微差控制爆破在隧道掘进施工中的应用
光面爆破在秦屿隧道进口中应用
光面爆破在秦屿隧道进口中的应用摘要：根据隧道“新奥法”施工需要，通过光面爆破试验，得出围岩的科学合理的光面爆破设计参数，形成光面爆破的方案，提出光面爆破的施工工序。
控制欠超挖，确保初期支护和二衬厚度，降低工程成本，取得良好的效果。
关键词:光面爆破施工总结1 前言温福铁路福建段秦屿隧道位于福建福鼎市秦屿镇境内，隧道全长7127m，隧道最大埋深300米；进口起止里程为dk120+626~dk123+826，全长3200米，其中ⅱ围岩3130米、ⅲ围岩30米、ⅴ围岩40米。
隧道为铁路双线隧道，线间距为4.6m，设计行车速度为200km/h，并预留提速250km/h条件。
隧道采用复合式衬砌，包括初期支护、防水隔离层与二次衬砌。
秦屿隧道进口围岩主要为ⅱ级围岩，且采用全断面开挖，“新奥法”施工中采用光面爆破施工工艺，能够减少对围岩的扰动及降低爆破振动强度。
在隧道掘进中，边墙及拱顶的超、欠挖爆破对围岩的破坏深度，直接决定着掘进施工质量的高低和喷锚或衬砌支护工程量的大小，进而影响掘进施工的经济效益和隧道的使用寿命。
在隧道掘进，利用好光面爆破技术并尽可能提高光面爆破的质量是极为重要的。
2 光面爆破机理光面爆破常采用空气间隙不耦合装药结构，当相邻两炮孔中的炸药同时起爆后，爆炸冲击波压缩间隙内的空气，峰压急剧衰减后，作用于炮孔内壁，并转变为应力波在岩石中传播，相向传播的应力波会在两炮孔连心面中央相遇并叠加，从而形成一个最大主拉应力区，其方向垂直于连心面，它也是一个应力集中区。
因此，在采用不耦合装药结构和装药量适当的情况下，并且孔间距合理，又保证炮孔同时起爆，则炸药爆炸不会使炮孔壁破坏，而只在孔壁周围随机产生微小的径向初始裂纹，同时在炮孔连心面上产生最大拉应力区，然后初始裂纹在炸药爆炸产生的高温高压气体的“气楔”作用下，沿炮孔连心面扩展，直至相邻炮孔间的裂缝贯通，岩石断裂。
这就是通常认为的光面爆破的破岩机理。
3 光面爆破设计本隧道开挖采用新奥法施工，根据围岩不同分类对不同的岩性采用不同的爆破方法和技术参数，并通过对围岩进行施工监测，按照监测获得的数据及时对拟定的爆破参数进行修改，遇到断层破碎带和不良地质段，则加强喷锚支护甚至采用钢拱架等支护措施，从而减少了超挖和塌方，确保施工安全。
浅孔微差控制爆破技术在深基坑开挖中的应用
２４ 基坑拉槽爆破 ． 在基 坑西 端 的 中心 部 位 按 １． ｍ×５ ２ 的 范 围 ００ ．ｍ 拉槽 ， 为后 续 的爆 破形成 自由面 。中 间布置一排 空孔 作
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３ ８
西 部探矿 工程
２０ ０ ８年第 ２期
为临空面 ， 两侧 ０ ６ 的距 离 布置 两 排 掏 槽 眼 ， 辅 在 ．ｍ 在 助孔 外侧 布置正 常 台阶炮 孑 。孑 距 和 孑 深 均按 正 常 台 Ｌ Ｌ Ｌ 阶爆破 参数选取 。起爆时 掏槽 眼最先 起爆 ， 余炮孑 逐排 Ｌ 起爆 。详见 图 ２ 。
２ ２ 爆 破参 数选 取 ．
炮孔直径 ｄ ０ ｍ； ＝４ ｍ 台阶高度 Ｈ—１２ ．ｍ； ． ～１５ 最 小抵抗线 ｗ ． ｍ； —１０ 孔距 ａ ． ｍ； —１ ２ 排距 ｂ＝ ． ｍ； ＝ １Ｏ 孔 ＝ 深 Ｌ—１ ５ 超深 ｈ ． ｍ； ． ｍ； 一０ ３ 炸药 单 耗 ： 据 岩 石 性 质 根 取 ｋ ． ｇ ｍ。单 孔 装药 量 ： ＝ｋ ｂ ＝０ ４ｋ ／ ； ｑ ａ Ｈ＝０ ４ １ ２ ．× ．× １０ ． 一Ｏ ５ ｋ ￣ 塞长 度 ： ＝ ． ｍ； 孔方 式 ： ． ×１ ２ ． ８ ｇ 堵 Ｉ ＝ ７ 布 ＝ Ｏ 采
