光面爆破施工工艺

光面爆破施工工艺

1 前言

1.1工艺概况

光面爆破20世纪50年代末首先在瑞典兴起，1952年在加拿大首先使用，现已被规定为隧道掘进工程中的标准方法。隧道采用光面爆破能使围岩周边形成平滑圆顺的表面，可以有效控制周边超欠挖，减少围岩扰动，减少支护工程量。同普通爆破相比，光面爆破能取得巨大经济效益、安全效益和其它综合效益。

光面爆破的优点是明显的，但光爆效果随着地质条件的不同差异很大，参数选择也必须根据地质条件不同而采用不同的参数。要取得理想的爆破效果，必须了解光爆的作用原理和影响参数，通过爆破初步设计，并反复实践才可达到良好的爆破效果。我们通过石林隧道Ⅱ、Ⅲ级围岩光面爆破的设计，并结合地质条件、钻孔设备、设计要求，多次调整施工参数和工艺，不断摸索、完善，经总结形成本标准工艺。

1.2工艺原理

光面爆破是控制开挖轮廓超欠挖和平整度的爆破技术。它沿开挖轮廓周边布孔，利用掏槽眼和掘进孔爆破后形成的良好临空面，在光爆层中起爆，借以减少光爆层爆破时内侧岩层对光爆层的夹制作用，降低炸药单耗，减少一次起爆药量，降低爆破震动效应，减小对周边围岩的破坏，使其获得平滑的开挖廓面及降低超欠挖的一种施工技术。

2 工法的特点

1）光爆周边眼钻眼精度要求高、装药技术要求较高；

2）适用于各种围岩类型；

3）开挖轮廓外观质量好，对围岩扰动少，增加施工安全，具有良好经济效益；

4）施工参数因地而异，方法灵活。

3 适用范围

本工法适用软岩、硬岩等地质条件下的铁路、公路、水工等隧道和岩石边坡处理。

4 技术标准

《工程地质手册》第四版-2007；《爆破工程消耗量定额》GY102-2008；《爆破安全技术规程》GB6722-2011；《高速铁路隧道工程施工技术指南》铁建设[2010]241号；《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10753-2010；《隧道现代爆破技术》。

5 施工方法

光面爆破是根据岩石岩性、产状和开挖断面大小入手，确定爆破深度、炸药类型、

装药量、起爆顺序、装药结构、孔间距等技术参数，以达到良好的爆破进尺、受控的超欠挖和良好的外观质量的一种施工方法。

6 工艺流程及操作要点

6.1

图1 光面爆破施工工艺流程图

6.2操作要点

6.2.1爆破设计

根据隧道设计提供的地质资料、设计图纸和施工机具，合理的选择爆破材料。而后根据现场地质条件和自身的工、料、机条件，进行切合自身实际情况的爆破设计。爆破设计的顺序为：分析岩性和隧道断面→确定开挖方法→确定开挖进尺→爆破器材选择→

掏槽眼设计→周边眼设计→二圈眼设计→掘进眼设计→底板眼设计→各类孔药量分配→总药量和总眼数核对→爆破网络设计→参数现场优化。

1）岩性分析和开挖方式选择

石林隧道为岩溶隧道，隧道断面为135m2，断面高11.7m，宽为13.8m，地质条件复杂，围岩主要以灰岩、白云岩为主，弱～微风化灰岩段为Ⅱ、Ⅲ级围岩，极限抗压强度60≤fr≤80，Ⅱ、Ⅲ级围岩段属于硬岩，爆破难度属难爆。

根据地质条件与断面情况，开挖方法主要采用台阶法开挖，其开挖顺序为开挖上台阶→下台阶左、右分幅开挖→仰拱一次开挖成型。各部参数为：上台阶高为7.0m，轮廓线弧长22.6m；下台阶高3m；仰拱最大高度1.7m。

