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【摘要】本工程为青田县城引水延伸改建工程隧洞工程子项部分，本文主要是对小断面引水隧道光面爆破技术在该工程中的具体应用进行阐述和探讨，供各位朋友批评指正。
【关键词】小断面，引水隧道，光面爆破，原则
中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：
对该工程状况的简介
本工程为青田县城引水延伸改建工程隧洞工程子项部分。主要有DN1400焊接钢管518.862m及总长8460.722m引水隧洞4个，隧洞结构断面为2.5m×2.5m。1#隧洞为仁宫大桥至叶山头山坳隧洞，长 3387.816m，隧洞水力坡度为-0.05%；2#隧洞为叶山头山坳至湖边坑姜处，长 2970.019m，隧洞水力坡度为-0.051%；3#隧洞为四分部承建的九华山隧道进口西侧短隧洞，长191.146m，隧洞水力坡度为-0.052%；4#隧洞从四分部承建的九华山隧道进口东侧进洞至上湖口水厂前铁路西侧出洞，长 1911.741m，隧洞水力坡度为-0.18%。之后在330国道K55位置处新建一座 4m×5.4m 的铁路框架箱涵下穿金温铁路及330国道到达上湖口水厂。管线连接段，采用DN1400焊接钢管，其中1#隧洞进口7m，1#出口与2#隧洞进口之间管线连接段长41.6m；2#隧洞出口与3#隧洞进口之间管线连接段长310m；3#出口与4#隧洞进口之间管线连接段长84.453m；4#隧洞出口与上湖口厂之间管线连接段长75.809m。DN1400焊接钢管采用Q235钢管，壁厚16mm，管道部分采用覆土埋设（主要在1#进出口、4#进出口），部分采用支墩架设（主要在2#出口至3#进口段），管道通过各隧洞洞口检查井与隧洞相连。
线路需穿越低山丘陵，地形起伏较大，以剥蚀低山丘陵为主，山前洪积斜地、沟谷、凹地等断断续续小范围分布，现状山体植被发育一般。设计主要以Ⅲ级围岩为主，隧洞洞口段多以Ⅳ级、Ⅴ级为主，围岩大部为侏罗、白垩系晶屑玻屑熔结凝灰岩、凝灰质砂岩和燕山晚期侵入花岗岩。
关于钻爆设计的探讨
根据本标段隧道洞身围岩的特点，Ⅲ、Ⅳ级围岩开挖采用光面爆破，Ⅴ级围岩一般采用控制爆破，适用于软弱围岩的减轻地震动控制爆破技术爆破。总的设计思想是拱部采用光面爆破，边墙采用预裂爆破，核心采用控制爆破。主要采用光面爆破掘进作业，严格控制超、欠挖，尽量减小扰动围岩。
在施工中根据光面爆破设计结合现场地质情况进行爆破试验，不断修正爆破参数，达到最优爆破效果，采取边开挖边支护。
每次开挖进尺根据围岩情况及支护参数确定。开挖主要采用光面爆破掘进作业，严格控制超欠挖，尽量减小扰动围岩。施工中根据光面爆破设计结合现场地质情况进行爆破试验，不断修正爆破参数，达到最优爆破效果，开挖后及时完成初期支护。
（一）钻爆设计原则
根据工程地质及现场施工条件，按照全断面法轮廓控制爆破设计。在炮眼深度2.3～2.5m不变的情况下，采用理论计算法、工程类比法与现场试爆相结合，确定各部位炮眼钻爆参数、封口炮泥长度，分配各个炮眼装药量及装药结构，通过合理布孔、控制装药量和起爆爆炸力、起爆顺序等，得到设计要求的开挖轮廓面，从而减少超欠挖，减轻对围岩的破坏作用，达到爆后壁面圆顺、平整，缩短排查清除危岩的时间。同时节省炸药，控制单循环进尺在2.0m及以上，确保施工安全和加快施工进度，同时又能提高工程质量和降低成本。
（二）钻爆设计
