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摘要：在进行隧道开挖过程中，光面爆破施工技术是一种常用的施工技术，其具有开挖面轮廓成型规则、围岩稳定性高、岩面平整、施工安全系数高、支护工作量少等优点。本文以牛和岭隧道的光面爆破技术为例，对光面爆破技术进行了介绍，然后对光面爆破技术在隧道开挖施工中的应用进行了分析和探讨，降低了施工过程中对四周围岩产生的扰动，保证了施工质量和施工安全。
关键词：光面爆破技术；隧道开挖施工；爆破设计
一、工程概况
牛和岭隧道位于浙江省丽水市境内，进出口及洞身均有乡间道路和土路通过，交通条件一般。隧道穿行于低山区，地形起伏较大。海拔高程235-522.4米，相对高差10-287.4米。山体局部有第四系土层覆盖，植被较茂盛。隧道里程为DK25+163-DK31+435，全长6272米，为单线电气化铁路隧道，隧道最大埋深约276米。隧道地质条件主要是第四系全新统冲洪积粉质岩土、碎石土，基岩为白垩系上统塘上组粉砂岩、凝灰岩，侏罗系上统西山头组凝灰岩、凝灰质砂岩、石英霏细岩、流纹岩。
光面爆破技术指的是通过对爆破的方向和范围进行控制，来保证爆破后岩石面的平整度和光滑度，可有效避免岩石出现开裂，降低欠挖、超挖和支护作业量，提高岩壁的稳定性，并降低爆破作业对岩体产生的破坏，进而达到对岩体开挖轮廓进行控制的一种技术。
在进行开挖时，需顺着开挖线布置密间距和小孔径的周边孔，并使用低爆速、低密度、高爆力和低猛度的光爆炸药，进行间隔装药或不耦合装药，然后开展弱振爆破，并将沿洞四周留下厚度为最小抵抗线的光爆层炸除，并形成光面。
二、光面爆破参数设计
1.装药结构和起爆形式
光面爆破使用不耦合装药的办法，不耦合系数指的是炮眼直径db与药卷直径dc的比值。如果爆炸以后，围岩抗压强度>炮眼壁的压力，则说明周边眼不耦合系数是满足设计要求的。经过大量的实践证明，当缓冲作用效果和光爆效果最好时，不耦合系数保持在1.5～3.5之间。如今我国在施工时，使用最广泛的爆破炸药就是岩石硝铵炸药，其标准卷是3.2厘米或者是3.5厘米，炮眼直径通常在4厘米左右，这则表明无法滿足标准。因此，使用岩石硝铵炸药进行光爆孔时，一定要使用小药卷，其标准为2.2厘米、2.5厘米，不耦合系数保持在1.9左右，其效果最为理想。在进行炮眼装药时，以装药集中为标准，将药量均匀地装入到炮眼里面。将半个标准药卷放置在炮眼底部，这样可使底部炮眼的阻力得到较好的克服。施工中的装药结构详见图1。
2.Ⅴ类围岩开挖、爆破设计
V类围岩受断裂影响和构造节理的影响较小，且围岩质地坚硬，抗风化能力较强，因此V类围岩都使用全断面开挖的方法进行施工。在爆破过程中，四周岩体“挟持”作用会影响爆破效果，掘进进尺控制为3.5米，设计最小抵抗线W=70厘米，K=E/W=50/70=0.71，周边眼眼距E=50厘米，炸药量为386公斤。设计炮眼数量为207个。
三、砂质板岩隧道光面爆破控制施工技术
1.布眼放样
将掌子面清理干净，使用全站仪进行测量，将开挖轮廓线标记清楚，将关键的炮眼位置使用红色油漆标记清楚，误差控制在5厘米以内。台阶挖掘需控制在14厘米以内，在钻眼时，眼底需保持在同一垂直面上。掏槽眼钻孔的精度要求较高，误差需保持在3厘米以内，将炮眼的角度、深度和间距控制好，炮眼不可以出现相交或者是打穿的情况。辅助眼的分布一定要均匀，孔眼可以略倾斜一点。
2.装药
使用乳化炸药当做爆破炸药，在进行装药前，需使用高压风清理干净杂质，严格按照要求进行起爆药卷和药串的加工，将其按照顺序排列好。在进行装药时，需按照设计的装药结构和装药量进行操作，保证炮孔装药完全按照设计的标准有序开展。
3.爆破
洞外联接使用毫秒延时导爆管进行操作，使用导爆管进行起爆。处式网络是主要的网络形式，确保起爆更加准确、可靠。在进行连接时，导爆管不可出现破损漏气、拉细和打结的情况，各炮眼的钻爆设计与雷管段数一样，使用电雷管进行引爆操作，在距离一簇导爆管自由端10厘米的位置使用黑胶布捆扎好雷管。当网络连接好后，需安排专人对其进行看管。爆破完成后，安排专人负责通风，通风时间为1小时。
4.网络设计、起爆