2）确定最大炮孔深度

炮孔深度受开挖断面大小的约束，炮孔过深，受岩石的夹制作用大，残眼率高，炮孔利用率低，一般情况下，炮孔深度L取隧道高度（或宽度）的0.5～0.7倍（取值按高度或宽度的小值计算）。

其中隧道进尺的好坏主要受上台阶控制，其上台阶最大钻孔深度L=0.5×7.0=3.5m，结合围岩级别和钻机工作长度等影响因素，现场取掏槽眼钻孔深度3.5m，周边眼、二圈眼和掘进眼3.2m。其下台阶和仰拱也按3.2m眼深控制。

3）爆破器材的选择

影响爆破效果的主要因素有：炸药的安全性主要受炸药的耐热性和敏感度影响，但是敏感度过低，会使起爆能过大，容易发生拒爆现象，相反敏感度过高，则使用不安全；在装药结构一定的情况下，爆破震动的大小主要受炸药的猛度和爆速影响，猛度和爆速越大，其炮轰波速度越大，震动越大；爆力和爆速对岩体的破碎程度也有较大影响；爆力主要体现炸药爆破时对周边介质做功的大小，爆力越大，其爆破能越大；爆破有害气体主要与炸药的成分有关；炸药特阻抗与岩体特阻抗的匹配系数对炸药的爆破功利用效率有较大影响，匹配系数越高，爆破功利用效率越高。

从上面分析得知，为了取得良好的光面爆破效果，一般选用安全效能高、敏感度适中、爆破有害气体少、低猛度、低爆速、高爆力、与岩体的匹配系数高的炸药，根据对炸药相关性能的比选及结合以前山岭隧道施工经验，并通过现场单孔爆破漏斗试验得出岩石破碎效果、炸药与岩石的匹配效果和爆破功大小，确定在无水地段采用2号岩石硝铵炸药，地下水丰富地段采用2号岩石乳化炸药；考虑放火，防静电，导爆网络由塑料导爆管与非电毫秒雷管组成。

4）掏槽眼设计

隧道开挖掏槽结构主要有楔形掏槽和直眼掏槽两种形式。

楔形掏槽有垂直楔形掏槽、水平楔形掏槽、爬眼等形式。如果爆破进尺要求较大时，在断面尺寸允许的情况下，采用多重楔形掏槽。其楔形掏槽适用于人工风钻打眼、开挖断面较大的隧道；但打眼深度受断面宽度或高度限制；循环进尺变更时，炮眼角度更改复杂。

直眼掏槽适用于凿岩台车作业、开挖断面较小、坚硬整体的岩层；打眼深度不受断面限制；钻眼精度要求高；循环进尺变更时，只需增减炮眼深度，容易掌握；不用大直径空眼时，掏槽眼数目较多，靠爆破粉碎岩层形成临空面；单段起爆药量大，爆破震动大；打大直径空眼需用重型凿岩机；炮眼间距近容易发生殉爆和拒爆。

图2 垂直楔形掏槽

掏槽形式和参数一般从岩石的可爆性、岩石的坚硬程度、断面大小和现有设备等方面入手考虑。其现有机械设备为YT-28手持风动凿岩机，隧道断面宽度13.8m ，岩石极限抗压强度8060≤≤r f MPa ，坚固系数86≤≤f ，岩石可爆性属难爆，根据现有情况，选用多重垂直楔形掏槽方式（见图2）。

在一定的地质条件下，楔形掏槽的效果又与炮眼与隧道的径向夹角、炮孔间距及掏槽的对数相关。且掏槽眼较其它眼深10～30cm ；当岩面层理明显时，应将掏槽孔尽量垂直层理布置，其掏槽参数见下表1。

表1 楔形掏槽参数表

注：1.掏槽的对数与断面的宽度和岩石坚固程度相关，断面大，岩石坚固程度高，对数取大值，相反取小值，在本断面中掏槽眼取2对，共16个眼。 2.炮眼夹角按由内向外依次增大。

