简谈小断面引水隧洞爆破开挖质量控制

刘 斌

（甘肃省水利水电工程局有限责任公司，甘肃 兰州 730030）

在小断面引水隧洞工程项目中，爆破开挖具有一定的难度，施工中若不注意，将会产生各种各样的问题。因此，在确定施工方案的基础上，必须结合实际情况，对爆破开发技术进行合理的应用，通过科学、可靠的施工方法，保证整个水利工程的顺利进行。只有做到了这一点，才能确保小截面导流洞的工程质量，以及后续工程的顺利实施。

1 控制小断面引水隧道爆破开发质量的重要性

经过长期的发展，爆破开挖技术在小断面引水隧洞开挖的过程中得到了非常广泛的应用，并且在大量的实践当中积累了越来越丰富的经验。但就实际来看，在对小断面引水隧洞进行开挖的过程当中，很容易产生隧洞超欠挖的现象，这不但会导致施工的难度大大提高，还会产生人力、物力以及财力资源上的浪费。与此同时，隧道超挖所形成的凹角会引发应力集中的情况，进而使得反围岩的稳定性大大降低。而隧道欠挖则会影响到衬砌，后续处理起来有着较高的难度，并且可能会产生坍塌的事故，严重威胁到工作人员的生命安全。因此，必须要对小断面引水隧洞爆破开挖的质量控制引起高度重视，从而进一步加强人力、物力以及财力资源的使用效率，并实现各个环节工作的充分衔接，确保隧洞工程施工的顺利进行。

在爆破技术当中，炸药及起爆器都将会对爆破技术的效果造成很大影响。与此同时，要想使爆破技术的作用得到充分发挥，还应当采取机械设备来进行辅助，以确保工程的顺利进行。在此基础上，需要在进行施工的过程中运用现代化的科学技术，使得爆破技术能够实现进一步发展。在进行爆破施工前，要通过专用的钻机进行钻孔。在以往施工的过程中，所采用的基本都是手风钻，不但费时费力，并且效果也并不好，随着科技水平的不断提高，潜孔钻逐渐出现，同时在实际施工中得到广泛应用。它的工作原理主要是转化原本的风压，在高风压的作用下，不断提高风力速度从而实现钻孔的目的。

2 影响小断面引水隧洞爆破开挖质量的主要因素

2.1 地质条件因素

就水文地质条件而言，施工区域围岩的特性将会直接影响到引水隧洞爆破开发施工的整体质量，围岩构造特点也是导致出现超挖及欠挖问题的重要原因。在进行爆破开挖时，倘若围岩构造存在裂缝发育，就很可能会在断层等软弱结构上出现破裂线开裂的情况，从而造成超挖。部分围岩均质性较差，软岩与硬岩共存，在爆破开挖的过程中软岩部分就容易出现超挖的情况。在爆破过程中，围岩岩体的风化部分以及硬度不高的部分可能难以根据预设的起爆线爆破，从而造成开挖超挖的情况。在实际进行施工时，因为水文地质条件问题所导致的超挖具有较高的破坏性，超挖的控制难度较大，对于工程的施工安全具有严重影响，因此也是水利工程施工中应当重视的问题。

2.2 施工条件因素

爆破开发技术有着较高的难度，其在操作技术及施工管理方面有着严格要求，倘若在进行施工时操作不够规范或是没有做好管理工作，就很容易造成超挖问题。一般而言，造成超挖的施工因素主要包括：首先，在施工准备阶段，为严格依据规范要求测量围岩，导致放线环节出现超放，或是在放开挖轮廓线的过程中没有结合规范要求，导致爆破开发的过程中发生超挖；其次，在钻孔过程中没有依据规范合理操作，在钻孔过程中偏离孔位，致使孔位不平行，孔底也未处于一个开挖平面上；最后，在爆破开挖的过程中，因各方面因素而导致欠挖，在对欠挖进行处理的过程中因操作过度而发生超挖。