使用并联法布置起爆网络，布置顺序为：雷管分组→并接导爆索→双发连接同段电雷管→起爆。起爆的方法为：警戒完成后，人员全部疏导到安全避炮点，使用人工作业的办法对起爆器进行起爆。爆破结束15分钟后，对爆区进行认真检查，检查没有盲炮存在后，方可将警报撤销。
5.处理盲炮
起爆结束0.5小时且炮烟全部排出后，方能对盲炮进行检查，由熟练爆破的技术人员负责此项工作。一旦发现盲炮存在，需立即安排专业的技术人员对其进行处理，按以下6点进行操作：（1）可以重新引爆的，需对警戒范围进行扩大，并再一次进行引爆；（2）不能再一次引爆的，使用高压风将炮渣清理干净，将起爆雷管和炸药取出；（3）坚决禁止使用木棍振捣起爆药卷；（4）不可以使用残眼进行再一次的穿孔，防止残留炸药留存在钻爆残眼中；（5）爆破工作负责人员确定装药警戒范围，设置明显标志在警戒边界位置，安排专人负责管理；（6）预警信号发出后，爆破警戒范围内一定要清场。在发布起爆信号前，应保证所有人和设备全部撤离到警戒区以外，当信号发出后，只能由负责起爆的专业人员进行起爆操作。安全等待时间过去后，专业技术人员进入到爆破警戒区进行检查，确认无危险后才能将爆破警戒信号解除。
6.光爆效果分析
牛和岭隧道V级围岩钻爆设计完成后，在施工中经过数次修正，达到了良好的效果。
（1）爆破后炮眼痕迹保存率达93%以上；两茬炮眼衔接时，台阶误差最大尺寸13厘米。超欠挖量仅5～8%左右，炮眼利用率达90%以上。
（2）爆破后石渣破碎块体小并均匀，利于装渣，每循环节省装运时间30分钟。
（3）爆破后岩面平整，围岩稳定，无明显爆破裂缝，减少了安全隐患。
（4）有效的控制了超挖，节省了喷射混凝土，降低了施工成本。
四、结束语
综上所述，该隧道工程在进行施工时，使用光面爆破施工方法进行施工，使断面超欠挖的情况得到了有效的控制，节省了施工成本，降低了施工过程中对四周围岩产生的扰动，保证了施工质量和施工安全，取得了良好的施工效果，值得类似工程借鉴和参考。
参考文献：
[1]李心平.秦岭终南山公路隧道光面爆破施工技术[J].山西建筑，2016（11）：314～315.
[2]林国仁.布罗宁公路隧道光面爆破设计与施工[J].华东公路，2012（03）：53～54.
[3]王力功.光面爆破技术研究及其在隧道掘进中的应用.工程爆破，2011（01）：60～61.
（作者单位：中铁十二局第一工程有限公司）
关键词：光面爆破技术；隧道开挖施工；爆破设计
一、工程概况
牛和岭隧道位于浙江省丽水市境内，进出口及洞身均有乡间道路和土路通过，交通条件一般。隧道穿行于低山区，地形起伏较大。海拔高程235-522.4米，相对高差10-287.4米。山体局部有第四系土层覆盖，植被较茂盛。隧道里程为DK25+163-DK31+435，全长6272米，为单线电气化铁路隧道，隧道最大埋深约276米。隧道地质条件主要是第四系全新统冲洪积粉质岩土、碎石土，基岩为白垩系上统塘上组粉砂岩、凝灰岩，侏罗系上统西山头组凝灰岩、凝灰质砂岩、石英霏细岩、流纹岩。
光面爆破技术指的是通过对爆破的方向和范围进行控制，来保证爆破后岩石面的平整度和光滑度，可有效避免岩石出现开裂，降低欠挖、超挖和支护作业量，提高岩壁的稳定性，并降低爆破作业对岩体产生的破坏，进而达到对岩体开挖轮廓进行控制的一种技术。
在进行开挖时，需顺着开挖线布置密间距和小孔径的周边孔，并使用低爆速、低密度、高爆力和低猛度的光爆炸药，进行间隔装药或不耦合装药，然后开展弱振爆破，并将沿洞四周留下厚度为最小抵抗线的光爆层炸除，并形成光面。
二、光面爆破参数设计
1.装药结构和起爆形式
光面爆破使用不耦合装药的办法，不耦合系数指的是炮眼直径db与药卷直径dc的比值。如果爆炸以后，围岩抗压强度>炮眼壁的压力，则说明周边眼不耦合系数是满足设计要求的。经过大量的实践证明，当缓冲作用效果和光爆效果最好时，不耦合系数保持在1.5～3.5之间。如今我国在施工时，使用最广泛的爆破炸药就是岩石硝铵炸药，其标准卷是3.2厘米或者是3.5厘米，炮眼直径通常在4厘米左右，这则表明无法滿足标准。因此，使用岩石硝铵炸药进行光爆孔时，一定要使用小药卷，其标准为2.2厘米、2.5厘米，不耦合系数保持在1.9左右，其效果最为理想。在进行炮眼装药时，以装药集中为标准，将药量均匀地装入到炮眼里面。将半个标准药卷放置在炮眼底部，这样可使底部炮眼的阻力得到较好的克服。施工中的装药结构详见图1。