5） 周边眼设计

周边眼的眼距、最小抵抗线与围岩等级、轮廓线弧度有关；周边眼的不耦合系数与围岩情况和炸药品种有关，装药集中度与围岩情况、周边眼的眼距、最小抵抗线有关。

（1）周边眼间距和孔数

周边眼间距经验公式为E=8d ～18d （d 为孔径），围岩情况好，取大值，相反，取小值，根据石林隧道Ⅱ、Ⅲ级围岩的情况，确定周边眼间距取40～50cm 。

则上台阶周边眼个数N=L/E=22.6/0.45=50个。

（2）周边眼最小抵抗线

周边眼间距确定后，在Ⅱ、Ⅲ级围岩下，按炮眼密集度公式m= E/W=0.7～1.0，可得最小抵抗线W=50～75cm 。断面跨度大，光爆眼所受到的夹制作用小，取较大值，相反，取小值，岩石强度高取小值，相反取大值。

（3）周边眼不耦合系数

光面爆破周边孔采用不耦合装药。考虑爆破管道效应和爆破临界半径等因素，一般不耦合系数经验值为D=1.5～2.0。同时用式6-1复核不耦合系数。

a a D r c +-==/10])/[){(1(d d σρ药孔

式6-1

式中：D 为不耦合系数；

为钻孔直径孔d ；

a 为爆生气体分子容余系数，a=0.395;

；

为绝热系数，为炸药直径；

为为爆生气体初始压力药8299.0/1;

pa 6997,0=r r d ρ；

强度的极大值，，取岩石极限单轴抗压岩石三轴极限抗压强度2/800][][cm kg c c =σσ 将参数代入式6-1，得D=1.97。

现场钻孔孔径为d=d

杆

+15=42mm，得药卷直径d=21mm。

现场实际采用25mm，符合D=1.5～2.0的条件。

（4）周边孔装药结构

装药采用不耦合间隔装药结构（也可采用小药卷连续装药结构），因间隔距离超过殉爆距离等因素，一般用导爆索串联各药卷以加强传爆的稳定性，药卷采用φ25小药卷，孔底用半卷φ32药卷加强，布置见图3。

图3 周边孔装药结构图

（5）周边孔单孔药量

计算周边眼单孔药量有两种方法：

1）用装药集中度计算，以kg/m表示。

2

33

.0w

k

e

q?

?

?

=式6-2

式中：q—装药集中度，kg/m；

k—爆出标准漏斗时的单位体积耗药量，kg/m3，试验得1.6 kg/m3；

e—炸药换算系数，e=320/B；

B—炸药的爆力，ml,对岩石硝铵炸药B=320;

w—最小抵抗线，m；

计算得：q=0.33×1×1.6×0.62=0.191kg/m

单孔药量：QK=q×L=0.191×3.2=0.611kg

2）按式6-3计算单孔药量。

Q K =π

4

1

×d i2×β×L×p0式6-3

式中：Q k---单孔装药量，g

p

—炸药的密度，g/cm3，密度为1.15g/cm3

L—炮眼深度，320cm

d i为药卷直径，2.1cm（见式6-1计算结果）

β—光面爆破炮眼装填系数，查表为0.6。β也可用公式6-4计算。

L

E d L E W E e k c e ??+???+??=)][]([][][σσστβ 式6-4 式中：E -周边眼间距，cm ，取45

W -周边眼抵抗线，cm ，取60

2/kg ][cm c ，岩石三轴极限抗压强度σ，取800

2e /kg ][cm 岩石极限抗拉强度，σ，取15

2/kg ][cm 岩石极限抗剪强度，τ，取80

得：β=0.57，和查表值相差不大，按0.6取值。

将参数代入得：Q K =π4

1×21.2×0.6×320×1=0.765kg ， 装药集中度q=0.24kg/m. 注：][50

1101][][12181][e c c σσστ～；～==。 通过现场试验和施工经验数据，确定q=0.15～0.25kg/m ，以上两组计算结果均符合要求。根据围岩情况取值范围见表2。

