长17934m，进口里程YDK613+243，出口里程YDK631+177。左线隧道除DK613+243～DK616+231.04段位于半径R=2900m的左偏曲线上、DK630+729.367～DK631+134段位于半径R=4500m的左偏曲线上外，其余地段均为直线。右线隧道除YDK613+243～YDK616+222.105段位于半径R=2800m的左偏曲线上、YDK630+608.358～YDK631+177段位于半径R=3500m的左偏曲线上外，其余地段均为直线。
二、隧道全断面光面爆破施工方案
该隧道工程在施工的过程中，拟定对钻爆法进行应用，光面爆破被应用于开挖当中，在这种情况下，希望可以促使圆顺的轮廓产生于隧道的周边，从而杜绝棱角位置产生应力集中的现象，同时还需要加大监测的力度，对围岩、支护动态进行全面的掌握，确保围岩变形的整个过程能够得到有效的控制；在展开开挖施工以后，应马上进行初期的支护，促使整体支护作用在围巖支护体系中能够充分发挥出来；当初期支护变形在围岩中基本稳定的背景下才能够开展建筑施工。
三、隧道全断面施工光面爆破技术要点
通常情况下，全断面开挖施工主要是针对II级和III级围岩展开的，在本工程中，简易钻爆平台被应用于开挖施工当中，同时还需要对风钻进行综合应用。在无轨出碴的过程中，需要对自卸汽车和ZL-50装卸机进行综合应用，同时还需要使用PC200挖掘机。衬砌隧道的过程中所使用的衬砌台车拥有整体模板12m。
1.放样布眼。在钻眼施工以前，施工人员首先应打出炮眼的位置，在这一施工过程中，应严格遵守钻爆设计图和隧道断面图，在确定炮眼位置以后，为了突出这一位置应使用红油漆进行标注，值得注意的是，炮眼的误差是客观存在的，施工人员必须将误差确定在5cm以内。侵限是隧道施工中的常见问题之一，为了防治这一现象，一般需要放大净空至5cm，同时对预留沉落量进行增加，所以在对开挖草图进行绘制的过程中，应放大开挖轮廓，放大的尺寸为5cm，并且应对变形预留量进行增加，值得注意的时，在这一过程中，不可以放大底部。
2.光面爆破参数。假设E为周边眼的间距，m为周边眼的密集系数，而L和W分别为抛空深度以及最小抵抗线，q为装药集中度，C为不耦合系数，N为炮眼数目，那么以上参数都是光面爆破过程中的重要参数内容。值得注意的是，实际隧道施工过程中的地质条件是影响光面爆破参数的重要因素，同时影响光面爆破参数的因素还包括隧道开挖过程中形成的断面尺寸、性状以及炸药的性能和品种。在设计光面爆破的时候，以上参数应符合工程施工实际需要，并能够得到合理的整合，才能够为提升施工质量奠定良好的基础。以下对关键参数的计算方法进行了介绍：
2.1周边眼间距。中心距在沿劈裂面炮眼中就是周边眼的间距，即E。在本工程施工过程中，普通药卷被应用于光面爆破中，此时必须保证炮孔装药结构合理，在确定炸药量的过程中，应保证爆炸后只有轻微的倾向细纹产生于孔壁四周，此时不会产生对炮孔内壁的破坏，同时，相邻的炮孔在爆炸以后会产生相应的裂纹，连心面可以被这些裂纹穿过。因此，裂纹在两个炮孔中的最大延伸距离的和就应当被确定为孔距。E=54.2976Kpd为炮孔间距。在该公式中，单位为cm；同时，f为岩石普氏系数，它同岩石抗破坏屈服系数紧密相关，此时应用Kp来表示，以来情况下，0.04f是Kp的值；装药直径的单位为cm，通常应用di来表示，如果将二号岩石硝铵作为炸药，那么就会产生以下公式：di={0.605×（6997/Re）0.8299+0.395}0.5×dk。在这一公式中，应用cm这一单位来表示炮孔的直径，即dk；Pa为岩石抗压强度，即Re。