动爆破参数的选取 、 爆破振动、 爆破 飞石预防和控制的经验和认识 。
关键词 ： 基坑 开挖 ； 差爆 破 ； 全 微 安
中图分 类号 ： Ｄ２ ５ ３ 文献标 识码 ： 文章 编号 ：Ｏ ４ ５ ｌ （ Ｏ ８ Ｏ 一 Ｏ ３ 一Ｏ Ｔ ３． Ｂ ｌＯ— ７ ６２Ｏ ） ２ Ｏ ７ ３
１ 概 述
北侧 最近 建筑 物约 ２ｍ， 制爆破 振 动是 整个 施工 安全 ０ 控
２ 基 坑开挖 技术
图 １ 开 挖 顺 序 示 意 图
隧道工程进出洞施工方法及要点
隧道工程进出洞施工方法及要点1.1.1设计优化根据项目进场后对洞口位置复勘的结果，焦树坪隧道出口地形与原设计严重不符，出口左右洞均位于陡峻峭壁位置，悬壁临河，现场地形十分复杂，具备山陡、沟深、谷窄、临路、近水等特点，隧道进洞施工条件极差。
图4-12 隧道洞口位置三维地形图隧道右洞洞口位于50m高陡峻峭壁位置，下临河道，与河道高差约50m，水平距离约43m，且洞口深入岩体6m，洞口段埋深约20m，隧道不具备直接进洞条件，围岩实际为中风化片麻岩，灰绿色、灰黄色，完整性较好，片麻状构造，节理裂隙较发育。
如按原设计方案施工，存在以下问题：（1）隧道洞口位于山体内，洞口边仰坡爆破开挖方量大，约2400m³，将对山体结构破坏严重，施工耗时较长，对其他工程干扰极大，安全风险极高。
（2）削坡后隧道洞口缺乏作业平台，受洞口场地限制，无法进行大管棚作业、正常进洞施工和二衬台车拼装等。
针对现场问题，通过动态的设计和合理的方案应用，彻底解决陡峻峭壁位置隧道进洞问题。
（1）将洞口大开挖设计优化为“隧道延长+倒削竹洞门”形式，为避免大规模的山体爆破开挖，实现隧道“早进洞”，将隧道暗洞进行3m延长，从而减少开挖方量，同时将洞门形式调整为倒削竹，避免了端墙式洞门墙趾对桥台背墙的影响。
焦树坪隧道右洞1:0.3便道营盘河大桥0#台图4-13 隧道洞口段调整后示意图（2）采用小型钻孔机具进行“分层分段爆破”技术，施作洞口5m 小平台；同时根据洞口围岩较好情况，通过动态设计将超前大管棚变更为双层超前小导管，利用洞口小平台，完成超前作业，保证进洞时间和安全；并采用洞渣进行多级挡墙砌筑和回填，扩宽洞前平台至13m ，解决陡峻峭壁位置进洞难题，实现了资源的合理利用。
（3）在洞前短平台问题（洞前平台仅13m ）上采用二衬台车“逐段拼装逐段进洞”技术，降低了交叉作业造成的施工干扰，解决了短平台二衬台车拼装难题。
1.1.2边仰坡施工1.1.2.1 分层分段爆破削坡流程图图4-14 分层分段爆破削坡施工工艺流程图1.1.2.2 测量放样按照变更后图纸中给定的洞口边仰坡坡率、平台宽度、明暗洞交界点、边仰坡起点设计高程、宽度，同时结合实际情况，进行洞口边仰坡开口线测量放样。
中深孔微差控制爆破在城市土石方开挖中的应用
５ ． １ 爆破 震动 安全距 离
根据爆破震动安全距离计算式 ： Ｖ＝Ｋ（ Ｃ Ｃ／ Ｒ）
式中： Ｒ —— 爆破 安全 距离 ， ｍ； Ｑ一 最 大一段 装药量 ， ｋ ｇ ；
— —
爆 破震动 安全 速度 ， ｃ ｍ／ ｓ ；
（ ８ ） 炸药单耗 ｑ ： ｑ —Ｑ １ ／ ａ ｂ Ｈ＝Ｏ ． ４ ５ ｋ ｇ ／ ｍ ３ 。 ３ ． ３ 炮孔布 置 炮 孔采 用梅花 形布 置 ， 孔 间距 为 ３ ｍ， 排距为 ２ ． ５ ｍ，
３ ． １ 爆破 器 材
