QC小组活动在提高隧洞光面爆破施工质量中的应用

重庆中环建设有限公司，重庆，401120

摘要：本文针对重庆云阳盖下坝水电站引水隧洞的具体地质特征, 通过对其中厚层砂岩的光面爆破技术进行分析研究，发现其残孔率是制约爆破效果的主要原因，作者对其进行研究后制定出一整套切实有效工程实施方案，取得了良好的爆破效果，可为以后此类地质特征的隧洞开挖提供技术参考。

关键词：隧洞 光面爆破 中厚层砂岩 

1 前言

光面爆破的破岩机理是一个十分复杂的问题，目前仍在探索之中。尽管在理论上还不甚成熟，但在定性分析方面已有共识。一般认为，炸药起爆时，对岩体产生两种效应；二是爆炸气体膨胀做功所起的作用。光面爆破是周边眼同时起爆，各炮眼的冲击波向其四周作径向传播，相邻炮眼的冲击相遇，则产生应力波的叠加，并产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线的中点，当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中心连线上形成裂缝，随后，爆炸气的膨胀合裂缝进一步扩展，形成平整的爆裂面。本文针对重庆盖下坝水电站引水隧洞的具体地质特征，并结合工程实践，针对中厚层砂岩的爆破技术进行研究，分析影响爆破的具体因素，并制定出一整套切实有效的施工工艺，大大提高的爆破效率，也取得了良好的爆破效果，为工程的保质保量奠定了坚实的基础。

2 工程概况

重庆云阳盖下坝水电站位于重庆市云阳县，电站总装机容量120MW。引水隧洞全长5537.15米，开挖断面为圆形与城门洞型两种，隧洞围岩以三叠系下统透水性相对较强的嘉陵江组石灰岩，中统透水性较弱的巴东组泥、页岩及泥灰岩、上统透水性中等的须家河组石英砂岩，根据划分Ⅱ类围岩约占50%，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类围岩约占50%。根据设计要求，引水隧洞Ⅱ、Ⅲ围岩洞段永久支护采用锚网喷，永久支护的平整度要求较高，因此隧洞开挖质量控制意义重大，对成本控制和质量控制至关重要。

3.爆破技术设计

3.1施工工艺

为了减小对引水隧洞周边围岩的挠动，保持隧洞围岩固有的完整性、稳定性，有效地维持围岩的自承能力，确保施工安全，隧洞开挖采用光面爆破，非电网络起爆。光面爆破后隧洞岩壁成形规则，岩面较平整，岩壁上能保持70%以上的炮孔痕迹，超欠挖量能有效地控制在10cm以内。

隧洞开挖爆破前在支洞施工段已进行详细的爆破试验，不断修正爆破参数，取得了一定的爆破效果，方可付诸实施。在开挖爆破施工过程中，还应根据工程地质条件的变化，随时修正爆破参数，以取得最佳的爆破效果。钻爆作业必须严格按设计钻孔、装药、连线、起爆。光爆作业见爆破流程图1。

图1光面爆破流程图

3.2爆破后存在主要问题及分析

3.2.1 爆破后存在主要问题

在对盖下坝中厚砂岩层隧洞按照上述的工艺爆破后，对其残孔、平整度、错台和周边孔数进行仔细检查后发现，光面爆破质量控制中，主要出现的问题是爆破后的“残孔率”，其残孔合格率仅达到了69%，成为解决问题的主要对象。

图2 光面爆破质量问题排列柱状图

因此，不难发现，在中厚层砂岩的隧洞的爆破中残孔率的合格率控制是需要解决的主要问题。本文也将围绕此问题进行研究。根据现场的施工情况调查分析并结合相关施工规范要求及以往类似工程类似围岩中的施工情况，残孔率合格率能达到95%可满足后续施工要求。

3.2.2主要原因分析

针对上述存在的主要问题对施工开挖完成洞段的开挖质量情况进行调查分析，分别从以下14个方面尽心分析：1技术人员没有跟班作业；2技术交底不够；3操作培训不够；4施工经验不足，责任心不强；5炸药有拒爆现象；6雷管有拒爆现象；7导爆索未使用；8周边眼装药结构不规范；9周边眼眼距不规范；10周边眼角度不平直；11施工台车高度太高；12施工台车分层不合理；13施工现场操作空间；14地质条件复杂。在综合论证后，发现班组作业人员责任心不强，导爆索未使用，周边眼装药结构不规范，周边眼角度不垂直是残孔合格率不高的主要原因（见表1）。

