隧道光面爆破设计
隧道光面爆破方案
隧道光面爆破方案1. 引言隧道光面爆破是一种常见的隧道施工方法，它通过使用高压气体或液体在隧道岩石表面形成高热和高压力，从而破裂和剥离岩石。
本文将介绍隧道光面爆破方案的详细步骤和要点。
2. 方案准备在进行隧道光面爆破之前，需要进行充分的方案准备工作，包括以下步骤：• 2.1 确定施工范围和目标：确定需要爆破的隧道部分和预期的爆破效果。
• 2.2 进行现场勘探和测量：对施工区域进行详细的现场勘探和测量，了解地质条件和岩石性质。
• 2.3 分析岩石性质和强度：根据勘探和测量结果，分析岩石的性质和强度，确定适合的爆破参数。
• 2.4 制定爆破方案：根据岩石性质和工程要求，制定详细的爆破方案，包括爆破参数、爆破序列和安全措施等。
3. 方案实施实施隧道光面爆破方案时，需要遵循以下步骤和要点：• 3.1 清理施工区域：在爆破前，需要清理施工区域，将可能干扰施工的障碍物清除。
• 3.2 铺设爆破孔：根据爆破方案，使用钻探设备在岩石表面钻探爆破孔，确保孔深和孔径符合要求。
• 3.3 注入爆破药剂：将爆破药剂注入爆破孔中，并按照方案要求进行药量和药剂类型的控制。
• 3.4 密封爆破孔：在完成爆破药剂注入后，使用爆破密封材料密封爆破孔，确保爆破能量集中在孔内。
• 3.5 进行爆破作业：在确保施工区域安全的前提下，使用爆破装置引爆爆破药剂，观察并记录爆破效果。
• 3.6 清理爆破残留物：在爆破后，清理施工区域的爆破残留物，并进行必要的修复工作。
4. 安全措施为了保障施工人员的安全和减少施工风险，必须采取以下安全措施：• 4.1 员工培训：对施工人员进行专业培训，提高他们对施工风险和安全措施的认知。
• 4.2 安全装备：为施工人员配备适当的个人防护装备，如安全帽、防护眼镜、耳塞等。
• 4.3 安全区域设立：在施工区域周边设立安全区域，限制未经授权人员的进入。
• 4.4 安全监测：对施工区域进行安全监测，及时发现和排除安全隐患。
隧道爆破设计方案(台阶法)
隧道爆破设计方案（台阶法）一、工程概述本合同段有四座隧道。
隧道区域处于构造剥蚀丘陵—低山地貌区，主要出第四系全新统残坡积碎石土、中元古武当山群片岩和上元古界震旦系上统灯组片岩。
本段内短隧道为Ⅳ、Ⅴ级围岩，中长隧道为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩，其中Ⅳ级围岩采用台阶法爆破开挖（Ⅴ级围岩主要采取人工配合机械开挖，不需要爆破）、锚、喷、格栅、网、初期支护，全断面复合式衬砌。
爆破方法采用光面爆破。
二、光面爆破的特点光面爆破施工，可以减少对围岩的扰动，增强围岩的自承能力，特别是在不良地质条件下效果更为显著，不仅可以减少危石和支护的工程量，而且保证了施工的安全；由于光面爆破使开挖面平整，岩石无破碎，减少了裂隙，这样可以大大减少超欠挖量。
据有关资料统计，光面爆破与普通爆破相比，超挖量由原来的15%～20%降低到4%～7%，不但减少出碴量，而且还很大程度的减少了支护的工作量，从而降低的成本，加快了施工进度。
根据公路隧道“新奥法”施工的需要和工程地质条件，结合施工现场实际情况，我标段的四座隧道中的Ⅲ、Ⅳ级围岩决定采用光面爆破施工。
三、光面爆破方案的确定目前，大断面隧道光面爆破施工有2种方法：一是预留光爆层法；二是全断面一次性开挖法。
根据施工现场的实际条件及围岩情况，本段隧道采用全断面一次性开挖法。
四、台阶法（Ⅳ级围岩）光面爆破设计方案（结合前文内容）1.光面爆破不偶合系数、装药直径公式：/k i D d d == 式中 D 一不偶合系数； dk —炮眼直径，mm; di —炸药直径，mm;a —爆生气体分子余容系数； P —爆生气体初始压力；cσ—岩石的三轴抗压强度；r —绝热指数，；在实际操作过程中，对于周边眼的药卷，我们采取将标准φ32mm 的2号岩石乳化炸药沿轴线对半切（相当于φ20mm ）。
这个数值与理论计算值相近，则实际周边眼不偶合系数D=dk/di =42/20=2.1，符合规范中软岩装药不耦合系数D=2.0-2.5的要求。
隧道光面爆破施工计算书