选用 ２号铵油 炸药 （ 粉状 ） 、 Ｅ Ｌ系列乳 化炸 药 、 非 电 毫秒 雷管 、 塑料 导爆 管 、 联 通器 （ 四通 ） 。 ３ ． ２ 爆破 参数
仅周 围建筑物及构筑物 、 管线管道未受损坏 ， 而且周边 居民生命及财产安全也得到了保障。
１ 工程 概况
（ １ ） 台阶高度 Ｈ： 为便于爆破后石渣适合挖掘机挖 装和控制爆渣坍塌范围 ， 台阶高度控制在 １ ０ ｍ左右， 即
Ｈ一１ ０ ｍ。
温岭市中华北路、 塔下山土石方工程属该市的重点 工程 ， 位 于 温岭 市 城 区， 南北 长 约 ｌ ｌ ０ ０ ｍ， 东 西 长 约 １ ５ ０ ０ ｍ， 最大高程为 ９ ７ ． ３ ｍ， 最大开挖高度约 ８ ４ ． ６ ｍ， 土 石方 爆破 开挖 总量 约 ９ ５ ６ ×１ ０ ｍ３ ， 工期为 ９ ８ ０ ｄ 。山体 开掘 后形 成 ４ ． ６ 万 余平方 米 路堑 边坡 ， 为减 小爆 破震 动 对堑 边坡 稳定 的影 响 ， 边 坡 部分 土石方 采用 光 面爆 破开 挖 。本工 程岩 体 主要 由块状 流纹 质 晶屑熔结 凝 灰岩 、 晶 屑玻 屑熔 结凝灰 岩 组成 ， 裂 隙较 发育 ， 质地 坚硬 ， 坚 固性 系数 ｆ ＝６ ￣８ 。
隧道开挖爆破施工方案
4.1洞身开挖4。
1。
1隧道洞身开挖工艺首先必须根据围岩类型选择合适的断面开挖方法,Ⅰ～Ⅲ级围岩可采用全断面法开挖；对于Ⅳ、Ⅴ级围岩可采用台阶法、单侧壁导洞法、双侧壁导洞法等进行全断面开挖或采用半断面开挖的方法.对于Ⅳ、Ⅴ级围岩采用全断面开挖时，各种方法均存在开挖与支护互相干扰的情况，要注意完善施工组织和管理,严格遵循“短进尺，弱爆破”的原则,减少对围岩及已施工的支护的扰动。
当采用半断面开挖方法时，下半断面开挖厚度及用药量要严格控制，减小扰动，防止拱部围岩失稳。
同时按设计及施工规范要求对水平收敛值、拱顶下沉值进行严格监控量测，并将量测结果及时反馈、指导施工。
尤其对于不良地质地段,在开挖前必须用地质雷达、超前小导坑等方法做好超前地质预报工作，同时做好预加固、预支护等辅助施工措施.其次，隧道开挖一般采用钻爆法施工，应根据围岩类型选择合适的施工工艺。
对于硬岩应采用光面爆破,注意以下几点：①放样准确，②打眼准确，③周边眼采用小直径或间隔装药，④全断面施工的微差控制爆破技术,⑤定期和及时检查断面，以便及时反馈、调整；对于软岩应采用预裂爆破，注意以下两个方面：（1)根据现场爆破成缝试验确定预裂孔间距﹑孔径和线装药密度（即单位长度钻孔的装药量)，及药卷直径小于孔径的不偶合装药方式的装药不耦合系数；（2)确定预裂爆破各参数后，要严格控制预裂孔的成孔质量①预裂孔的角度不能超过允许范围，否则需废孔移位重新开孔；②预裂孔的孔间距要满足爆破设计要求，若孔间距过大，则进行插孔处理；③预裂孔的孔深要满足爆破设计要求，末达规定深度须进行补钻。
4。
1。
2爆破参数计算钻爆作业必须按照钻爆设计时行钻、装药、接线和引爆,同时应满足钻眼爆破施工开挖的质量要求。
在施工作业中要充分考虑岩石的抗爆性,炸药品种及用量计算，炮眼（临空眼、掏槽眼、扩槽眼、掘进眼、内圈眼、底板眼、周边眼)布置、布置形式和炮眼数量、直径、长度、深度和角度,装药量和装药结构，起爆方法和爆破顺序、起爆网络，凿岩机的台数安排，钻爆参数的选择等，然后再进行爆破设计.4.1。
非电毫秒雷管爆破施工方案
非电毫秒雷管爆破施工方案一、爆破参数桩基入岩爆破参数不同于自由面大的隧道爆破参数，但可参照矿山竖井开挖时的一些爆破参数。
