1.工程概况 古城水电站位于四川省平武县境内的涪江上游干流上，是涪江上游干流水电梯级开发的第二级，为低闸引水式电站。成（都）—九（寨沟）环线公路（北线）从电站工程区左岸通过，平武至江油为三级公路，江油至成都为高等级公路，有宝成铁路通过江油市，对外交通较为方便。 3#施工支洞位于车家湾上游，洞口高程813m，洞长约564m，最大开挖断面高位5.9m，宽为5.4m。支洞口大多为残坡积层覆盖，基岩部分出露，岩石呈强风化状，边坡开挖时应清除表层覆盖层及变形松动体，并挂网喷锚支护。支洞沿线地面高程813m~1035m，洞室围岩微风化~新鲜，岩层及主要结构面走向与支洞轴线交角约50°，但岩体中片理及节理裂隙发育，围岩类别以Ⅳ类为主，进口浅埋段和结构面密集切割部分为Ⅴ类。
1.工程概况
古城水电站位于四川省平武县境内的涪江上游干流上，是涪江上游干流水电梯级开发的第二级，为低闸引水式电站。成（都）—九（寨沟）环线公路（北线）从电站工程区左岸通过，平武至江油为三级公路，江油至成都为高等级公路，有宝成铁路通过江油市，对外交通较为方便。
3#施工支洞位于车家湾上游，洞口高程813m，洞长约564m，最大开挖断面高位5.9m，宽为5.4m。支洞口大多为残坡积层覆盖，基岩部分出露，岩石呈强风化状，边坡开挖时应清除表层覆盖层及变形松动体，并挂网喷锚支护。支洞沿线地面高程813m~1035m，洞室围岩微风化~新鲜，岩层及主要结构面走向与支洞轴线交角约50°，但岩体中片理及节理裂隙发育，围岩类别以Ⅳ类为主，进口浅埋段和结构面密集切割部分为Ⅴ类。
2.光面爆破的作用机理及影响因素
隧道成型技术的关键是光面爆破技术，由于钻爆法施工工艺特点决定超挖是不可避免的，所以合理的超挖成为施工控制的关键，尽量使炮孔中心与开挖轮廓线重合、仰角按炮孔深度适当确定，这样才能到达光面爆破的效果。光面爆破是一项能有效控制岩体开挖轮廓减少超欠挖的爆破技术，通过对隧道周边进行正确的钻孔和爆破，可以保留完整的周边轮廓及减少对围岩的扰动。确定合理的光爆参数，是获得良好光面爆破效果的重要保证。
光面爆破首先是选择爆破方案，其次是钻孔、爆破、组织管理、测量放线等。影响光面爆破效果的主要因素是钻孔技术，其次是爆破技术和组织管理。
以下就以古城水电站3#支洞为例，分析影响光面爆破效果的各种因素。
2.1爆破方案的选择
本工程采用光面爆破，炮孔按设计间距钻孔、装药。在破碎地层地段。同一炮孔内采用微差减震爆破技术， 必要时采用短进尺钻孔，从总体上提高光面爆破的效果。具体做法是：
①周边眼：根据光面爆破选定的周边眼间距，将炮孔布置在周边轮廓线上，钻眼时稍向外张，控制外插角以减少超挖；
②掏槽眼：掏槽眼位置选在开挖断面中心位置，采用楔型掏槽形式，保证掏槽眼精度和方便布孔；
③辅助眼：炮孔间距，视装药直径、岩石坚硬程度、装运方式，岩石破碎程度的要求等因素而定，一般取0.7m—1.0m；
④底板眼：底板眼布置在设计底板高程以上，距底板线10cm，适当减小孔距，以保证底板平整。
2.2钻孔技术
钻孔技术表现在插钻位置、外插角控制、钻杆左右向摆动的控制等几个方面。钻头正确位置应在设计轮廓线中心，偏外侧则超挖，偏内侧则欠挖。外插角在2°左右可以满足工艺要求，古城水电站3#支洞围岩属Ⅳ~Ⅴ类，允许超挖最大为15cm~25cm。
2.3爆破技术
爆破技术首先需要选择的是雷管和炸药，其次是装药方式和炮孔的封堵。
2.3.1雷管
目前电雷管已经发展成为瞬发电雷管、毫秒延期电雷管、秒延期电雷管、半秒延期电雷管四大系列，本工程采用毫秒延期电雷管，毫秒延期在50ms以内，冲击波迭加比较明显。
2.3.2炸药