1、周边眼间距E、最小抵抗线W
周边眼间距E是直接控制开挖轮廓面平整度的主要因素，借助于经验公式E＝Ki×d，一般情况下E=(8～12)d（d为炮眼直径）；抵抗线W＝（1.0～1.5）E。本设计炮眼间距E为400mm，炮眼直径D为40mm，满足对E、W值的要求，施工过程根据爆破效果和具体岩层适当调整。
2、周边眼每米装药长度L、装药集中度q
①L=2m2.8[δ]c/(V0×ρ0)1.4=0.0262
满足条件：每米装药长度L的精度达到0.005m即可
m——不耦合系数m＝D/d＝40/32＝1.25
ρ0——炸药密度，采用乳化炸药，ρ0＝1.03g/cm3
[δ]c——岩石抗压强度，微风熔结凝灰岩，[δ]c＝80MPa=800Kg/ cm3
V0——标准状态下，每克炸药生成气体的体积，查表取4000 cm3/g
②q＝（πd2/4）ρ0•L
＝π×3.22/4×1.03×0.0262＝0.217kg/m
由于采用全断面一次爆破，符合乳化炸药对装药集中度q值的经验值范围。
3、炮眼数量N的确定
炮眼数量计算根据下列公式计算：
N=S0/E+CS
=11.5375/0.40+1.4×10.54=42(个)
S0——开挖面周长（m）
E——周边眼间距（m）
C——掏槽眼和扩大眼系数，中硬岩取1.4（m）
S——开挖隧道断面积（m2）
实践证明，该公式求得炮眼数量偏小，N取值在46个。
4、每循环装药量Q
Q=q•V
q——单位岩石炸药用量，由修正的普氏公式q=1.1K0(f/S)0.5计算求得q=1.3Kg/m3，由于本工程隧道为小断面隧道，爆破面的夹制影响，炸药用量较大，q在此取1.3-1.8kg/m3为宜。
V——单循环爆破岩石体积（m3）
按此公式计算，Q=10.54×2.2×1.8=41.7Kg
（三）各炮眼药量分配
围绕光面爆破关键技术，遵循药包对殉爆距离的要求，通过多个循环爆破效果对比分析，优化炮眼炮泥回填堵塞长度的最佳比例，后对各部位炮眼进行药量分配，掏槽眼及底眼采用大直径药卷，连续装药；辅助眼及内圈眼采用大直径药卷，连续装药，其装药量按照递减的原则进行分配；周边眼采用小直径药卷。
（四）炮眼堵塞
炮眼采用炮泥堵塞，最小堵塞长度不小于20cm，要求堵塞密实，不能有空隙或间断。
（五）爆破器材
炸药：采用乳化炸药， 直径φ32mm标准药卷，每卷0.15Kg炸药。
雷管：孔外采用导爆管引爆，孔内均采用非电毫秒雷管（1、3、5、7、9、11、13段），共7种段别。
导爆索：周边眼采用导爆索不耦合装药。
（六）裝药连线网路
装药时，每2人一组，分片按照钻爆设计图确定的装药量自上而下进行装药，起爆网路采用串联联结网路，每一簇导爆管加传爆管通过连接器连接，各簇传爆管通过连接器与起爆传爆管连接，各联结均采用连接器连接并用胶布包扎，以保证起爆的可靠性和准确性。联结时注意：导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管连接次数相同；网路连接好后，要由爆破员负责检查。
（七）钻 眼
钻眼作业应符合下列要求：
1、炮眼的深度和斜率应符合钻爆设计。
2、当采用手持凿岩机钻眼时，掏槽眼眼口间距和眼底间距的允许误差为±5cm；辅助眼眼口间距允许误差为±10cm；周边眼眼口位置允许误差为±5cm，眼底不得超出开挖断面轮廓线15cm。
3、当开挖面凹凸较大时，应按实际情况调整炮眼深度及装药量，使周边眼和辅助眼眼底在同一垂直面上。
（八）控制要点