表2 光面爆破参数表

注：1.fr 为单轴极限抗压强度；2.孔间距随岩石强度或轮廓曲率半径变大，而增大；3.在本断面中，周边眼45cm ，周边眼抵抗线60cm 。装药集中度0.19kg/m 。

（6）周边眼爆破死角处理

图4：角隅处爆破处理

上台阶周边眼与底板眼连接部夹角小，爆破时，夹制作用大，在角隅处减少药量，

将周边眼间距适当加密，并最后起爆。见图4。

6）二圈眼设计

二圈眼爆破质量的好坏直接影响光面爆破的效果，二圈眼间距按不小于周边眼的抵抗线考虑。在本断面中，二圈眼的间距取a=60～80cm，抵抗线取80cm，上台阶孔数可按式6-5计算。

a R W

R

L

N -

?

=式6-5

式中：R -开挖轮廓线半径，m；

W -周边眼抵抗线，m；

L -开挖轮廓线周长，m；

a -二圈眼眼间距，m;

7）掘进眼

掘进眼布置主要是确定炮眼间距和最小抵抗线，炮眼间距和最小抵抗线大小的选取由岩石的坚硬程度和炮眼深度确定。抵抗线W与炮眼深度L的关系式为W=（0.2～0.5）L，在硬岩中，炮眼越深，取较小的系数，反之取较大的系数，结合本隧道Ⅱ、Ⅲ级围岩的掘进眼环向间距通常控制在a=0.6～1.0m，掘进眼层间距为b=0.8～1.2m，且环向间距和层间距一般按由内向外逐渐减小的原则布设。

8）底板眼

底板眼主要对岩石进行二次粉碎和起到翻渣的作用，布置原则一般为孔间距a=0.8～1.2m，距离二台眼距离b=0.8～1.0m。当底板眼位置位于隧道仰拱底部开挖轮廓线时，孔间距一般为0.5～0.8m。

9）各类孔炸药分配

(1)周边眼采用不耦合间隔装药结构，其余孔采用连续装药结构。

(2)各类孔装药量分配顺序为：掏槽孔→周边孔→二圈孔→掘进孔→底板孔。

(3)孔内炸药长度结合围岩情况、炮口封堵长度和孔所在位置，综合考虑各孔药量。上台阶布置原则如下：

掏槽孔一般按照0.8～0.9倍孔深连续装药；

周边孔按装药集中度计算单孔药量；

二圈眼按照0.6～0.7倍孔深连续装药；

掘进眼按照0.7～0.8倍孔深连续装药；

底板孔一般按照0.7～0.8倍孔深连续装药。

同样，由于下台阶和仰拱具有良好的临空面，装药量配置适当减小。

根据现场实际的爆破效果，并逐步调整，上台阶各孔布置及药量布置见图5、表3。下台阶各孔布置及药量布置见图6、表4。

图5 上台阶各孔布置及药量布置

表3 上台阶Ⅱ、Ⅲ级围岩钻爆参数表

图6 下台阶各孔布置及药量布置

表4 下台阶Ⅱ、Ⅲ级围岩钻爆参数表

10）总药量与总孔数核算

(1)上台阶总药量

钻孔深度为3.2m（见第3页），

爆破总装药量：

Q=KSL=0.9×（77.82×3.2）=224.12kg 式6-5

式中：K -单位炸药消耗量，结合本合同段岩石强度、断面宽度和爆破进尺综合考虑，上台阶：取K=0.9kg/m 3，（查定额坚固系数f= 6～8时，松动爆破K=0.5 kg/m 3，加强松动K=0.7 kg/m 3，抛掷爆破K=1.2 kg/m 3）。