2.Ⅴ类围岩开挖、爆破设计
V类围岩受断裂影响和构造节理的影响较小，且围岩质地坚硬，抗风化能力较强，因此V类围岩都使用全断面开挖的方法进行施工。在爆破过程中，四周岩体“挟持”作用会影响爆破效果，掘进进尺控制为3.5米，设计最小抵抗线W=70厘米，K=E/W=50/70=0.71，周边眼眼距E=50厘米，炸药量为386公斤。设计炮眼数量为207个。
三、砂质板岩隧道光面爆破控制施工技术
1.布眼放样
将掌子面清理干净，使用全站仪进行测量，将开挖轮廓线标记清楚，将关键的炮眼位置使用红色油漆标记清楚，误差控制在5厘米以内。台阶挖掘需控制在14厘米以内，在钻眼时，眼底需保持在同一垂直面上。掏槽眼钻孔的精度要求较高，误差需保持在3厘米以内，将炮眼的角度、深度和间距控制好，炮眼不可以出现相交或者是打穿的情况。辅助眼的分布一定要均匀，孔眼可以略倾斜一点。
2.装药
使用乳化炸药当做爆破炸药，在进行装药前，需使用高压风清理干净杂质，严格按照要求进行起爆药卷和药串的加工，将其按照顺序排列好。在进行装药时，需按照设计的装药结构和装药量进行操作，保证炮孔装药完全按照设计的标准有序开展。
3.爆破
洞外联接使用毫秒延时导爆管进行操作，使用导爆管进行起爆。处式网络是主要的网络形式，确保起爆更加准确、可靠。在进行连接时，导爆管不可出现破损漏气、拉细和打结的情况，各炮眼的钻爆设计与雷管段数一样，使用电雷管进行引爆操作，在距离一簇导爆管自由端10厘米的位置使用黑胶布捆扎好雷管。当网络连接好后，需安排专人对其进行看管。爆破完成后，安排专人负责通风，通风时间为1小时。
4.网络设计、起爆
使用并联法布置起爆网络，布置顺序为：雷管分组→并接导爆索→双发连接同段电雷管→起爆。起爆的方法为：警戒完成后，人员全部疏导到安全避炮点，使用人工作业的办法对起爆器进行起爆。爆破结束15分钟后，对爆区进行认真检查，检查没有盲炮存在后，方可将警报撤销。
5.处理盲炮
起爆结束0.5小时且炮烟全部排出后，方能对盲炮进行检查，由熟练爆破的技术人员负责此项工作。一旦发现盲炮存在，需立即安排专业的技术人员对其进行处理，按以下6点进行操作：（1）可以重新引爆的，需对警戒范围进行扩大，并再一次进行引爆；（2）不能再一次引爆的，使用高压风将炮渣清理干净，将起爆雷管和炸药取出；（3）坚决禁止使用木棍振捣起爆药卷；（4）不可以使用残眼进行再一次的穿孔，防止残留炸药留存在钻爆残眼中；（5）爆破工作负责人员确定装药警戒范围，设置明显标志在警戒边界位置，安排专人负责管理；（6）预警信号发出后，爆破警戒范围内一定要清场。在发布起爆信号前，应保证所有人和设备全部撤离到警戒区以外，当信号发出后，只能由负责起爆的专业人员进行起爆操作。安全等待时间过去后，专业技术人员进入到爆破警戒区进行检查，确认无危险后才能将爆破警戒信号解除。
6.光爆效果分析
牛和岭隧道V级围岩钻爆设计完成后，在施工中经过数次修正，达到了良好的效果。
（1）爆破后炮眼痕迹保存率达93%以上；两茬炮眼衔接时，台阶误差最大尺寸13厘米。超欠挖量仅5～8%左右，炮眼利用率达90%以上。
（2）爆破后石渣破碎块体小并均匀，利于装渣，每循环节省装运时间30分钟。
（3）爆破后岩面平整，围岩稳定，无明显爆破裂缝，减少了安全隐患。
（4）有效的控制了超挖，节省了喷射混凝土，降低了施工成本。
四、结束语
综上所述，该隧道工程在进行施工时，使用光面爆破施工方法进行施工，使断面超欠挖的情况得到了有效的控制，节省了施工成本，降低了施工过程中对四周围岩产生的扰动，保证了施工质量和施工安全，取得了良好的施工效果，值得类似工程借鉴和参考。
参考文献：
[1]李心平.秦岭终南山公路隧道光面爆破施工技术[J].山西建筑，2016（11）：314～315.
[2]林国仁.布罗宁公路隧道光面爆破设计与施工[J].华东公路，2012（03）：53～54.
[3]王力功.光面爆破技术研究及其在隧道掘进中的应用.工程爆破，2011（01）：60～61.
（作者单位：中铁十二局第一工程有限公司）