中铁隧道集团创新光面爆破技术，提升隧道施工效率与安全性

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中铁隧道集团创新光面爆破技术，提升隧道施工效率与安全性

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澎湃

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为深入贯彻党的二十届三中全会精神，进一步推动产业改革工作的深化发展，有效激发产业工人的创新潜能与活力，中铁隧道集团二处有限公司党政工团联合举办了2024年度“五小”成果创新创效及青年创新创意大赛。

经过“五小双创赛”领导小组办公室的精心组织，相关部门专家对参赛作品进行了严格细致的初审，最终筛选出6项创新成果及1项创意成果进入决赛环节进行展示。其中，来自高原铁路9A标二分部，由李赞、赵虎、刘锦男、汪沈、刘晨旭研究的《Ⅲ级围岩周边密空孔光面爆破提升新技术》荣获”创新项目三等奖“。听说这次爆破不一样，让我们往下看看吧!

研发背景

在隧道施工中，光面爆破技术是控制围岩稳定性和施工质量的关键环节。然而，隧道中常见的Ⅲ级围岩复杂多变，给施工带来诸多挑战。以高原铁路隧道横洞为例，其地质是以片麻岩为主的Ⅲ级围岩，掌子面开挖采用斜眼掏槽带仰拱一次性成型爆破方式，施工中由于围岩裂隙走向复杂、视野受阻和操作人员技术水平差异等因素的影响，容易造成周边眼无法垂直岩面、相互平行打设，导致孔底间距或大或小，导致部分光面爆破效果欠佳。

传统的光面爆破方法是通过调整周边眼间距、光爆层厚度等参数，尽可能达到理想爆破效果，但在实际操作中，受三臂凿岩台车操作限制，容易出现钻孔偏差，并导致隧道壁出现“三角眼”或“八字眼”现象，光面爆破效果不佳直接导致的初支平整度较差，后期防水板施做质量无法保证，最终容易导致出现防水板切割拱墙混凝土现象，极其影响施工进度和安全性。

针对这些问题，研究团队提出一种新的思路：引入密空孔作为设计调整的关键因素，精确控制周边眼与内圈眼的间距，同时结合密空孔技术，保证爆破时产生稳定的贯通裂缝，从而显著提高光面爆破的效果。

新技术优势

精确控制间距
增大周边眼、内圈眼间距，并增大抵抗线；周边眼间距从40cm增大至50cm，内圈眼从75cm增大至85cm，光爆层厚度从50cm增加至60cm。这样的调整确保了周边眼之间能成功成缝，有效避免了因钻孔偏差导致的超欠挖。
引入密空孔设计
在两个周边眼之间增加密空孔，保证在间距增大的情况下，仍然能够稳定形成贯通裂缝。这种设计不仅减少了炸药用量，还确保了爆破效果更加平稳和可靠。
工艺控制
大机操作手实行定眼定人制度，由质检工程师全程监督并验收打眼、装药及抵抗线的布设质量。并且通过使用竹片固定装药，确保每段装药的准确性和传爆的精确性。

成果价值

质量安全方面
传统爆破设计中，由于光面爆破效果不佳，后期防水板与拱墙混凝土之间容易出现切割现象，而新设计通过密空孔技术有效避免了这一问题。在实际操作中，新设计的爆破方案不仅提高了爆破效果，还减少了爆破时的振动和周边岩石的破坏，确保施工的安全性和稳定性。
经济效益方面
新设计虽然增加了打眼的数量和耗时，但由于周边眼和内圈眼数量减少，炸药的使用量相应减少，火工品消耗减少，最终达到了整体成本的优化。通过数据分析，新设计方案平均每循环节省约千元。此外，进一步降低了混凝土回填量，节省了大量后期施工成本。在实际操作中，平均线性超挖从原先的22.7cm下降至13.95cm，效果显著。通过后续优化改进可以持续降低平均线性超挖值。
社会效益方面
新爆破设计在节能环保方面也作出了重要贡献。通过降低炸药和火工品的使用量，有效减少了爆破过程中有害气体的排放，达到现代绿色施工的要求。