S -断面面积（m 2）,上台阶面积S 上=77.82m 2；

L -炮眼深度（m ）,3.2 m 。

（2）上台阶总孔数

除周边孔外，炮眼数目按式计算。

N =r n L Q L S K ****周

式6-6

式中：N -炮眼数目，个

K -光面爆破单位炸药消耗量，kg/m 3

L -炮眼深度，3.2m

n -炮眼装药系数，查表取0.8，

r -炸药的线装药密度，1kg/m S=开挖断面积，m 2

周Q -周边眼总装药量， kg

上台阶轮廓线长22.6m ，周边眼按间距45cm 布孔，装药集中度取0.19kg/m,孔深

3.2m 。

得：N 孔=22.6/0.45=50个，周边眼总药量周Q =50×0.19×3.2=30.4kg

上台阶总药量Q=KSL=224.12kg

代入参数得：N=76个

则上台阶总炮孔N=76+50=126个。

计算得知，其上台阶布孔数和总装药量合理。

同理，计算仰拱和下台阶，其参数合理。

11） 起爆网路

隧道爆破开挖使用塑料导爆管非电起爆网络，起爆过程中严格控制孔内各段位的毫秒雷管段差，起到微差起爆的目的。在网络连接过程中，孔内的非电毫秒雷管跳段使用，段差按由内向外跳级增加，考虑减震效应，多重掏槽的掏槽眼段差一般取50～75ms ，周边眼和二圈眼段差一般在100ms 左右，周边眼一般采用大段的非电毫秒雷管引爆，且周边眼通常结合使用导爆索以加强传爆的稳定性；用于网络中间连接的非电毫秒雷管一律

采用小号段、同段位的雷管。

网络连接一般采用复式连接法，即每个主干线上的塑料导爆管雷管采用双管并联与孔内的塑料导爆管连接（见图7）。

网路击发使用击发枪击发，激发传递过程为：击发枪→主干线上的导爆管→主干线的毫秒雷管→各个支线上的导爆管→各个支线上的雷管→引爆炸药，从而完成整个网络起爆。起爆顺序为：掏槽眼→掘进眼→二圈眼→周边眼→底板眼。

图7 复式连接法

6.2.2作业器具就位和测量放线

1）作业器具就位

出渣结束后，将作业平台推往掌子面，将36V照明线路引至掌子面，检查水压、风压线路是否完好，风压力、水压力和蓄水池水量是否足够，送风设施是否完好。

2）测量

测量人员用全站仪和水准仪，确定出隧道中心线、拱顶面高程和拱脚高程；并在开挖轮廓线上每间隔1～2m测设出开挖轮廓控制点，利用开挖轮廓控制点用红油漆画出开挖轮廓线。

6.2.3布设孔位

按照爆破设计的要求，根据已绘制的开挖轮廓线标出周边眼炮眼位置，并利用中线和拱顶高程，用支距法画出掏槽眼和底板眼的位置。其余眼由外向内按照爆破设计布置，布孔要求如下：

1）掏槽眼布孔误差不大于±3cm。

2）周边孔严格按设计开挖轮廓线布置，在硬岩层中，周边眼的眼口在断面设计轮廓线上；在软岩中，周边眼的眼口在断面设计轮廓线内小于8cm。

3）其余各孔不大于±5cm。

若遇挂眼困难，炮孔位置可适当调整，但必须保证调整后，相邻各孔间距均匀布置，注意掏槽眼需整体移动，孔间调整范围不得大于其误差值。

6.2.4钻孔作业

由于孔位为红油漆标识，为了防止钻孔过程中，将标识的孔位位置破坏，一般先用钻机在标识的孔位位置钻取一部分控制点位，然后才进行钻孔作业。钻孔必须做到“准、平、直、齐”四要素满足以下精度要求：

1）掏槽眼：钻眼位置、深度、角度按设计施工，眼口间距和深度允许偏差5cm。

2）掘进眼和二圈眼：钻眼位置、深度、角度按设计施工，眼口间距、眼底误差均不大于10cm。

3）周边眼：开眼位置在设计断面轮廓线上的间距误差不得大于5cm；周边眼外斜率不得大于5cm/m，眼底不得超出开挖断面轮廓线10cm，最大不得超过15cm。内圈眼至周边眼的排距，误差不得大于5cm；炮眼深度超过2.5m时，内圈眼与周边眼宜采用相同的斜率。