其实际值应根据所爆破的孔桩直径、岩石的物理力学性能、岩石的风化程度、岩石的结构组分、内聚力、裂隙性、特别是岩石的变形性及其动力特性、以及所用炸药的性能来确定，非电毫秒雷管只适用于无瓦斯及粉尘的环境，遇瓦斯、粉尘环境仍采用电雷管。
1、单位用药量系数孔桩入岩爆破的岩石为中、微风化，孔桩直径为Ф1.2-1.8m，周边对所爆破岩石的约束力大。
根据孔桩工程入岩的爆破参数类比、修正，得出单位用药量系数K如下表：2、炮眼间距孔桩入岩采用手持式气动凿岩机钻眼，炮眼直径d=32-42mm，间距按a=（15-20）d布置，即a=500-800mm。
3、炮眼深度与循环进尺在小直径孔桩入岩爆破中，岩石的周边夹制力大，炮眼利用率低。
一般炮眼深度L 取孔桩直径D 的0.6-0.8倍，即L=（0.6-0.8）D 。
其中掏槽眼应比周边眼加深100-200mm 。
孔桩爆破炮眼利用率η一般可以达到85-95%，则循环进尺L ˊ=ηL=（0.85-0.95）L 。
4、炮眼布置在小直径孔桩爆破中，工作面通常按掏槽眼4-6个，周边眼7-13个。
其中掏槽眼按照锥形布置，倾角10-15°；周边眼多用垂直眼，距孔桩护壁100-200mm 均匀布置。
5、装药量计算（1）计算最佳微差间隔时间△t=K 1·WK 1---由岩石特性决定的系数，对坚硬岩石K 1=3,对松软岩石K 1=6；W---最小抵抗线，m根据地勘资料，取K 1=3；W=4m（2）计算爆破允许最大用药量()21α•=c d K R Q ， Q m ——微差爆破最大允许药量，kg ；Q 1——允许齐发爆破的最大药量，kg ；Kc ——依所保护的建筑物地基土而定的系数，坚硬有裂隙的岩石，Kc=5.0；α----依爆破作用而定的系数，当n ≤0.5时为1.2；n=1时为1.0；1m Q 0.65N Q •=n=2时为0.8；n≥3是为0.7；为减弱抛掷α取1.2；R d---爆破点距建筑物的安全距离，取10m；N---微差爆破的段数，分3个段数进行爆破。
赣鄂隧道快速施工的关键技术
控制赣鄂隧道快速施工的关键工序庄全贵[摘要]赣鄂隧道通过合理的钻爆设计、混合式的通风方案及优化二次衬砌施工方法等措施，创造了隧道连续8个月成洞米超过200米的成绩。
文章着重介绍了开挖钻爆、通风排烟、二次衬砌等控制长大隧道快速施工的关键工序。
关键词:隧道快速施工关键工序一.工程概况赣鄂隧道是江西省重点建设项目武吉高速公路的重点工程,地处江西武宁县与湖北阳新县交界处，穿越幕阜山脉。
设计为分离式四车道高速公路隧道,其中江西境内左线隧道长3886m，右线隧道长3917m 。
江西段设计未设竖井、斜井、平导等辅助坑道，采用单口掘进施工。
江西境内位于江西省九江市武宁县罗坪镇，地形复杂。
隧道设计为净跨10.75m，净高6.5m的三心圆曲墙半圆拱，二次衬砌混凝土厚度0.3m~0.5m。
洞口段为裸露强风化岩石，洞身围岩以较坚硬花岗岩为主。
在赣鄂隧道施工中，洞身段采用了全断面新奥法施工原理，充分利用机械配套设施，通过科学组织与管理，实现了快速施工。
由于隧道的开挖、初期支护、二次衬砌、路面施工及附属施工等均影响着隧道施工的整体进度。
针对赣鄂隧道的实际围岩情况，保证开挖和衬砌的相辅相成，及时地跟进二次衬砌，就成了保证隧道掘进持续和整个施工良性循环的关键。
通过合理的钻爆设计缩短施工时间、压入式和射流风机结合的通风方案减少排烟通风时间及优化二次衬砌施工方法加快二衬循环等措施，创造了双洞连续8个月成洞米超过200米的成绩。
二、控制赣鄂隧道快速施工的关键工序（一）、赣鄂隧道的钻爆1、光面爆破的特点隧道工程在爆破时往往不能得到表面平整的坑道轮廓线，由于施工时不愿欠挖而常造成较大超挖，欠挖也难免产生，因而给施工带来了困难和加大了工作量。