2.2最小抵抗线。W即最小抵抗线，在起爆光面眼的过程中，产生的最小抵抗线就是临近辅助眼同光面层厚度、周边眼之间的距离，通常情况下，同抵抗线相比，孔距的值应相对较小，只有这样，才能够保证应力波在相邻两孔之间相遇以后并向抵抗线边缘传递时，能够产生最佳爆破效果。光爆效果受最小抵抗线的影响是相对直接的。在实际施工的过程中，必须保证拥有适当的光爆层厚度，如果这一厚度多大，那么将加大岩石对爆破的抗力，在这一过程中，必须对装药量进行增加，从而降低光爆层，在对装药量进行增加以后，会导致围岩遭到破坏。反之，当拥有偏薄的光爆层时，由于此时还没有产生贯通的周边孔连线裂缝，那么就会促使三角岩埂产生于两个炮孔之间。W作为光爆层厚度在计算的过程中，公式如下：W=QCq·E·L。其中，炮眼间距应用E来表示；炮眼装药量应用Q来表示；炮眼深度应用L来表示；爆破系数为Cq，也就是单位耗药量。
3.起爆和联结起爆网络。在对起爆网络进行起爆的过程中，所采用的起爆方式以孔外簇联、孔内延期微差为主，段别号在雷管当中就是孔外的数字，将并联的方式应用于各个引爆的雷管之间，促使精确性和可靠性在起爆网络中有效提升。在联结的过程中，应保证较强的牢固性存在于导爆索的连接点和连接方向中；同时确保拉细和打结的现象不存在于导爆管之间；将黑胶布应用于引爆雷管中，在10cm左右的导爆管自由端紧紧包扎引爆雷管，在有效联结网络以后，必须指派专门的工作人员对网络状况进行有效的检查，只有在排除各种失误以后才可以展开起爆操作。在起爆的过程中，顺序如下：爆破光面，起始点为掏槽眼，逐层向外展开起爆，最后起爆的是底板眼和周边眼。在起爆的过程中，要想提升起爆效果，应对非电法起爆进行充分的应用，也就是需要对针孔式起爆器进行充分的应用，将同段的非电雷管进行捆绑，并将其固定在引爆点，应保证拥有最低200m的导爆管引线，在部分情况下，可以将临时的防护措施应用于起爆点处。
四、结语
综上所述，在实际的隧道施工过程中，如果隧道较长，要想提升施工安全性，就必须对光面爆破控制进行充分的应用，爆破中将形成统一且整齐的形状，因此针对松软岩层来讲更加具有使用价值。更重要的是，在对光面爆破进行应用的过程中，回填、开挖以及支护等工程量都将有效减少，这样一来，可以加大对工程成本的控制力度，有助于隧道工程创造更多的经济效益，工程施工安全性也能够有效提升。
参考文献：
[1]阳生权，罗异，彭进宝等.较差岩性围岩小断面水工隧道光面爆破技术[J].工程爆破，2015，19（1）：60-62.
[2]黄彬.大断面黄土隧道土石分界段施工技术[J].现代隧道技术，2014，50（1）：139-142.
[3]高军.武广客运专线大断面双线隧道防排水设计施工技术要点[C].2015年铁路隧道建设安全与软岩隧道修建技术研讨会暨第五届铁路隧道年会论文汇编.2015：78-80.
[4]王建秀，邹宝平，胡力绳等.隧道及地下工程光面爆破技术研究现状与展望[J].地下空间与工程学报，2014，9（4）：800-807.