4）应按实际情况调整炮眼深度，力求所有炮眼（除掏槽眼外）眼底在同一垂直面上。

6.2.5清孔与孔位验收

1）验收前，用小直径高压风管将炮眼内石屑吹净。

2）逐孔检查孔深、孔的角度和孔间距，对不符合要求的孔须重钻，在验收的同时，根据掌子面的平整情况，局部修正装药量。

6.2.6爆破器材现场就位

1）根据孔数、爆破设计的毫秒雷管段别和计算的药量，派专人到炸药管理库房领取。

2）炸药在运输过程中，雷管和炸药不得混装。

6.2.7装药与炮口堵塞

1）装药要求

（1）周边眼按设计装药量和设计的不耦合间隔装药结构进行装药。其他眼按连续装药结构和设计药量装药。

（2）当掌子面凹凸不平，其各孔装药量可随炮孔深度变化作相应的调整。当实际炮孔所处位置有软层或者裂缝通过，应取消该孔装药并适当减少相邻内圈孔的用药量。

（3）炸药装填必须按安全规程操作，不得硬捅，硬捣。

（4）采用反向爆破的方式，所有非电毫秒雷管均位于孔底，聚能穴朝向传爆方向。（另有经验证明，第一序掏槽眼按顺向起爆，效果好）

2）炮孔堵塞要求

（1）预制炮泥，每条长10～15cm。

（2）各孔堵塞长度周边不小于20m，其余各孔不小于40cm。

（3）堵塞过程要妥善保护网路。

（4）堵塞材料应选用粘土或砂子等材料，不得选用易燃性材料。

6.2.8 网路连接与检查

1）每个击发雷管连接塑料导爆管数不多于24根。

2）每个连接节点处，起爆雷管的绑扎位置应距离塑料导爆管端头不得小于15cm。

3）网路连接自有下垂不得拉紧。

4）孔内雷管不得错段，具体操作时由班组长分发导爆管雷管并监督完成。

5）用于连接起爆网络的中间连接雷管宜用同段、小段位的击发雷管或连接元件，严禁使用高段位雷管。

6）网络连接完成后，应由有经验的爆破员组成的检查组担任，检查组不得少于两人，大型或复杂起爆网路检查应由爆破工程技术人员组织实施，保证连接可靠，传爆稳定。

6.2.9 警戒与起爆

1）起爆网络连接和装药完成后，吹响警戒哨，并由警戒人员从爆破工作面向外清场，待人员、机械和警戒人员全部撤离到安全距离后，再将起爆网络与起爆器连接起爆。

2）起爆器位置应设置在能抗冲击波、抗飞石、抗噪音的位置，一般情况下不得小于300m。

3）其他要求爆破安全规程办理。

6.2.10 通风和排险

1）爆破后，一般通风时间不得小于15分钟。

2）爆破后，应该由专职安全人员对爆破点围岩稳定情况、有无盲炮进行查看，确认无危险源后，方可解除警戒。如有危险源，按相关安全规程办理。

3）派专人对爆破后松动岩石进行排除。

6.2.11光爆效果检查

由技术人员对残眼率、爆破进尺、轮廓圆顺度，超欠挖等参数进行检查，为优化爆破参数提供依据。检查要求按以下标准执行：

1）开挖轮廓圆滑，开挖面平整。

2）爆破进尺达到设计要求，爆出的石块块度满足装碴要求。

3）炮眼痕迹保存率〔(残留有痕迹的炮眼数/周边眼总数)×100%〕，硬岩≥80%，中硬岩≥60%，并在开挖轮廓面上均匀分布。

4）隧道施工应严格控制超挖，允许超挖值见下表3：

表3 隧道允许超挖值（cm）

注：平均线性超挖值=

爆破设计开挖断面周长（不包括隧底）

5）隧道开挖应严格控制欠挖，当围岩完整、石质坚硬时，允许岩石个别突出部分侵入衬砌不大于5cm（每1m2不大于0.1m2）；拱脚和墙脚以上1m范围内严禁欠挖。

6）两次爆破的衔接台阶尺寸不大于15cm。

6.2.12 爆破参数调整

光面爆破参数检查后，如果光面爆破结果未能满足要求，应分析原因，找出其中的问题，对爆破设计进行优化。其分析的主要关键点如下：

1)若进尺不够，残眼率高，主要是掏槽眼的角度和排拒问题。

2）若周边眼眼间距之间有突出物，主要是眼间距过大，或者抵抗线过小的问题。

3）若周边眼装药部位有较大的粉碎区，爆破漏斗明显，主要是炸药的线密度过大。一般做法是将药卷改小或将单卷改成多段装药。

4）若错台明显，主要是周边眼外插角的问题。

5）若超挖严重，一般是周边眼外插角过大或装药量过大，增大了围岩的松动圈。

7 劳动力组织

表4 一个工作面劳力组织表（断面78m2）

本表劳动力组织适用于一个工作面开挖施工，手持风钻钻爆作业在正常情况下，按以往施工经验，断面0.2～0.3人/m2布置钻爆人员比较合理；大断面取小值，小断面取大值。

