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摘要：为提高强风化花岗岩和弱风化花岗岩地质交替变化地质复杂地区隧洞光面爆破效果，采用新工艺技术聚能水压殉爆距离控制光面爆破技术，爆破中减少了对围岩的扰动，实现了导爆索及竹片的零消耗，减少了炸药耗用量，减少了周边孔钻孔数量，改善了洞内作业环境空气质量，提高了光面爆破开挖面质量，降低了隧洞开挖超挖和衬砌超填混凝土的工程量，降低了企业施工成本。

关键词：花岗岩地区;特小断面水工隧洞;聚能水压殉爆距离控制光面爆破。

前言

在花岗岩地区强、弱风化花岗岩交替存在的特小断面水工隧洞钻爆法施工过程中，隧洞开挖光面爆破超欠挖较难控制，如何在施工过程中控制隧洞的光面爆破效果，保证使爆破后开挖轮廓面光面爆破效果满足规范要求是问题关键。

本文以临沧市临翔区大桥坡水库工程为依托，采用聚能水压殉爆距离控制光面爆破在现场进行多次试验研究，对爆破参数进行不断优化，以使爆破效果达到合理控制围岩超欠挖，提高爆破施工的质量的目的，并兼顾改善洞内作业环境空气质量，减少爆破器材耗用量，减低施工作业强度，降低企业施工成本，提高企业效益的目的。

1 应用背景

大桥坡水库工程规模为中型，工程等别为III等，水库建设任务是农村人畜生活供水和农业灌溉供水，水库总库容为1425万m³。该工程隧洞工程主要为枢纽区的导流隧洞和输水隧洞，其中导流隧洞全长502m，输水隧洞全长345.5m;输水线路工程共有隧洞8座，共计长度为5563m，其中1#隧洞全长418m，2#隧洞全长692m，3#隧洞全长2374m，4#隧洞全长362m，5#隧洞全长453m，6#隧洞全长306m，7#隧洞全长466m，8#隧洞全长492m。该工程隧洞均为特小断面，地质多为强、弱风化花岗岩交替存在，采用常规光面爆破存在开挖周边孔钻孔数量多、爆破器材耗用量较大、作业人员劳动强度大、爆破后排烟困难、洞内空气质量差并且爆破后光面爆破轮廓面不平顺等诸多问题，通过对聚能爆破、水压爆破、殉爆距离控制光面爆破工艺技术的优缺点研究总结，在工艺原理、钻孔数量、作业环境、装药结构、安全性经济性等方面进行优化创新，形成新型聚能水压殉爆距离光面爆破施工工艺。

2 聚能水压殉爆距离控制光面爆破原理

聚能爆破是采用聚能管加水袋和炮泥代替部分传统装药结构的炸药，使爆炸释放的能量具有矢量性，提高炸药爆炸能量由自由发散性向定向性的转变。爆炸瞬间在岩体中将爆破产生的径向压应力和切向拉应力通过聚能槽切割岩石形成光面效果，爆破后隧洞轮廓面平顺，炮眼保留率高，超欠挖良好。水压爆破是在炮孔底部和孔口部位安装水袋，炮孔中部安装炸药，孔口用炮泥堵塞，孔内安放水袋减少了炸药的使用量，水袋在爆破过程中一是形成水楔效应，更好的切割围岩，有效地控制爆破石块粒径，二是水袋在爆炸过程中瞬间形成水雾，降低洞内爆破粉尘含量，更好的改善洞内作业环境，提高洞内空气质量作用。殉爆是主发炸药爆破后引起相隔一定距离的被发炸药爆炸的一种现象。主发药包能引爆被发药包的最大间距称为炸药的殉爆距离，主发药包和被发药包之间的间距称为主被发药包间距（即装药药卷间距）。

采用聚能管提高炸药爆炸能量由自由发散性向定向性的转变。爆炸瞬间在岩体中将爆破产生的径向压应力和切向拉应力通过聚能槽切割岩石形成光面效果;采用水压在孔内形成水楔效应，更好的切割围岩，并在爆炸过程中瞬间形成水雾，降低洞内爆破粉尘含量，更好的改善洞内作业环境，提高洞内空气质量作用;殉爆距离控制减少导爆索和炸药的使用，节约成本，并对常规装药方式进行优化改进，使得本工法更适合花岗岩地区水工隧洞光面爆破开挖使用，确保了水工隧洞光面爆破开挖施工质量，提高了隧洞开挖施工效率，降低了企业施工成本。