乳化炸药是一种新型的防水工业炸药,它具有爆炸威力大,爆破效果好,有毒气体少、抗水性能强等优点，储存、运输、使用既安全又方便。
古城水电站3#支洞使用二号乳化炸药，爆炸力适中，使用安全度高，产生有害气体较少，成本较低。
2.3.3装药
爆破效果与装药均匀度有关，药卷直径越小，均匀度越高。古城水电站3#支洞一般崩落孔药卷直径32mm，连续装药，周边孔药卷直径25mm，间隔装药。炮眼采用炮泥封堵，爆破凌空面积减小，爆破效果增强。
2.3.4组织管理
组织管理的核心是充分认识开挖的重要性和科学性，并在此基础上提高施工人员的专业技术水平和实际操作能力。只有让现场一线操作人员真正掌握施工中的关键影响因素，比如外插角的含义、各种类型的炸药的特性，才能更好的去落实技术措施。
2.3.5测量放线
严格控制隧道中线及标高，在洞外控制测量的基础上，利用车行横道对左右侧墙进行中
心和水平闭合导线测量，确保精度。
表1 光面爆破参数
|
段号
|
孔名
|
钻孔参数
|
装药参数
|
|||||
|
孔径（mm）
|
孔深（m）
|
孔距（cm）
|
孔数（个）
|
药径（mm)
|
单孔药量（kg/孔）
|
总装药量（kg）
|
||
|
1
|
掏槽孔
|
42
|
1.9
|
80
|
6
|
32
|
0.4
|
2.4
|
|
3
|
掏槽孔
|
42
|
1.9
|
80
|
6
|
32
|
0.6
|
3.6
|
|
5
|
掏槽孔
|
42
|
1.9
|
80
|
6
|
32
|
0.8
|
4.8
|
|
7~9
|
辅助孔
|
42
|
1.9
|
80
|
28
|
32
|
0.4
|
11.2
|
|
11
|
周边孔
|
42
|
1.8
|
60~80
|
42
|
32
|
0.1
|
4.2
|
|
13
|
底板孔
|
42
|
1.9
|
60
|
9
|
32
|
0.6
|
5.4
|
|
合 计
|
97
|
31.6
|
表2 爆破设计主要技术参数
|
断面面积
|
孔数
|
炮孔密度
|
爆破方量
|
总装药量
|
单 耗
|
爆破效率
|
进尺
|
|
（㎡）
|
（个）
|
（个/㎡）
|
（m3）
|
（kg3）
|
（kg/m3）
|
（%）
|
（m）
|
|
31.7
|
97
|
3.06
|
47.55
|
31.6
|
0.665
|
85
|
1.5
|
2.3.6地质变化
随着现代施工技术的发展，地质条件对光面爆破的影响相对较小。但是缺少先进施工技术措施作为保障，受地质条件的影响也是非常大的。就古城水电站3#支洞而言，应对地质变化的技术措施，主要有以下两个方面：
①通过观察、分析，预测控稳结构面的位置
岩石的构造面是不规则的、成立体状分布在岩体中，在支洞开挖过程中，结构面会在某一部位提前被揭露，借助岩层的产状等要素，就可以推测下几个循环的岩石情况。比如当控稳结构面在支洞下部首先发现时，通过岩层的走向、倾向和倾角，推算该结构面在拱顶出现的位置；当控稳结构面在拱顶出现时，要特别注意，因为一个循环的进尺为3m左右，即使比较严重的控稳结构面，也是刚进入开挖面，从横断面来看，可能还没有进入最大跨度范围累，及时的发现和采取相应的措施，能有效地降低塌方风险，保证施工质量。
②针对控稳结构面的具体情况，制定和实施恰当的技术措施
当遇到结构擦面在拱顶交汇时，首先缩短进尺，一般以在1m左右，严格控制炸药装药量，尽量减少对围岩的扰动；
当遇到岩石破碎，且地下水较丰富时，设置超前锚杆并注浆，加强支护，同时缩小开挖进尺。
3.光面爆破效果总结
古城水电站隧道经过4个月的施工，已完成开挖约440m，现将光面爆破情况作如下小结。