2.3 爆破技术因素

在爆破开发的过程中，除了地质条件与施工条件方面的因素以外，爆破作业参数同样会对隧洞爆破开发的质量造成影响。第一，每循环开挖进尺是非常关键的作业参数，周边眼外偏角没有变化的情况下，每循环开挖进尺越大，那么钻孔孔底就将偏离设计轮廓，致使超挖偏离开挖设计轮廓越大。第二，周边眼间距不满足相关要求。在对间距进行设计的过程中没有结合围岩特性，致使孔间距缺乏合理性，倘若孔间距太大，将会因爆破没有按照设计轮廓线开裂而出现欠挖。如在某引水隧洞工程中，所用的爆破材料是导爆索及塑料导管非电毫秒雷管起爆系统，同时选择了电雷管、乳化炸药及φ32 药卷，炸药爆破参数的实验结果可见表1所示。第三，最小抵抗线设计不科学。倘若所设置的最小抵抗线不合理，那么在进行爆破时就容易因爆破力太大而造成超挖。第四，爆破药量不满足要求。在对爆破药量进行设置的过程中，没有结合围岩的特征以及爆破实验数据，对装药参数的计算不正确。在实际进行爆破的过程中，未按照爆破效果来合理调整炸药爆破参数，进而出现爆破超挖的问题。第五，没有采用正确的装药形式。在炮孔直径没有变化的情况下，倘若药卷直径太大，需要进行间隔装药，以免在爆破的过程中对炮孔壁造成太大压力，致使炮孔附近围岩粉碎度太大而导致超挖。

表1 炸药爆破参数

3 小断面引水隧洞爆破开挖质量控制要点

3.1 加强围岩地质条件的勘察工作

一般而言，围岩地质条件是客观的，通常能够将其当做爆破参数确定的主要依据。在开展小断面引水隧洞施工的过程当中，围岩的地质条件处在不断地变化当中，溶洞、软弱夹层等不良地质情况时有发生，这些都将直接影响到隧洞施工的质量。所以，在开挖隧洞时，一定要充分结合围岩节理、裂隙等的具体情况，合理调整钻孔角度、钻孔位置和附近孔的参数等，从而使得隧洞开挖的整个效率以及质量可以得到有效提高，避免在隧洞当中出现超欠挖的现象。

3.2 做好对炮眼深度与精度的控制

在确定炮眼深度的过程当中，通常应当综合考虑到隧洞地质条件、单循环作业时间、施工组织能力以及工期等各方面因素，同时还要针对于每循环进尺实施合理的优化，从而保证隧道的开挖施工可以顺利实施。在对隧洞进行开挖施工的过程当中，必须要严格标注打点定位孔，明确打点距离，每打下一个孔，都应当参照上一孔位确定方向，并且还要保证钻孔深度的一致性，使孔底能够处在相同的平面。

3.3 提升测量放线的精度

为了防止在小断面引水隧洞爆破开挖工程当中出现超欠挖的问题，就应当严格控制开挖轮廓线的精度。在实施测量放线以前，也应当充分了解并把握相关的设计文件，在掌握断面各部位尺寸的同时，还需要注重预留沉降量以及变形量。除此之外，倘若标高与中线产生了偏移，就容易使得断面轮廓偏向一侧，由此而使得开挖断面的一侧欠挖或是一侧超挖，所以，必须要尽可能地保证标高与中线的准确性。

3.4 合理运用爆破技术

在对小断面引水隧洞进行开挖时，应用广泛的爆破技术主要指的是爆破方法、爆破器材、爆破参数以及装药方法等。在实际应用当中，不同的爆破方法、爆破器材、爆破参数以及装药方法等，都将会在不同程度上造成隧道超欠挖的情况。针对光面爆破的效果与一般爆破的效果进行对比分析能够得知，在整体效果方面，光面爆破有着更大的优势。在实际应用中，光面爆破既能够保证开挖面符合设计轮廓线的相关要求，还能够减小对围岩所造成的扰动影响。通过“新奥法”的原则开展隧洞爆破施工，采取预裂爆破或光面爆破等的控制措施，能够防止在小断面引水隧洞中出现超欠挖的问题。