8 设备配置

目前常用为气腿式凿岩机，全断面开挖时，一般按0.2～0.25台/㎡配置数量。作业平台采用自加工简易钻孔台架。

2

比值减小。

9 质量控制

9.1易出现的质量问题

1）周边眼角度和间距达不到设计要求。

2）由于掌子面不平整等因素，掏槽眼的深度和角度达不到要求。

3）因同一掌子面地质条件不均匀性，钻孔参数和装药参数未根据地质条件实时调整，造成爆破效果差。

4）同段毫秒雷管由于批次和厂家的差异，起爆时间存在偏差，使同段雷管不能同时起爆，影响爆破效果。

5）网络连接不稳定和个别药包拒爆，使部分段位未起爆，需要二次爆破。

6）段别未按设计要求安装，造成起爆顺序混乱。

9.2保证措施

控制好隧道的光面爆破必须做到以下三点：一是做好钻爆设计施工方案并优化钻爆

参数；二是加强现场管理，严格钻爆工艺；三是对光面爆破质量进行现场考核，落实到人。

9.2.1钻爆设计与优化

根据不同的围岩和断面宽度，进行钻爆设计，选择合理的钻爆参数，用钻爆设计指导施工，并在施工中不断总结经验，优化钻爆设计，这是是提高隧道开挖光面爆破的重要环节。

9.2.2加强现场管理，严格钻爆工艺

1）测量人员必须将钻孔的孔位标识在掌子面上，特别是周边眼必须采取多点定位，统一联线，逐个标识其孔位。

2）司钻中，严格控制各类眼的角度、深度和平面位置，使隧道超欠挖符合规范要求。

3）严格控制掏槽眼的角度、深度和平面位置，确保掏槽深度满足钻爆设计的要求。

4）加强火工品的管理，控制火工品的质量，应选用同厂、同批号近期生产的合格产品，确保隧道爆破效果。

5）成立专门的爆破小组，熟记钻爆参数及炮孔位置尺寸，准确定位各孔位置，分工合作，分区定人定位钻孔装药，提高钻孔装药速度。

6）组织专人连接起爆网络并对起爆网络连接的可靠性进行检查。

7）建立健全质量安全保证体系，加强现场施工管理，是确保隧道光面爆破的重要环节。

9.2.3光爆考核

为了达到良好的光面爆破效果，除了加强技术和工艺管理外，我们还通过经济手段来加强现场的质量管理，其主要措施有：

1）项目经理部成立光面爆破考核领导小组，对每个循环的光面爆破进行考核。

2）组织以安质部为龙头的监管部门，对每个循环的情况进行记录和考核。

3）对参与光面爆破的管理人员和施工作业人员的职责分工进行明确，各项责任落实到人，细化奖惩标准，并根据各自的职责进行奖罚。

4）根据每个月的情况和考核结果由项目经理部按照奖惩细则进行奖罚。

10 安全措施

1）隧道开挖爆破后，及时通风。

2）隧道开挖爆破后，应由专职人员找顶，防止落石，采用人工找顶时，至少配2

名反应快的找顶工，先查清危石位置后方可进行，并时刻注意松动石块落下方向。危石没有清除完毕，其他人员不得进入工作面。

