水利水电工程施工中隧洞钻孔爆破技术

水利水电工程施工中隧洞钻孔爆破技术
摘要：近年来，中国科学家在钻机的使用、装药技术和隧道爆破方面做了更
多的研究。

技术人员围绕隧道施工机械化的关键辅助手段，对钻机应用和隧道爆
破技术进行了深入研究，提出液压钻机通过改善顶板结构来提高钻孔性能。

虽然
使用钻机等新技术和设备是大势所趋，但由于钻机设计和遥控要求的影响，在钻
孔过程中，周边孔外推角不可避免地过大，尤其是在现行的隧道施工规范中，不
断考虑基于手持式气动钻机的过度开挖和混凝土回填成本，降低了部分建设单位
使用钻机的积极性。

在未来的一段时间我国还要大力推进隧道施工的机械化、智
能化，并且大幅提高施工效率。

关键词：水利水电工程；隧洞钻孔；爆破技术
引言
水利水电工程项目属于我国基础建设工程项目之一，我国是一个地质结构比
较复杂的国家，复杂的地质条件也加剧了水利水电工程项目的施工难度和复杂性。

部分水利水电工程项目施工中会应用到隧洞钻孔爆破施工工艺。

因此要求施工人
员在具体的过程中需根据工程项目的具体情况制定科学的施工方案，在不影响水
利水电工程项目施工质量的条件下达到预期的爆破效果，从而为后期的工程项目
施工提供技术支撑。

1水利水电工程施工中隧洞钻孔爆破技术分析
1.1 技术简介
在水利水电工程项目施工中应用隧洞钻孔爆破施工工艺的过程中，会根据孔
洞的实际因素对爆破技术进行优化和调整，举例来说，会在实际的工程项目施工
中辅助应用孔爆破施工工艺、周边孔爆破工艺等等。

不同的爆破孔产生的作用存
在显著差异。

鉴于此，在施工中要求施工单位要根据炮孔作用绘制对应的炮孔作
用效应组合图，施工单位在开展隧洞钻孔爆破作业的过程中，需严格根据施工作
业图纸以及对应的工程施工参数进行规范作业，严格控制爆破孔的数量，避免对
后期的水利工程项目施工带来不便。

同时施工方要同步做好爆破作业区域的安全
防护工作，制定对应的应急预案，最大限度减少安全事故发生概率。

1.2 技术应用管理流程分析
在实际的水利水电工程项目施工隧洞钻孔爆破技术应用管理方面，施工方应
秉承实事求是的原则进行科学管理，不断强化爆破作业效率和质量。

在实际的操
作过程中，施工方需秉承事前、事中以及事后的管理方式进行管理。

在开展事前
管理的过程中一定要充分熟悉和掌握施工现场的实际情况，因地制宜选择合适的
施工技术，对施工方案进行优化。

在事前管理环节，一定要从水利工程项目施工
质量、施工安全性以及施工成本费用等方面入手展开分析，提前做好如施工物料、施工机械设备、人员等准备工作。

在开展事中管理的过程中，则要严格根据工程
项目的施工要求进行作业，严格执行爆破作业流程，同步做好工程项目监督管理
工作，并针对施工现场可能出现的一些突发状况制定对应的处理方案。

事后管理
的重点应集中在爆破成果分析以及经验总结方面。

2水利水电工程施工中的隧道钻孔爆破技术
2.1炮孔的布置
目前，水利工程隧道开挖的方式以钻孔爆破法为主。

根据用途的不同，炮孔
孔可分为三大类型：掏槽孔、崩落孔以及周边孔。

其中，掏槽孔的主要特点是能
够形成新的临空面，强化爆破的效果；掏槽孔大多设置于开挖断面的中间位置；
根据应用方式的不同分为斜孔掏槽和垂直掏槽。

崩落炮孔的主要作用是对槽体体
积进行二次扩大，提高爆破量，同时为周边炮眼创造有力的爆破条件；布置过程
中能够有效解决间距问题和最小抵抗性问题，最小抵抗线约为炮孔间距的
60%~80%，因此大部分崩落炮孔主要分布于掏槽的外围；设置崩落孔时必须要保
证炮孔和工作面为垂直状态，且炮孔的深度应处在同一水平。

周边孔的主要作用
是在爆破施工后，坑道断面能够形成预期的特定形状和具体规格，原则上周边孔
要沿着设计轮廓线均匀布置，其中间距和最小抵抗线应比崩落孔小，只有这样才
能保证爆破出的形状具有较为完整平顺的轮廓。