1、采用光面爆破技术和微震控制爆破技术，严格控制装药量，以减小对围岩的扰动，控制超欠挖，控制洞碴粒径以利于挖堀装载机装碴。
2、隧道开挖每个循环都要进行施工测量，控制开挖断面，在掌子面上用红油漆画出隧道开挖轮廓线及炮眼位置，误差不超过5cm。
3、钻眼必须按设计指定的位置进行。钻眼时掘进眼保持与隧道轴线平行，除底眼外，其它炮眼口比眼底低5cm，以便钻孔时的岩粉自然流出，周边眼外插角控制在3～4°以内。掏槽眼严禁互相打穿相交，眼底比其它炮眼深10cm。
4、装药前炮眼用高压风吹干净，检查炮眼数量。装药时专人分好段别，按爆破设计顺序装药，装药作业分组分片进行，定人定位，确保装药作业有序进行，防止雷管段别混乱，影响爆破效果。每眼装药后用炮泥堵塞。
三、光面爆破技术措施
为了取得理想的爆破效果，施工时，必须严格按照下列措施进行操作：
严密组织：光爆钻孔时，由专人统一指挥协调，认真实行定人、定位、定机、定标准、定数量的岗位责任制。
测量定位：先由测量班在掌子面测出炮孔位置，钻孔过程中严格控制炮眼方向。
掏槽：开挖时采用大直径中空直眼掏槽，掏槽眼炮孔超钻100～200mm，并加强装药。
钻孔：分区按顺序钻孔，刷帮压顶钻孔时，固定技术熟练的工人施钻，提高钻孔的速度和准确性。开口时慢慢推进，特别是要控制好周边炮眼的钻孔精度和外插角，达到定位准确，开挖轮廓平顺，炮孔末端齐整的要求。
清孔验孔：钻完一孔后及时进行清孔验孔，炮眼检查的标准为:“准、直、平、齐”；炮眼深度符合设计要求，各炮眼相互平行，孔底要落在同一平面上。炮眼验收合格后，清除孔内的碴粉，准备装药；对不合格的炮孔要坚持重钻。
参考文献：
[1]曹义;;隧道光面爆破的施工控制[J];科技信息;2009年07期
[2]罗友华;;隧道光面爆破施工技术[J];山西建筑;2009年14期
[3]杨新红;;关岭隧道全断面开挖光面爆破施工技术[J];山西建筑;2008年07期
【关键词】小断面，引水隧道，光面爆破，原则
中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：
对该工程状况的简介
本工程为青田县城引水延伸改建工程隧洞工程子项部分。主要有DN1400焊接钢管518.862m及总长8460.722m引水隧洞4个，隧洞结构断面为2.5m×2.5m。1#隧洞为仁宫大桥至叶山头山坳隧洞，长 3387.816m，隧洞水力坡度为-0.05%；2#隧洞为叶山头山坳至湖边坑姜处，长 2970.019m，隧洞水力坡度为-0.051%；3#隧洞为四分部承建的九华山隧道进口西侧短隧洞，长191.146m，隧洞水力坡度为-0.052%；4#隧洞从四分部承建的九华山隧道进口东侧进洞至上湖口水厂前铁路西侧出洞，长 1911.741m，隧洞水力坡度为-0.18%。之后在330国道K55位置处新建一座 4m×5.4m 的铁路框架箱涵下穿金温铁路及330国道到达上湖口水厂。管线连接段，采用DN1400焊接钢管，其中1#隧洞进口7m，1#出口与2#隧洞进口之间管线连接段长41.6m；2#隧洞出口与3#隧洞进口之间管线连接段长310m；3#出口与4#隧洞进口之间管线连接段长84.453m；4#隧洞出口与上湖口厂之间管线连接段长75.809m。DN1400焊接钢管采用Q235钢管，壁厚16mm，管道部分采用覆土埋设（主要在1#进出口、4#进出口），部分采用支墩架设（主要在2#出口至3#进口段），管道通过各隧洞洞口检查井与隧洞相连。