3 聚能水压殉爆距离控制光面爆破实践效果

通过在该工程枢纽区导流隧洞及输水隧洞进行聚能水压殉爆距离控制光面爆破进行了多次试验，取得了该工艺在花岗岩地区特小断面隧洞工程中应用的参数。

周边孔聚能管采用长管（1.6m）C27型聚能管，先在聚能管上绑上定位胶棉，顶拱周边眼将药卷采用美工刀一劈两半按照装药间距装入聚能管，控制顶拱周边孔装药量在300～450g;边墙部位周边孔及底孔采用长管（1.6m）C27型，先在聚能管一段绑上定位胶棉，边墙部位周边孔及底孔将整卷药卷按照装药间距装入聚能管，控制边墙部位周边孔及底孔装药量在900～1200g。安装定位后使聚能炸药的聚能槽和开挖轮廓线一致。

崩落孔及掏槽孔采用长管（1.6m）O型聚能管，先在聚能管上绑上定位胶棉，将整卷药卷按照装药间距装入聚能管，控制崩落孔及掏槽孔装药量在1500g～1800g。

上述装药结构及装药量是在临沧市临翔区大桥坡水库工程枢纽区导流隧洞和输水隧洞施工中多次试验确定的参数，根据现场Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类围不同围岩地段需进行适量调整，各类爆破孔装药结构见下图：

4 聚能水压殉爆距离控制光面爆破工艺技术的创新

聚能水压殉爆距离控制光面爆破工艺技术通过对聚能、水压、殉爆距离技术的综合组合应用，在花岗岩地区超小断面水工隧洞中进行了应用，解决了花岗岩地区超小断面水工隧洞施工存在的超欠挖控制难题，降低了超小断面水工隧洞施工中的超挖及衬砌混凝土超填工程量。充分结合爆破中聚能管使爆炸能量聚集发挥，使炮眼内炸药释放的能量由自由散发向定向性的转变。水压爆破中水袋的水楔效应进一步破碎岩石及形成水雾降尘的优点。殉爆距离控制减少了导爆索和炸药的使用。优化了各爆破孔的装药结构形式，使得该工艺在超小断面水工隧洞工程施工中得到更好的应用。

5 聚能水压殉爆距离控制光面爆破的优点

5.1 缩短工序施工时间

与传统光面爆破装药方式相比，本工艺省去现场竹片支架上绑扎炸药药卷的工序，减少了装药工序时长;减少了周边孔钻孔数量，缩短了工序施工时间，提高了爆破开挖作业工序效率，加快了施工进度。

5.2 降低施工成本

通过聚能水压殉爆距离控制光面爆破的工艺减少了炸药及导爆管用量消耗，使得隧洞开挖面平顺，减少后期初期支护喷射混凝土工程量，开挖面超挖得到控制后降低后期二次衬砌混凝土超填工程量，降低了企业施工成本。

5.3 超欠挖控制效果较好

采取聚能水压殉爆距离控制光面爆破的工法虽然减少了周边孔钻孔数量，但比较传统常规水工隧洞光面爆破开挖后开挖面爆破效果较好，开挖面较为平顺，爆破完成后光爆效果得到提高。

5.4 安全性高

由于本工艺未使用导爆索，消除了施工中导爆索使用操作不当的隐患，提高了施工作业安全性。

5.5 文明施工效果显著

通过在炮孔内加装水袋，爆炸过程中瞬间形成水雾，降低洞内爆破粉尘含量，更好的改善洞内作业环境，提高洞内空气质量作用。

5 结语

聚能水压殉爆距离控制光面爆破技术的应用，与常规光面爆破相比展现出其优越的效果。改善了特小断面水工隧洞施工一直存在的超欠挖控制难题，提高了隧洞开挖质量，提高了企业经济效益，提高了爆破作业安全形，改善了洞内作业面环境，加快了施工进度。通过在公司承建项目特小断面水工隧洞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类围岩开挖施工中推广应用，取得了良好的经济及社会效益，但目前对于软弱围岩等特殊地质条件应用仍需进一步探索和总结。

参考文献

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[2] 陈严生.聚能水压光面爆破技术在米林隧道中的应用[J].山西建筑，2017（3）.176

[3] 周佳，李明，李斌，张川，蔡欣，王龙飞.聚能+水压光面爆破技术[J].绿色科技，2018（8）.197