光面爆破施工工法

隧道全断面开挖光面爆破工法

光面爆破是通过正确选择爆破参数和合理的施工方法，达到爆后壁面平整规则、办公设备线符合设计要求的一种控制爆破技术。隧道全断面开挖光面爆破工法，是应用光面爆破技术，对隧道实施全断面一次开挖的一种施工方法。它与传统的爆破法相比，最显着的优点是能有效地控制周边眼炸药的爆破作用，从而减少对围岩的扰动，保持围岩的稳定，确保施工安全，同时，又能减少超、欠挖，提高工程质量和进度。

一、光面爆破作用原理光面爆破的破岩机理是一个十分复杂的问题，目前仍在探索之中。尽管在理论上还不甚成熟，但在定性分析方面已有共识。一般认为，炸药起爆时，对岩体产生两种效应：一是药包爆炸气体膨胀做功所起的作用。光面爆破是周边眼同时起爆，各炮眼的冲击波向其四周作径向传播，相邻炮眼的冲击相遇，则产生应力波的叠加，并产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中心边线的中点，当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中心边线上形成裂缝，随后，爆炸气的膨胀使裂缝进一步扩展，形成平整的爆裂面。

二、光面爆破的技术要点要使光面爆破取得良好效果，一般需掌握以下技术要点：

1、根据围岩特点，合理选定周边眼的间距和最小抵抗线，尽最大努力提高钻眼质量。

2、严格控制周边眼的装药量，尽可能将药量沿眼长均匀分布。

3、周边眼宜使用小直径药卷和低猛度、低爆速的炸药。为满足装结构

要求，可借助导爆索（传爆线）来实现空气间隔装药

4、采用毫秒微差有序起爆。要安排好开挖程序，使光面爆破具有良好的临空面。

（一）周边眼常用参数的选择

1、周边眼间距E

它是直接控制开挖轮廓面平整度的主要因素。一般情况下E=（12?15）d , 其中炮

眼直径d=35?45mm对于节理较发育、层理明显以及开挖轮廓要求较高的地下工程，周边眼间距可适当减小，也可在两炮眼之间增加一个不装药的导向空眼。

2、最小抵抗线W光面层厚度）

W直接影响光面爆破效果和爆碴块度。其取值在（13?22）d范围内，且W A E。

3、周边眼密集系数K

一般情况，以K二E/W?为宜。

4、装药集中度q

采用2号岩石炸药进行光面爆破时，若预留光爆层，q二?m若全断面一次爆破，则q=~m如果采用其它炸药，则需进行换算，其换算系数C按下式求得：C=1/2（2#岩石炸药猛度/换算炸药猛度+2#岩石炸药爆力/换算炸药爆力）选取光面爆破参数可用类比法或查表（见表1），必要时要在与所做工程地质条件相类似的岩层中试验，以求得更准确的爆破参数。

光面爆破常参数表1

（二）周边眼装药结构

严格控制周边眼装药量中，采用合理的装药结构，尽量使炸药沿孔深均匀分布，是实现光面爆破的重要条件。常用的装药结构有以下几种：

1、连续装药：将计算出的药量按装药集中度均匀地装入炮眼，其起爆药包置于眼底（见图1-a）。

2、间隔装药：为使爆炸力沿炮眼均匀分布，需将炸药沿炮眼全长布设，

当其所需炸药药卷连续长度短于炮眼长度较多时，应采用间隔装药（见图

1-b）。

3、不偶合装药：采用卷装炸药时，多为不偶合装药结构（见图1-c），这时要注意，不偶合系数要在?范围内。

（三）合理安排爆破程序，选用合适的掏槽形式

采用全断面开挖隧道时，开始只有一个临空面，显然，这不利于取得好的爆破效果，需要创造新的临空面。为此，首选必须要选择合适的掏槽形式，以取得理想的掏槽效果；要合理安排爆破顺序，使爆破按掏槽、掘进、内圈、周边眼顺序进行，以便为掘进、内圈、周边眼逐次开辟临空面。实现顺序起爆的手段是采用微差爆破技术分段起爆。

三、光面爆破施工工艺

（一）放样布眼

钻眼前，测量人员要用红铅油准确绘出开挖断面的中线和轮廓线，标出炮眼位置，其误差不得超过5cm。在直线段，可用3?5台激光准直仪控制开

挖方向和开挖轮廓线。（二）定位开眼

采用钻孔车钻眼时，台车与隧道轴线要保持平行。台车就位后按炮眼布置图正确钻孔。对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，开眼误差要控制在3cm和5cm以内。

（三）钻眼钻工要熟悉炮眼布置图，要能熟练地操纵凿岩机械，特别是钻周边眼，一定要由有较丰富经验的老钻工司钻，台车下面有专人指挥，以确保周边眼有准确的外插角（眼深3m时，外插角v 3°;眼深5m时，外插角v 2° ），尽可能使两茬炮交界处台阶小于15cm.同时，应根据眼口位置岩石的凹凸程度调整炮眼深度，以保证炮眼底在同一平面上。

（四）清孔装药前，必须用由钢筋弯制的炮钩和小直径高压风管输入高压风将炮

眼石屑括出和吹净。

（五）装药装药需分片分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管要“对号入座”，所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm。

（六）联结起爆网路起爆网路为复式网路，以保证起爆的可靠性和准确性。联结时要注意：导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管连接次数应相同；引爆雷管应用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端10c m以上处。网路联好后，要有专人负责检查。

（七）瞎炮的处理发现瞎炮，应首先查明原因。如果是孔外的导爆管损坏引起的瞎炮，则切去损坏部分重新连接导爆管即可，但此时的接头应尽量靠近炮眼。如因孔内导爆管损坏或其本身存在问题造成瞎炮，则应参照TBJ404-87《铁路隧道

安全技术规则》有关条款处理。

光面爆破操作其它事宜可参照TBJ204-86《铁路隧道施工规范》和

TBJ404-87《铁路隧道安全技术规则》有关规定实施。。

四、隧道光面爆破质量检验标准

（一）超欠挖

爆破后的围岩面应圆顺平整，无欠挖，超挖量（平均线性超挖）应控制在10cm（眼深3m 时）和18cm（眼深5m时）以内。

（二）半眼痕保存率

围岩为整体性好的坚硬岩石时，半眼痕保存率应大于80%中硬岩石应

大于70%软岩应大于50%

（三）对围岩的破坏程度

爆破后，围岩布无粉碎岩石和明显的裂缝，也不该有浮石（岩性不好时

应无大浮石）。

（四）炮眼利用率

应大于90%

（五）主要施工设备

主要施工设备见表2

主要施工设备表2

六、劳动组织

测量工：3人，负责测量放线。

炮工：6人，负责吹眼、装药、边线、点炮。

风枪手：8人，负责钻眼。

司钻工：采用液压钻孔台车作业时每台车4人或每2台车7人。

修理工：2人，负责台车维修及充氮。

七、效益分析

光面爆破是隧道钻爆法开挖的先进技术之一，它不仅使围岩爆破松弛带比普通爆破小一倍以上，能较好地保持隧道围岩的稳定，有利于安全施工，岩面平整，为锚喷、衬砌等工序创造有得条件，同时还可减少超挖和回填混凝土数量。隧道采用光面爆破，其平均线性超挖比普通爆破少10?30cm,合

每延米少?（单线）和?m3（双线）。按超挖1 m3增加直接费用200元（开挖费50元，回填

混凝土150元）计算，每延米节约的费用分别达到340?1020元和520?1560元，经济效益十分显着。