线路需穿越低山丘陵，地形起伏较大，以剥蚀低山丘陵为主，山前洪积斜地、沟谷、凹地等断断续续小范围分布，现状山体植被发育一般。设计主要以Ⅲ级围岩为主，隧洞洞口段多以Ⅳ级、Ⅴ级为主，围岩大部为侏罗、白垩系晶屑玻屑熔结凝灰岩、凝灰质砂岩和燕山晚期侵入花岗岩。
关于钻爆设计的探讨
根据本标段隧道洞身围岩的特点，Ⅲ、Ⅳ级围岩开挖采用光面爆破，Ⅴ级围岩一般采用控制爆破，适用于软弱围岩的减轻地震动控制爆破技术爆破。总的设计思想是拱部采用光面爆破，边墙采用预裂爆破，核心采用控制爆破。主要采用光面爆破掘进作业，严格控制超、欠挖，尽量减小扰动围岩。
在施工中根据光面爆破设计结合现场地质情况进行爆破试验，不断修正爆破参数，达到最优爆破效果，采取边开挖边支护。
每次开挖进尺根据围岩情况及支护参数确定。开挖主要采用光面爆破掘进作业，严格控制超欠挖，尽量减小扰动围岩。施工中根据光面爆破设计结合现场地质情况进行爆破试验，不断修正爆破参数，达到最优爆破效果，开挖后及时完成初期支护。
（一）钻爆设计原则
根据工程地质及现场施工条件，按照全断面法轮廓控制爆破设计。在炮眼深度2.3～2.5m不变的情况下，采用理论计算法、工程类比法与现场试爆相结合，确定各部位炮眼钻爆参数、封口炮泥长度，分配各个炮眼装药量及装药结构，通过合理布孔、控制装药量和起爆爆炸力、起爆顺序等，得到设计要求的开挖轮廓面，从而减少超欠挖，减轻对围岩的破坏作用，达到爆后壁面圆顺、平整，缩短排查清除危岩的时间。同时节省炸药，控制单循环进尺在2.0m及以上，确保施工安全和加快施工进度，同时又能提高工程质量和降低成本。
（二）钻爆设计
1、周边眼间距E、最小抵抗线W
周边眼间距E是直接控制开挖轮廓面平整度的主要因素，借助于经验公式E＝Ki×d，一般情况下E=(8～12)d（d为炮眼直径）；抵抗线W＝（1.0～1.5）E。本设计炮眼间距E为400mm，炮眼直径D为40mm，满足对E、W值的要求，施工过程根据爆破效果和具体岩层适当调整。
2、周边眼每米装药长度L、装药集中度q
①L=2m2.8[δ]c/(V0×ρ0)1.4=0.0262
满足条件：每米装药长度L的精度达到0.005m即可
m——不耦合系数m＝D/d＝40/32＝1.25
ρ0——炸药密度，采用乳化炸药，ρ0＝1.03g/cm3
[δ]c——岩石抗压强度，微风熔结凝灰岩，[δ]c＝80MPa=800Kg/ cm3
V0——标准状态下，每克炸药生成气体的体积，查表取4000 cm3/g
②q＝（πd2/4）ρ0•L
＝π×3.22/4×1.03×0.0262＝0.217kg/m
由于采用全断面一次爆破，符合乳化炸药对装药集中度q值的经验值范围。
3、炮眼数量N的确定
炮眼数量计算根据下列公式计算：
N=S0/E+CS
=11.5375/0.40+1.4×10.54=42(个)
S0——开挖面周长（m）
E——周边眼间距（m）
C——掏槽眼和扩大眼系数，中硬岩取1.4（m）
S——开挖隧道断面积（m2）
实践证明，该公式求得炮眼数量偏小，N取值在46个。
4、每循环装药量Q
Q=q•V
q——单位岩石炸药用量，由修正的普氏公式q=1.1K0(f/S)0.5计算求得q=1.3Kg/m3，由于本工程隧道为小断面隧道，爆破面的夹制影响，炸药用量较大，q在此取1.3-1.8kg/m3为宜。
V——单循环爆破岩石体积（m3）
按此公式计算，Q=10.54×2.2×1.8=41.7Kg
（三）各炮眼药量分配