3.5 重视现场施工管理

在对小断面引水隧洞进行施工的过程当中，对于现场施工所进行的严格管理，是减小超欠挖现象出现几率最为有效且最为根本的方法。在进行施工时，需要建立起健全、完善的质量管理保证体系，针对各环节的施工质量实施合理的控制，同时为试验、测量以及质检体系配备态度端正、认真负责、技术水平高且有责任意识的工程技术人员，从而使得施工管理工作的效率与质量都可以变得更高。在正式开展隧洞爆破施工以前，还应当进行相关的技术交底工作，加大对技术人员的培训与教育力度，严格依据规定要求的循环进尺与开挖步骤展开施工，这不但能够实现对各开挖工序的有效衔接，还能够减小隧洞超欠挖问题出现的可能性。通过科学的经济指标来针对于各施工班组实施考核，以考核结果为依据予以相应的奖励与惩罚。除此之外，对施工精确性与严肃性的提高，在保证隧洞开挖施工顺利实施的同时，还有助于小断面引水隧洞爆破开挖质量的有效控制。

3.6 培养高素质施工人员

要培养高素质的爆破施工人员，需要以下几个方面的努力：

教育培训：提供专业的培训课程，包括安全知识、爆破原理、器材使用、计算等方面的内容，让学员掌握必要的理论知识和技能。

实践训练：通过实践操作，让学员熟悉各种爆破技术，掌握正确的操作方法和技巧，提高实际应用能力。

考核评估：定期对学员进行考核评估，发现问题及时纠正，并给予适当的奖励或惩罚，激励学员积极学习和进步。

经验交流：组织爆破施工人员之间的经验交流，分享经验和教训，促进彼此之间的学习和成长。

安全意识教育：加强安全意识教育，让学员认识到爆破施工的风险和危险性，培养正确的安全意识和行为习惯。

团队建设：注重团队建设，培养团队合作精神和沟通能力，让爆破施工人员能够协同工作，共同完成任务。

4 小断面引水隧洞爆破开挖在实际应用中的注意事项

通过实践能够发现，小断面引水隧洞爆破开挖技术的应用环境往往非常复杂，因此，要想确保爆破工作能够顺利实施并取得良好的效果，就应当在采用此技术进行作业的过程当中对各方面的问题进行高度的重视。

首先，在对施工材料进行安置的过程当中，需要通过合理、可靠的方法来进行安置，其次则是制度方面的内容，需要技术人员严格遵循制度管理的各项规定，管理人员要发挥自身的带头作用，确保相关责任能够落实到所有人员的具体工作当中，这就需要做到以下三点：①加强操作人员安全规范与意识，避免出现安全事故问题；②对日常工作当中的重点防范工作引起重视，确保隧洞爆破开挖可以顺利实施，同时尽可能减小爆破作业的风险；③技术人员需要及时分析爆破出现超挖、欠挖等问题的原因，同时还要全面排查问题的根本原因，以此来为今后工作的进行提供更好的条件。

与此同时，在开展小断面引水隧洞爆破开挖作业的过程当中，必须要对爆破的区域有高度的重视，以严谨、负责的态度正确进行选择。在正式开展作业以前，需要针对爆破区域和附近的环境、地质条件等实施全面的检查。在开展小断面引水隧洞爆破开挖的过程当中，不但要尽可能提高爆破的安全性与稳定性，还需要确保爆破开挖的质量，做好对爆破现场等的清理工作，在完成清理以后再实施爆破作业，确保隧洞爆破开挖工作能够在开展的过程当中通畅无阻。这些都是在应用小断面引水隧洞爆破开挖技术的过程中所必须要高度重视的事项，只有完全做好了这些方面的工作，才可以真正做好爆破开挖工作。

5 结语

总而言之，小断面引水隧洞施工的过程中，隧洞爆破开挖是非常关键的环节，其施工质量的优劣，常常会影响到小断面引水隧洞的整体质量，所以，必须采用稳定可靠的技术，对小断面引水隧洞爆破开挖的质量进行控制，以保证其质量达到工程的总体质量要求，使其更好地发挥在水利水电工程中的作用。在进行小截面引水隧洞的施工时，一定要保持一种认真的施工态度，并选用最适合的爆破开挖施工方案和工艺，从而保证小断面引水隧洞爆破开挖的施工质量。