XXXXXX隧道工程隧道光面爆破施工计算书编制：复核：审批：XXXXX项目经理部年月目录一、编制依据 (2)二、工程概况 (2)1、地理位置 (2)2、工程简况 (2)3、水文地质概况 (2)三、施工总体安排 (2)1、爆破方案选择 (3)2、工程总体参数 (3)3、凿岩爆破器材选用 (4)4、选用炸药参数表 (4)四、爆破参数的选择与装药量计算 (4)1、周边眼间距 (4)2、光面爆破层 (5)3、周边眼密集系数 (5)4、炮眼深度L (5)5、钻爆破设计参数 (5)6、中心掏槽设计 (10)五、装药方法、装药结构及炮孔堵塞 (11)1、装药方法 (11)2、装药结构 (11)3. 炮孔堵塞 (11)六、网络设计及起爆方法 (11)1. 起爆网络 (11)2.起爆器材： (15)3.起爆方法： (15)3. 起爆顺序和延期时间 (15)七、爆破安全距离 (15)八、技术要求及安全防护环水保措施 (15)1、技术要求 (15)2、安全防护环水保措施 (17)九、爆破布眼图及爆破参数成果表 (18)1、爆破参数成果表 (18)2、爆破布眼图 (19)隧道光面爆破施工计算书一、编制依据《公路隧道施工技术细则》《爆破安全规程》《公路隧道施工技术规范》《民用爆破器材工程设计安全规范》《土方与爆破工程施工及验收规范》《交通土建工程爆破工程师手册》张志毅《爆破设计与施工》汪旭光公司的技术装备力量、机械设备状况、管理水平、及类似工程施工经验。
二、工程概况1、地理位置XXXXXXXXXXXXXXXXXXX2、工程简况XXXXXXXXXXXXXXXXXXX3、水文地质概况XXXXXXXXXXXXXXXXXXX三、施工总体安排1、爆破方案选择⑴、根据本工程的断面参数及现场的地质及设计施工要求，本隧道采用台阶法+上中下3台阶施工。
⑵、辅助炮眼交错均匀布置，周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上，掏槽炮眼加深20cm，采用楔形掏槽。
隧道光面爆破设计
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隧道爆破施工技术
a b
(a)垂直楔形掏槽 (b)水平楔形掏槽
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垂直楔形掏槽爆破参数
f值
2~4 4~6 6~8 8~10 10~12
炮眼的倾斜 角度α
75~80 70~80 65~75 60~70 55~65
每对炮眼与另一对炮眼 之间的距离(m)
——岩石抗压强度；
EKi d
dc— —炮眼直径。
一般取Ki=10~18
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隧道爆破施工技术
光爆层厚度及炮眼密集系数
所谓光面层就是周边眼与最外层辅助眼之间的一圈岩石层。其 厚度就是周边眼的最小抵抗线W。
周边眼的间距E与光面层厚度W有着密切关系，通常以周边眼的密集
系数 K（K=E/W）表示，其大小对光面爆破效果有较大影响。
其作用是先在开挖面上炸出一个槽腔
，为后续炮眼的爆破创造新的临空面。
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图5-1 炮眼布置图
隧道爆破施工技术
（二）辅助眼
位于掏槽眼与周边眼之间的炮眼称为 辅助眼。如图5-1中的黑色炮眼。
其作用是扩大掏槽眼炸出的槽腔， 为周边眼爆破创造临空面。
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图5-1 炮眼布置图
隧道爆破施工技术
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隧道爆破施工技术
螺旋形掏槽
螺旋形掏槽是由柱状掏槽发展而来，其特点是中心眼为空眼，邻近空眼 的各装药眼至空眼之间的距离逐渐加大，其连线呈螺旋形，并且由近及远
依次起爆。D为空眼钻孔直径，一般不小于100mm。
4
ac
1