围绕光面爆破关键技术，遵循药包对殉爆距离的要求，通过多个循环爆破效果对比分析，优化炮眼炮泥回填堵塞长度的最佳比例，后对各部位炮眼进行药量分配，掏槽眼及底眼采用大直径药卷，连续装药；辅助眼及内圈眼采用大直径药卷，连续装药，其装药量按照递减的原则进行分配；周边眼采用小直径药卷。
（四）炮眼堵塞
炮眼采用炮泥堵塞，最小堵塞长度不小于20cm，要求堵塞密实，不能有空隙或间断。
（五）爆破器材
炸药：采用乳化炸药， 直径φ32mm标准药卷，每卷0.15Kg炸药。
雷管：孔外采用导爆管引爆，孔内均采用非电毫秒雷管（1、3、5、7、9、11、13段），共7种段别。
导爆索：周边眼采用导爆索不耦合装药。
（六）裝药连线网路
装药时，每2人一组，分片按照钻爆设计图确定的装药量自上而下进行装药，起爆网路采用串联联结网路，每一簇导爆管加传爆管通过连接器连接，各簇传爆管通过连接器与起爆传爆管连接，各联结均采用连接器连接并用胶布包扎，以保证起爆的可靠性和准确性。联结时注意：导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管连接次数相同；网路连接好后，要由爆破员负责检查。
（七）钻 眼
钻眼作业应符合下列要求：
1、炮眼的深度和斜率应符合钻爆设计。
2、当采用手持凿岩机钻眼时，掏槽眼眼口间距和眼底间距的允许误差为±5cm；辅助眼眼口间距允许误差为±10cm；周边眼眼口位置允许误差为±5cm，眼底不得超出开挖断面轮廓线15cm。
3、当开挖面凹凸较大时，应按实际情况调整炮眼深度及装药量，使周边眼和辅助眼眼底在同一垂直面上。
（八）控制要点
1、采用光面爆破技术和微震控制爆破技术，严格控制装药量，以减小对围岩的扰动，控制超欠挖，控制洞碴粒径以利于挖堀装载机装碴。
2、隧道开挖每个循环都要进行施工测量，控制开挖断面，在掌子面上用红油漆画出隧道开挖轮廓线及炮眼位置，误差不超过5cm。
3、钻眼必须按设计指定的位置进行。钻眼时掘进眼保持与隧道轴线平行，除底眼外，其它炮眼口比眼底低5cm，以便钻孔时的岩粉自然流出，周边眼外插角控制在3～4°以内。掏槽眼严禁互相打穿相交，眼底比其它炮眼深10cm。
4、装药前炮眼用高压风吹干净，检查炮眼数量。装药时专人分好段别，按爆破设计顺序装药，装药作业分组分片进行，定人定位，确保装药作业有序进行，防止雷管段别混乱，影响爆破效果。每眼装药后用炮泥堵塞。
三、光面爆破技术措施
为了取得理想的爆破效果，施工时，必须严格按照下列措施进行操作：
严密组织：光爆钻孔时，由专人统一指挥协调，认真实行定人、定位、定机、定标准、定数量的岗位责任制。
测量定位：先由测量班在掌子面测出炮孔位置，钻孔过程中严格控制炮眼方向。
掏槽：开挖时采用大直径中空直眼掏槽，掏槽眼炮孔超钻100～200mm，并加强装药。
钻孔：分区按顺序钻孔，刷帮压顶钻孔时，固定技术熟练的工人施钻，提高钻孔的速度和准确性。开口时慢慢推进，特别是要控制好周边炮眼的钻孔精度和外插角，达到定位准确，开挖轮廓平顺，炮孔末端齐整的要求。
清孔验孔：钻完一孔后及时进行清孔验孔，炮眼检查的标准为:“准、直、平、齐”；炮眼深度符合设计要求，各炮眼相互平行，孔底要落在同一平面上。炮眼验收合格后，清除孔内的碴粉，准备装药；对不合格的炮孔要坚持重钻。
参考文献：
[1]曹义;;隧道光面爆破的施工控制[J];科技信息;2009年07期
[2]罗友华;;隧道光面爆破施工技术[J];山西建筑;2009年14期
[3]杨新红;;关岭隧道全断面开挖光面爆破施工技术[J];山西建筑;2008年07期