炮孔的布置包括分区和布孔。

在
布置过程中，必须要先对开挖炮孔的分区位置进行合理控制，即合理控制周边孔、崩落孔以及掏槽孔的位置，再确定不同炮孔的具体位置，设定科学的钻爆开挖参数。

在进行炮孔布置之前，要选用施工方便的炮孔位置，以有效减少钻孔设备的
移动频率；在方向上要根据施工环境岩层层性以及裂隙面的不同进行适应性调整，防止产生卡顿与漏气现象。

周边孔的布置必须要靠近轮廓线，同时根据钻孔作业
的需求，保持与轮廓线10~20厘米的距离。

有一定角度的周边斜孔，孔的底端对
于松软岩层必须要放在设计轮廓线以内，中硬岩层可以放在轮廓线之上，坚硬岩
层则必须要略微超出设计轮廓线之外。

为了进一步提高爆破的效率和效果，掏槽
孔与崩落孔的布置可以加深10%~15%。

2.2炸药用量的确定
除了炮空位置的设置之外，炸药的用量也是决定爆破效果的关键要素。

如果
炸药用量少，不仅无法有效达成爆破目标，还会存在一定的安全隐患。

既浪费了
炸药资源，也会给水利水电工程隧道施工埋下不确定因素和风险。

如果炸药的使
用量较多，虽然能够保证爆破效果，但会导致设计轮廓线外的岩体出现严重问题，对下一步隧洞混凝土衬砌后应力分布产生不良影响，影响隧道的安全稳定。

因此，必须要根据施工实际情况，综合考虑钻孔分布特点、爆破裂隙强度以及掩体的硬
度等，科学精准设置炸药用量。

2.3光面爆破技术
光面爆破根本上是将断面轮廓爆破孔的内部进行装药，并连接巷道轮廓线以
实现爆破效果。

其中，布置爆破孔时，要确认爆破孔间距均匀，相互平行。

其次
需要使用低密度、低爆炸性的炸药。

每个爆破孔的数量必须相同，以提高爆破效率，确保施工安全。

与预裂爆破法相比，光面爆破法在四周的轮廓线上需要的爆
破孔更少，广泛用于软、中硬岩隧道的爆破。

考虑到设备启动、人员配备等诸多
因素，并非所有平行爆破孔都会同时爆炸，而是爆破孔初期会产生细微的径向裂纹，并通过裂缝形成，在应力变化的影响下，岩石下降，裂缝扩大，应力波传播，保证围岩的稳定性，形成光滑的爆破面。

3水利水电工程项目施工过程中隧洞钻孔爆破技术应用保障措施分析
3.1加强施工前的勘察投入
在开展钻孔爆破技术的过程中，一定要强化勘察投入工作，结合具体的钻孔
爆破技术方案进行勘察，最大限度减少外部因素对钻孔爆破成效的影响。

在实际
的作业过程中，施工方应组织专人针对水利水电工程项目周围的施工环境展开勘察，重点勘察内容如下：①施工作业区域的地质结构条件；②岩层结构条件；③
地下水水位；④岩层稳定条件。

结合勘察数据对钻孔爆破技术方案加以优化。

3.2确保对应施工材料和机械设备的质量
在相关工作开始前，必须对相关材料和设备进行质量控制，并进行质量检测，确保其性能达到相关施工规范。

比如，在工程开始前，要对所用的炸药进行质量
检验，确保其符合设计要求，并对所用的设备进行性能检验，确保其状况良好。

除此之外，还有一些必要的安全措施，紧急情况下，也要进行严格的检查，确保
这些设备可以正常工作。

结束语
综上所述，相关单位在开展水利水电工程项目隧洞钻孔爆破作业的过程中，
一定要充分强化施工技术方案设计工作，结合施工现场的实际进行管理，采取各
项措施来降低爆破钻孔作业施工成本，提升施工安全性。

同时，加强工程技术人
员的职业素养和责任意识，确保相关材料、设备质量符合要求，运用新技术加强
设计效果，确保爆破技术应用的质量、安全和可靠。

参考文献
[1]谭志星.光面爆破技术在隧道施工中的应用[J].黑龙江交通科
技,2020,43(9):175–177.
[2]刘敦文,江树林,唐宇,等.穿越脉状破碎断层隧道光面爆破技术研究[J].
工程爆破,2021,27(2):79–84.
[3]夏方顺.煤矿岩巷掘进爆破参数优化及应用研究[D].廊坊：华北科技学
院,2020.。