3
2
bd
a=(1.0～1.5)D b=(1.2～2.5)D
光面爆破设计
光面爆破设计由于光面爆破可以最大限度保护隧道周边岩体的稳定性，同时减少欠、超挖量，并强调发挥围岩的自身承载能力，因此，隧道施工开挖中也越来越多的用到光面爆破。
1 光面爆破的一些要求1）质量要求（1）隧道开挖断面的中线及高程符合设计要求。
（2）隧道开挖两茬炮的台阶形差均匀分布并符合施工规范。
（3）隧道开挖轮廓圆顺，边墙顺直。
（4）周边眼半孔平行且残留率较高。
2）施工技术要求（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。
（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。
（5）周边孔直径小于50mm。
2 施工方案的选择隧道宽4m，高5m，掘进面积达20m2，拱形结构。
根据本工程特点和要求，决定爆破时选择全断面开挖方式。
该种方式能减少钻孔数量，改善爆破效果，并采用楔形掏槽方式进行爆破，能提高掘进速度等作用。
3 爆破参数设计（1）钻孔直径D：D=42mm（2）钻孔角度θ掏槽孔和扩槽孔钻孔角度θ=85°。
周边光面孔钻眼按2-5%或2-5cm/m的斜率外插，拱部取大值，边墙取小值。
其余孔为直孔，钻孔时严格控制钻孔精度，孔斜偏差小于1°。
（3）孔深L，根据本工程取L=2m。
（4）超深h：由经验h=（0.05~0.25）L得，h=0.1~0.5m，根据岩石的硬度来看，取h=0.2m。
（5) 钻孔长度l：根据设计要求，l=L/sinθ+h=2.2m。
（6）掏槽炮孔布置掏槽孔两排孔孔口之间距离a=0.6m，孔底间距a’=0.6-2×2.2×tg50=0.25m，同排炮孔孔间距为0.6m,掏槽孔数为8孔，布置详见附图1。
（7）炮孔布置1）掏槽孔按图1布置6个孔2）扩槽孔共2排4个孔，孔间距0.6m。
3）周边光面孔，按a=0.5m,可布置25个孔，光面层厚度0.5m。
隧道工程光面爆破控制措施
隧道工程光面爆破控制措施（一）一、光面爆破效果要求1、轮廓整齐、美观圆顺，不欠挖，平均线性超挖小于10cm；2、炮眼痕迹保存率大于85%，每循环炮眼对齐大致一条线；3、两茬炮衔接台阶平均值小于10cm。
二、钻爆施工工艺钻孔采用自制钻孔台车配合气腿式凿岩机，为了保证开挖轮廓圆顺、准确，维护围岩自身承载能力，减少对围岩扰动，为下步工序创造有利条件，III级、IV级围岩采用光面爆破，V级围岩采用松动爆破。
1、钻爆设计（1）爆破器材选择用Φ35mm2#岩石硝铵炸药，有水地段则选用Φ35mm防水乳化炸药，周边眼则采用Φ22mm的小药卷，并采用导爆索绑小药卷空气间隔不连续装药结构，隧道爆破采用非电毫秒雷管起爆系统。
（2）掏槽形式掏槽选用直眼掏槽，采用五孔梅花型中空孔掏槽。
（3）光面爆破参数III、IV级围岩光面爆破参数见下表围岩类别周边眼间距E（cm）周边眼抵抗线W（cm）相对距离E/W装药集中度（kg/m）IV级围岩45600.750.15III级围岩54650.830.212、钻爆作业钻爆作业必须按照爆破设计进行钻眼、装药、接线和引爆。
开挖条件出现变化，需要变更设计时，由主管技术人员或领工员确定。
（1）测量测量是控制开挖轮廓线精度关键，每循环在工作面标出开挖轮廓和炮孔位置，钻眼前绘出开挖断面中线、水平线和断面轮廓线，并根据爆破设计标示出炮孔位置，经检查符合设计要求后才可钻眼。
钻孔时要做到准（位置）、平（平行）、直（方向）、齐（孔底），具体应符合下列要求：（2）钻孔①按照炮眼布置图正确钻孔；②掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差不大于5cm；③辅助眼深度、角度按设计施工，眼口排距、行距误差不得大于10cm；④周边眼位置在设计断面轮廓线上，允许沿轮廓线调，其误差不大于5cm，眼底不超出开挖断面轮廓线10cm；⑤内圈炮眼至周边眼排距误差不大于5cm；⑥当开挖面凸凹面较大时，应按实际情况，调整炮眼深度，力求所有炮眼（除掏槽眼和底板眼外）眼底在同一垂直面上。
