在现代隧道工程建设中,钻爆法仍然是山岭隧道、复杂地质条件隧道以及部分市政地下工程中应用最为广泛的施工方法之一。相较于盾构法和TBM法,隧道爆破施工在适应性、灵活性和经济性方面具有不可替代的优势,尤其在围岩条件变化频繁、断层破碎带发育、埋深变化大的工程环境中,爆破法依然是保障工程可行性的核心手段。
然而,随着工程规模的扩大、断面尺寸的增加以及城市隧道和邻近建筑环境的复杂化,隧道爆破早已不再是单纯依靠经验完成的“粗放型施工”,而是演变为一项融合地质工程、爆破工程、安全工程和数字化技术的系统工程。本文结合当前隧道工程实践,对隧道爆破工程中所涉及的关键技术体系进行系统梳理,并分析其在实际工程中的应用要点与发展趋势。
一、隧道爆破的工程基础与技术前提
1. 工程地质与围岩判定技术
隧道爆破设计的首要前提是对工程地质条件的准确掌握。围岩级别、岩体完整性、节理裂隙发育程度以及断层破碎带分布情况,直接决定了爆破参数的选取和施工工法的匹配。
当前工程中常用的地质超前预报技术包括地震波反射法(TSP)、地质雷达、瞬变电磁法等,这些技术能够在开挖前对前方一定范围内的不良地质体进行识别,为爆破方案调整和支护设计提供依据。通过围岩分级与地质预报结果的综合分析,可有效降低盲目爆破带来的安全风险。
2. 隧道施工方法与爆破工序协同
隧道爆破并非孤立工序,而是与整体施工方法紧密耦合。新奥法(NATM)条件下,爆破施工必须严格控制围岩扰动程度,确保围岩自承能力得以发挥。台阶法、CD法、CRD法等不同施工方法,对爆破断面划分、爆破顺序及单循环进尺均提出了不同要求。
合理的施工方法选择与爆破技术协同,是保证隧道稳定性和施工效率的重要基础。

二、隧道爆破设计与核心施工技术
3. 爆破参数设计技术
隧道爆破参数设计是爆破工程的核心内容,主要包括炮孔布置形式、孔径与孔深、装药结构以及起爆顺序设计。典型隧道爆破断面通常由掏槽孔、辅助孔和周边孔构成,其中掏槽爆破效果直接影响循环进尺和爆破效率。
在现代工程实践中,爆破参数设计逐步由经验法向半定量化、数字化方向发展,通过结合围岩类别、断面尺寸和炸药性能,对装药量和孔距进行优化计算,从而实现稳定破岩与控制扰动的平衡。
4. 掏槽爆破技术
掏槽爆破是隧道爆破能否成功启动自由面的关键环节。根据隧道断面尺寸和围岩条件,可采用直眼掏槽、斜眼掏槽或空孔掏槽等方式。在大断面隧道中,掏槽设计往往需要通过多级起爆和多自由面协同破岩来实现。
合理的掏槽结构不仅可以提高爆破效率,还能降低炸药消耗,减少对周边围岩的破坏。
5. 控制爆破与光面爆破技术
在现代隧道工程中,控制爆破和光面爆破已成为标准配置。通过在周边孔中采用小药量、短延期起爆方式,使爆破裂隙沿设计轮廓线发展,从而减少超挖和欠挖现象。
光面爆破技术在铁路隧道、高速公路隧道以及城市地下工程中应用尤为广泛,其施工质量直接关系到后续初期支护和二次衬砌的施工安全与成本控制。
三、爆破器材与智能化技术发展
6. 爆破器材与起爆系统技术
隧道爆破器材的性能对施工安全和效果具有决定性影响。目前工程中常用的炸药类型包括乳化炸药和膨化炸药,其在安全性和适应性方面均优于传统硝铵类炸药。
在起爆系统方面,电子雷管技术逐步取代传统非电雷管,成为高标准隧道工程的主流选择。电子雷管具备起爆精度高、延期误差小、抗干扰能力强等优势,有利于实现精细化爆破控制。
7. 数字化与智能爆破技术
随着信息技术的发展,隧道爆破正逐步引入数字化设计与仿真分析手段。通过建立爆破模型,对爆破振动、应力波传播和围岩破坏模式进行模拟分析,可在施工前对爆破效果进行预测与优化。
同时,爆破过程中的数据采集与反馈机制,为后续参数调整和施工优化提供了数据支撑,推动隧道爆破由经验驱动向数据驱动转变。

四、安全、环保与风险控制技术
8. 爆破安全控制技术
隧道爆破施工涉及炸药、雷管等危险品,其安全管理是工程管理的重点内容。工程中需建立完善的爆破作业审批、人员资质管理和现场警戒制度,并通过爆破振动监测手段,对邻近建筑和既有结构物进行实时保护。
9. 环保与减扰技术
在城市隧道和市政工程中,爆破振动、噪声和粉尘控制成为制约施工的重要因素。通过优化爆破参数、采用低噪起爆技术和加强通风排烟管理,可有效降低爆破施工对周边环境的影响。
五、施工组织与工程管理技术
10. 爆破施工组织与质量控制
隧道爆破施工强调工序衔接与循环效率,钻孔、装药、起爆、出渣和支护等工序需形成高效协同。通过标准化施工流程和爆破质量评估机制,可有效提升施工安全性和工程质量。
隧道爆破工程是一项高度综合的工程技术活动,其技术体系涵盖地质工程、爆破设计、材料技术、安全管理和数字化应用等多个方面。随着工程环境的复杂化和施工标准的不断提高,隧道爆破正由传统经验型施工向精细化、智能化和安全可控方向发展。
未来,随着电子雷管、数字仿真和智能施工技术的进一步成熟,隧道爆破工程将在保障施工安全的前提下,实现更高效率和更低扰动,为复杂隧道工程建设提供更加可靠的技术支撑。