为使开挖轮廓表面平顺，减少超欠挖、减小爆破对围岩的扰动，以及喷锚支护等的需要，可采用光面爆破，避免补炮造成开挖时间的延长。
2、光面爆破方案的确定目前，较大断面公路隧道光面爆破施工一般有两种方法：预留光爆层法和全断面开挖法。
宽孔距、小抵抗线微差控制爆破技术应用
宽孔距、小抵抗线微差控制爆破技术应用摘要：本文简述了露天矿爆破时影响爆破效果的因素，提出了提高爆破质量的一些常用方法。
其中采用合理的爆破参数，爆破方法等对于提高爆破质量具有重要作用，进而提高其他采掘设备，运输设备的效率。
关键词：宽孔距；爆破质量引言弓长岭露天铁矿是目前弓长岭地区最大的露天矿，弓长岭露天铁矿是国内著名的大型露天铁矿，隶属于鞍钢集团矿业公司弓长岭矿业公司，矿区占地面积1446.78万平方米，包括独木、大砬子、何家3个采区，主要产品为铁矿石。
矿区西南距鞍山市69公里，西北距辽市39公里，矿区毗邻本辽辽高速公路，有专用宽轨铁路与辽溪线相接。
宽孔距、小抵抗线爆破是在保持炮孔负担面积不变的前提下，加大孔距、减少抵抗线，即增大密集系数的一种爆破技术。
该项技术无论在改善爆破质量，还是降低单耗、增大延米爆破量方面都表现出巨大的潜力。
该技术在弓长岭露天铁矿爆破生产实践应用中取得了良好的效果，块度均匀，根底率降低，取得了明显的综合经济效益。
一、宽孔距爆破机理（1）增大爆破漏斗角，形成弧形自由面，为岩石受拉伸破坏创造了有利条件。
在炮孔负担面积不变的情况下，减小最小抵抗线，则爆破漏斗角随之增大。
由于每个爆破漏斗增大，就为了后排孔爆破创造了一个弧形且含有微裂隙的自由面。
实验表明：弧形自由面比平面自由面的反射拉伸应力作用范围大，有利于促进爆破漏斗边缘径向裂隙的扩展，破碎效果好。
（2）防止爆炸气体过早泄出，提高了炸药能量利用率。
由于孔距增大，爆炸气体不至由于相邻炮孔之间的裂隙过早地贯通而逸散，提高了炸药能量利用率。
（3）炮孔间应力叠加作用减弱，使单孔的径向裂隙、环装裂隙得到充分发育，有利于改善岩石的破碎质量。
[1]（4）增强辅助破碎作用。
由于抵抗线减小，弧形自由面的存在，既可使拉伸碎片获得较大的抛掷作用，又可延缓爆炸气体过早逸散的时间，使其有较大的能量推移破碎的岩体，有利于岩块的相互碰撞，增强了辅助的破碎作用。
秦岭终南山特长隧道施工环境保护对策
25～35
1. 6 23. 2 21. 7
于实施喷锚与开挖在 10 m 长范围内同时作业 ,提高 了施工进度 。在 2002 年 5 、6 、7 、8 四个月中月掘进 进尺均超过了 500 m ,且 7 月份创造了 602. 8 m 的 月掘进最高纪录 ,这与采用湿喷技术是分不开的 。 3. 4 防止水污染的措施
(5) 提高油料燃烧率 ,减少尾气有害成分的含 量 。为提高燃料的燃烧率 ,在出碴车及装载机 、挖掘 机进气孔设增压阀 ,以增加进氧量 ,使油料燃烧更加 充分 。在排气管处增加过滤器 ,将尾气中有害成分 过滤掉一大部分 。仅增设过滤器就投入 60 余万元 , 经测定 ,尾气减少了 40 %～50 % ,而其功率降低了 10 %～15 %。虽然投入增加 ,但空气中的有害成分 减少了 ,施工环境改善了 ,提高了整体工作效率 。
Measures for the construction of t wo over - crossing tunnels with small spacing
秦岭终南山特长隧道施工环境保护对策