关键词：隧道 全断面施工 光面爆破技术 要点
岩石的抗压强度同抗拉强度相比要相对较高，光面爆破就是利用了岩石的这一特点，在合理掌握爆破方向以及影响范围的基础上，提升岩面光滑度和平整度，减少开裂现象在岩面发生的概率，促使稳定性在岩壁中有效提升，确保围岩受爆破振动的影响被削弱，最终有效的对岩体开挖轮廓进行控制。由此可见，光面爆破技术在隧道全断面施工中的重要是不容忽视的，在这种情况下，积极加强隧道全断面施工光面爆破技术要点研究具有重要意义。
一、隧道工程概述
营盘山隧道为客货共线电信电力牵引铁路，设计速度目标值为120km/h。在设计隧道的过程中，是按照铁路隧道的标准展开的。10.75m和5m分别是隧道的净宽和净高值。《铁路隧道设计规范》是设计隧道内轮廓的重要依据，7.10m是隧道内轮廓的高度范围。该隧道采用双线分修形式，左线隧道全长17891m，进口里程DK613+243，出口里程DK631+134，右线隧道全长17934m，进口里程YDK613+243，出口里程YDK631+177。左线隧道除DK613+243～DK616+231.04段位于半径R=2900m的左偏曲线上、DK630+729.367～DK631+134段位于半径R=4500m的左偏曲线上外，其余地段均为直线。右线隧道除YDK613+243～YDK616+222.105段位于半径R=2800m的左偏曲线上、YDK630+608.358～YDK631+177段位于半径R=3500m的左偏曲线上外，其余地段均为直线。
二、隧道全断面光面爆破施工方案
该隧道工程在施工的过程中，拟定对钻爆法进行应用，光面爆破被应用于开挖当中，在这种情况下，希望可以促使圆顺的轮廓产生于隧道的周边，从而杜绝棱角位置产生应力集中的现象，同时还需要加大监测的力度，对围岩、支护动态进行全面的掌握，确保围岩变形的整个过程能够得到有效的控制；在展开开挖施工以后，应马上进行初期的支护，促使整体支护作用在围巖支护体系中能够充分发挥出来；当初期支护变形在围岩中基本稳定的背景下才能够开展建筑施工。
三、隧道全断面施工光面爆破技术要点
通常情况下，全断面开挖施工主要是针对II级和III级围岩展开的，在本工程中，简易钻爆平台被应用于开挖施工当中，同时还需要对风钻进行综合应用。在无轨出碴的过程中，需要对自卸汽车和ZL-50装卸机进行综合应用，同时还需要使用PC200挖掘机。衬砌隧道的过程中所使用的衬砌台车拥有整体模板12m。
1.放样布眼。在钻眼施工以前，施工人员首先应打出炮眼的位置，在这一施工过程中，应严格遵守钻爆设计图和隧道断面图，在确定炮眼位置以后，为了突出这一位置应使用红油漆进行标注，值得注意的是，炮眼的误差是客观存在的，施工人员必须将误差确定在5cm以内。侵限是隧道施工中的常见问题之一，为了防治这一现象，一般需要放大净空至5cm，同时对预留沉落量进行增加，所以在对开挖草图进行绘制的过程中，应放大开挖轮廓，放大的尺寸为5cm，并且应对变形预留量进行增加，值得注意的时，在这一过程中，不可以放大底部。
2.光面爆破参数。假设E为周边眼的间距，m为周边眼的密集系数，而L和W分别为抛空深度以及最小抵抗线，q为装药集中度，C为不耦合系数，N为炮眼数目，那么以上参数都是光面爆破过程中的重要参数内容。值得注意的是，实际隧道施工过程中的地质条件是影响光面爆破参数的重要因素，同时影响光面爆破参数的因素还包括隧道开挖过程中形成的断面尺寸、性状以及炸药的性能和品种。在设计光面爆破的时候，以上参数应符合工程施工实际需要，并能够得到合理的整合，才能够为提升施工质量奠定良好的基础。以下对关键参数的计算方法进行了介绍：