隧道施工光面爆破参数选择与质量控制措施
隧道施工光面爆破参数选择与质量控制措施隧道施工最基本的任务是破碎岩体，以形成一个符合设计要求的断面，然后对隧道内部进行支护。
隧道内岩体的破碎，施工中常采用钻眼爆破掘进和掘进机掘进两种方法。
其中，钻眼爆破掘进占绝大多数。
钻眼爆破掘进的方式又分为普通爆破和光面爆破。
目前，在岩层比较稳定、层理和节理不发育，以及围岩比较完整的地质条件下，在隧道施工中应用光面爆破，是较为普遍的一种爆破方法。
一、光面爆破光面爆破也称密眼小炮爆破，是通过合理地选择各种爆破参数，在设计断面的轮廓线上布置间距较小、相互平行的炮眼，严格控制每个炮眼的装药量，选用低密度和低爆速的炸药，采用不耦合装药，同时起爆，使炸药的爆炸作用刚好产生炮眼连线上的贯穿裂缝，并沿各炮眼的连心———隧道轮廓线，将岩石崩落下来，这种人为控制爆破方法称为光面爆破。
光面爆破能使隧道围岩不产生或产生很少的爆震裂缝，保护了围岩的完整性，提高了围岩的稳定性和自身的承载能力，达到了安全可靠的目的；使隧道成形规整，尺寸达到设计要求，减少超挖或欠挖，节省因超挖、欠挖而增加的工程量和费用，提高工程速度和质量；光面爆破还能节省大量材料，降低了支护费用和在服务年限内的隧道维修费用。
二、光面爆破参数的选择爆破参数的选择直接影响着光爆效果，只有合理选取，才能达到围岩既不严重被破坏，又在周边眼间形成贯通裂缝，把光面层整齐地切割下来。
其主要参数为不耦合系数、炮眼间距、炮眼密集系数、起爆时差、炮孔装药量。
1、不耦合系数不耦合系数是指炮眼直径与装药直径之比，它反映炸药与孔壁的接触情况。
不耦合系数选取的原则，是使作用在孔壁上的压力低于岩石的抗压强度，而高于抗拉强度。
一般情况下，光面爆破采用的不耦合系数为1.5~2.5。
由于岩石的极限抗拉强度一般仅为岩石极限抗压强度的1/10~1/40，因此，随着不耦合系数的增大，爆轰波经空气压缩传递作用时间延长，炮孔周壁上的切向最大应力急剧下降，这种空气间隙即起到降低爆轰波强度的缓冲作用，而不易产生孔壁破碎现象。
隧道预留光爆层光面爆破工法
隧道预留光爆层光面爆破工法郭泽川一、前言隧道开挖中采光面爆破技术，既可节约成本，加快进度，又容易保证施工安全，开挖出来的隧道轮廊表面光华、圆顺。
近几年来我们在隧道施工中，结合地质条件、钻孔设备，不断摸索、完善，调整施工参数和工艺，找出一套经济、实用、应用范围广，又便于掌握的隧道光面爆破技术，经总结形成工法。
二、工法特点①工艺简单，便于操作，投入的机械设备少。
②可根据预留光爆层的爆破情况调整光爆参数，爆破效果好，作业效果高，炸药单耗小，经济效益显著。
③根据不同的围岩类别，施工方法转换灵活机动，对隧道施工的适用范围广。
④对围岩的扰动小，施工安全可靠。
三、适用范围本工法适用于Ⅲ类以上围岩采用钻孔台车或简易钻孔平台的单、双线铁路隧道、公路隧道、引水洞全短面开挖施工。
四、施工工艺中导洞超前，预留光爆层。
前后同时作业，复合式爆破。
（一）工艺流程见图1（二）施工要点1爆破设计（1）确定导洞的断面尺寸根据所施工隧道的地质条件、采用的施工设备、隧道的开挖轮廊尺寸等综合确定导洞的断面尺寸。
（2）确定导洞掌子面与光面爆破作业面的距离。
隧道的断面不同，采用的施工设备不同，导洞掌子面与光面爆破作业面的距离也不一样。
确定合适的距离使导洞与光面爆破同时作业时双方不受影响，提高作业效率，保证施工安全。
采用钻孔台架打眼时，两工作面距离12~17m为宜，采用钻孔台车施工时，以25~30m 为宜。
（3）导洞爆破设计采用常规的爆破方法来开挖导洞，关键是控制好爆破进尺。
而想获得大的爆破进尺的关键是选择合适的掏槽方式。
根据围岩类别和不同的导洞断面，可选择如下掏槽形式：①复式楔形掏槽这种掏槽形式是在浅眼楔形掏槽的基础上，进行双级甚至三级的掏槽，只要钻眼精确，按设计装药，一般均能得到良好的效果，且适用于不同围岩类别的中深眼隧道爆破。
②螺旅形掏槽可根据石质的软硬分别布置2~3个空眼，以作为1号炮眼爆破的临空面，起爆的顺序从1号眼开始，而后2号、3号、4号螺旅形进行，装药长度为炮眼深度的91%左右。