表1                            残孔合格率要因分析表

针对上述残孔率合格率不高的4个主要原因进行制定对策，尽可能避免人为造成原因，制定了一些列的实施方案。

4.1针对施工作业人员责任心不强

对施工技术人员进行质量意识教育，签定质量包保责任状，把质量责任落实到个人头上，从思想上来提高大家的施工质量意识，强化质量责任；每周组织班组人员学习，加强思想教育；定人定位操作，每个作业人员固定操作位置。

4.2针对导爆索未使用

为大家讲解了施用与不使用导爆索的利弊，使作业人员懂得使用导爆索的好处；在装药过程中，项目部工程部技术人员跟班作业，检查导爆索的施用情况，未按照要求使用导爆索，不允许爆破作业。

4.3周边眼装药结构不规范

详细为施工作业人员讲解装药结构，使所有作业人员指导要怎么做，该怎么做；技术人员跟班作业，每次钻孔完成后，项目部技术人员对每个单孔的装药结构进行详细的检查，对不合格的坚决整改，合格后方可进行下道工作；定期组织班组人员进行学习，特别是因围岩条件变化，装药结构进行改变时，组织全员进行学习。

4.4周边眼角度不垂直

详细的为技术人员和班组作业人员讲解了在开挖过程中周边眼角度不垂直的带来的严重影响后果，并请作业班组有经验的老工人详细讲解了该如何控制周边眼角度的方法；考虑到作业班组操作人员在现场施工时的责任心问题，安排值班队长及技术过硬的师傅专门负责现场监督检查、指导施工。

5.效果及效益分析

5.1爆破效果

通过上述方案的实施，在后期的针对中厚砂岩层中隧洞的爆破中，十分有效提高了引水隧洞在中厚层砂岩中光面爆破的施工质量，在各方单位的见证下，引水隧洞中厚层砂岩光面爆破开挖质量情况分别进行了检查，平整度和残孔率分别达到10cm和98%

图3 爆破效果图

5.2经济效益

在未实施上述工程措施前，隧洞超挖厚度为20.7cm，通过研究实施方案后超挖量11.5cm，平均每延米减少超挖：（0.207-0.115）×16.533=1.52m3，节约费用1.52×45=68.4元，每延米节约回填喷射混凝土1.52m3，节约费用1.52×400=608元，每延米共计节约68.4+608=676.4元，活动开展2个月时间完成隧洞开挖236米，共计节约676.4×236=159630.4元。

6 结语

对于中厚层砂岩中隧洞的光面爆破，残孔率的控制是爆破效果优劣的主要控制指标，而制约该指标的内在因素很多，一定要抓起主要矛盾，对症下药，方能起到明显的效果。本文通过研究后针对4个主要原因进行制定措施，收到了十分可观的效果，可为同类工程提供技术支持。

参 考 文 献

[1] 何广沂. 大量石方松动控制爆破新技术[M] . 北京: 中国铁道出版社, 1995.

[2]刘宏刚. 小型峒室控制爆破技术在铁路公路石方施工中的应用[A] . 铁道工程爆破文集[ C] . 北京: 中国铁道出版社, 2000.

[3]刘运通, 高文学, 刘宏刚. 现代公路工程爆破[M] . 北京:人民交通出版社, 2006.

The Application of QC Group Activity to Improve Construction Quality of Smooth Blasting for Tunnel

Chongqing Zhonghuan Construction Co., LTD., Chongqing 401120

Abstract: Surrounding geological characteristics of the diversion tunnel at Gaixiaba waterpower station, smooth basting technology for middle-thick layer sandstone was studied. It was founded that residual porosity was the main Restrictive factor of blasting effect. A effective engineering scheme was analysed and implemented, and the blasting effect was good. This thesis offered technology reference for similitude engineering.

Key words: tunnel, smooth blasting, middle-thick layer sandstone