3）施工爆破人员必须由持有“爆破证”人员担任，爆破后30分钟方准进入工作面，经检查认为安全方可施工。瞎炮要由有经验的爆破工处理，处理完毕后才允许其他人进入现场。

4）严格爆破器材的审批、领用、加工的管理，做到按当班需用量当班领用，多余量送回炸药库。

5）洞内三管二线应按规范要求布置，各种电器设备应安装漏电保护器，洞内搭设的作业平台，必须经检验合格后方可使用。

6）加强现场监控量测，特别是拱顶下沉、围岩收敛、底板变形、地表下沉等及时量测记录，通过数据分析，进行判断及采取对策。

7）必须有防止开挖坍塌的措施，施工时要派专人查看地质变化，在施工现场佩戴安全帽，高空作业佩带安全带、防滑鞋，主要关口必须挂有安全标语或安全警示牌。

8）洞内要有充足的照明，除成洞地段可设220V电源外，其它作业地段照明均应设36V安全灯，动力线用橡胶绝缘电缆，并挂在衬砌或围岩上，高度符合有关规定。

11 文明施工与环保措施

1）洞内的风水电管线沿边墙敷设，并挂高处理，应急物资分类摆放。

2）炸药的包装纸必须由专人收回处理。

3）报废或过期变质炸药、雷管必须由专人收回并按要求处理。

4）加强洞内通风管理，确保良好的工作环境。

12应用实例

12.1工程简介

由中铁一局集团有限公司承建的石林隧道位于弥勒～石林板桥区间，全长18208m，设计为单洞双线隧道。隧道围岩主要为灰岩，局部含有玄武岩和白云岩，其中Ⅱ级围岩占17.4%，Ⅲ级围岩占51.7%，Ⅳ级围岩占21.9%，Ⅴ级围岩占9%。

本隧道采用“一贯通平导+二斜井”的辅助坑道模式，平导全长18135m；一号斜井全长938m，二号斜井全长998m。平导面积45m2，高×宽=680×720cm，采用全断面开挖；行车隧道开挖面积135m2，高×宽=1170×1380cm，主要采用台阶法开挖，上台阶高7.0m，下台阶高3.0m，仰拱高1.7m。按照先上后下，再仰拱的形式进行开挖。其中下台阶左、右分幅开挖。

12.2施工情况

施工过程中采用光面爆破施工技术，通过初选参数，调整参数、确定参数以及攻克光面通病等多种手段，光爆效果明显，除光面爆破试验段外，炮眼痕迹保存率Ⅱ、Ⅲ级围岩达80%～90%，两茬炮衔接台阶最大尺寸为8cm。根据断面测设结果，超欠挖量仅为5%左右，比非光面爆破的超欠挖量（达20%）要低得多。

12.3建设效果及施工图片

图3 平导光爆效果

图8正洞拱部光爆效果图9 平导光爆效果

13工程结果评价

1）采用光面爆破施工，能有效控制超欠挖，减少后期支护量，据统计，光爆与普通爆破相比，能减少超挖10～15%，减少衬砌砼9～12%；同时光爆与普通爆破相比，节省炸药15%左右。能取得巨大经济效益。

2）光面爆破同普通爆破相比，使得围岩应力分布均匀，对围岩扰动小，有利于围岩稳定，可有效减少应力集中引起的塌方，减少落石，安全效益明显。

3）光面爆破隧道轮廓光滑、平顺、美观，社会效益可观。