2.1周边眼间距。中心距在沿劈裂面炮眼中就是周边眼的间距，即E。在本工程施工过程中，普通药卷被应用于光面爆破中，此时必须保证炮孔装药结构合理，在确定炸药量的过程中，应保证爆炸后只有轻微的倾向细纹产生于孔壁四周，此时不会产生对炮孔内壁的破坏，同时，相邻的炮孔在爆炸以后会产生相应的裂纹，连心面可以被这些裂纹穿过。因此，裂纹在两个炮孔中的最大延伸距离的和就应当被确定为孔距。E=54.2976Kpd为炮孔间距。在该公式中，单位为cm；同时，f为岩石普氏系数，它同岩石抗破坏屈服系数紧密相关，此时应用Kp来表示，以来情况下，0.04f是Kp的值；装药直径的单位为cm，通常应用di来表示，如果将二号岩石硝铵作为炸药，那么就会产生以下公式：di={0.605×（6997/Re）0.8299+0.395}0.5×dk。在这一公式中，应用cm这一单位来表示炮孔的直径，即dk；Pa为岩石抗压强度，即Re。
2.2最小抵抗线。W即最小抵抗线，在起爆光面眼的过程中，产生的最小抵抗线就是临近辅助眼同光面层厚度、周边眼之间的距离，通常情况下，同抵抗线相比，孔距的值应相对较小，只有这样，才能够保证应力波在相邻两孔之间相遇以后并向抵抗线边缘传递时，能够产生最佳爆破效果。光爆效果受最小抵抗线的影响是相对直接的。在实际施工的过程中，必须保证拥有适当的光爆层厚度，如果这一厚度多大，那么将加大岩石对爆破的抗力，在这一过程中，必须对装药量进行增加，从而降低光爆层，在对装药量进行增加以后，会导致围岩遭到破坏。反之，当拥有偏薄的光爆层时，由于此时还没有产生贯通的周边孔连线裂缝，那么就会促使三角岩埂产生于两个炮孔之间。W作为光爆层厚度在计算的过程中，公式如下：W=QCq·E·L。其中，炮眼间距应用E来表示；炮眼装药量应用Q来表示；炮眼深度应用L来表示；爆破系数为Cq，也就是单位耗药量。
3.起爆和联结起爆网络。在对起爆网络进行起爆的过程中，所采用的起爆方式以孔外簇联、孔内延期微差为主，段别号在雷管当中就是孔外的数字，将并联的方式应用于各个引爆的雷管之间，促使精确性和可靠性在起爆网络中有效提升。在联结的过程中，应保证较强的牢固性存在于导爆索的连接点和连接方向中；同时确保拉细和打结的现象不存在于导爆管之间；将黑胶布应用于引爆雷管中，在10cm左右的导爆管自由端紧紧包扎引爆雷管，在有效联结网络以后，必须指派专门的工作人员对网络状况进行有效的检查，只有在排除各种失误以后才可以展开起爆操作。在起爆的过程中，顺序如下：爆破光面，起始点为掏槽眼，逐层向外展开起爆，最后起爆的是底板眼和周边眼。在起爆的过程中，要想提升起爆效果，应对非电法起爆进行充分的应用，也就是需要对针孔式起爆器进行充分的应用，将同段的非电雷管进行捆绑，并将其固定在引爆点，应保证拥有最低200m的导爆管引线，在部分情况下，可以将临时的防护措施应用于起爆点处。
四、结语
综上所述，在实际的隧道施工过程中，如果隧道较长，要想提升施工安全性，就必须对光面爆破控制进行充分的应用，爆破中将形成统一且整齐的形状，因此针对松软岩层来讲更加具有使用价值。更重要的是，在对光面爆破进行应用的过程中，回填、开挖以及支护等工程量都将有效减少，这样一来，可以加大对工程成本的控制力度，有助于隧道工程创造更多的经济效益，工程施工安全性也能够有效提升。
参考文献：
[1]阳生权，罗异，彭进宝等.较差岩性围岩小断面水工隧道光面爆破技术[J].工程爆破，2015，19（1）：60-62.
[2]黄彬.大断面黄土隧道土石分界段施工技术[J].现代隧道技术，2014，50（1）：139-142.
[3]高军.武广客运专线大断面双线隧道防排水设计施工技术要点[C].2015年铁路隧道建设安全与软岩隧道修建技术研讨会暨第五届铁路隧道年会论文汇编.2015：78-80.
[4]王建秀，邹宝平，胡力绳等.隧道及地下工程光面爆破技术研究现状与展望[J].地下空间与工程学报，2014，9（4）：800-807.