图 2 秦岭终南山公路东线中铁十八局管段通风示意 Fig. 2 Ventilation scheme of t he tunnel section excavated by No. 18 Bureau of China Railway Construction Corporation
项目 SO2 H2 S 氨 气温
标准
≤15mg/ m3 ≤10mg/ m3 ≤30mg/ m3
≤28 ℃
3 环境保护措施
3. 1 弃碴处理措施
(1) 利用弃碴加工施工原料 ①秦岭终南山隧道的岩石为花岗岩和片麻岩 , 单轴抗压强度为 35～255 MPa ,属特硬岩 。施工过 程中在洞口 800 m 处建碎石加工厂 ,用 15 万方弃碴 加工成 0. 5～1 cm 及 1～4 cm 的碎石 ,用来作喷锚 及衬砌用的粗骨料 。这样 ,既有效地处理了弃碴又 节省了大量的原材料 ,并缩短了弃碴运输距离 。经 分析 ,加工碎石的成本为 28 元/ m3 ,而外购碎石的价 格为 40 元/ m3 ,因此可节省生产成本 180 万元 ,同时 节省运输成本 30 万元 ,经济效益是相当可观的 。 ②从弃碴中挑选出 2. 6 万方块石用于弃碴场的 挡墙挡护工程的砌料 ,避免了从采石场运料 ,既保护 了环境又节省了投入 。 (2) 秦岭终南山隧道出口弃碴场设在洞口上游 太峪河河滩 ,占坡地及旱地 113 亩 ,填平后复垦平地 81 亩 。弃碴坡脚增设挡墙 ,挡墙形式如图 1 ,沿挡墙 纵向每隔 15～20 m ,设一道宽 2～3 cm 的伸缩缝和 沉降缝 。墙身高出正常水位部分 ,交错设置泄水孔 , 并为防止水流冲刷墙基 ,在墙址处码砌片石混凝土 , 砌块尺寸 (宽 ×长 ×高) 分别为 1 m ×2 m ×1 m (上 层) 、2 m ×3 m ×1 m (下层) ,以确保弃碴稳定 ,从而 避免造成泥石流等危害 。弃碴填平后 ,先填 25 cm 厚黄土并压实作为隔水层 ,再填 50 cm 厚素土 ,对坡 面外露部分填 20 cm 厚素土 ,并撒上延地面生长的 草种 ,以保护坡面 ,确保水土保持 。
隧道爆破设计
隧道爆破设计(1)爆破设计的原则尽量提高炸药能量利用率，以减少炸药用量。
采用光面爆破，要求炮眼痕迹残留率硬岩±90%；中硬岩±80%；软岩三60%。
减少对围岩的破坏，控制好开挖轮廓。
合理设计起爆顺序，提高光爆效果。
在保证安全的前提下，尽可能提高掘进速度、缩短工期。
掏槽及底板眼按抛掷爆破设计，采用楔形掏槽法，及充分利用楔形掏槽的易抛掷来减轻震动，保持围岩稳定。
其它炮眼采用浅孔微振动控制爆破，在保证爆破效果的前提下，尽量减少炮眼的炸药用量。
采用微差爆破，减少对围岩的扰动及降低振动强度，采取光面爆破。
(2)爆破参数的选定在进行钻爆参数设计前，先用工程模拟法初选爆破参数，再在洞外做单段爆破漏斗试验及三眼爆破成缝试验，通过现场的试验确定有关爆破参数。
结合隧道工程地质情况及类似工程施工经验进行爆破设计。
光面爆破参数见表3-1。
3)爆破器材的选定炸药选用2号岩石硝铵炸药，其规格为©25X200、©32X200两种。
有水地段选用乳化油炸药。
采用©32直径药卷，周边眼采用高效能控制爆破劈裂管耦合连续装药，其余眼采用集中装药，炮眼堵塞采用水压爆破技术堵塞,非电毫秒雷管起爆，火雷管引爆。
施工中根据地质变化不断调整爆破参数，以取得良好的光爆效果。
(4)钻爆作业施工工艺钻爆作业工艺框图见图3-1o图3-1光面钻爆作业施工工艺框图(5)钻爆施工①开挖准备风、水、电就绪，施工人员、机具准备就位。
②测量放线洞内导线控制网测量采用全站仪进行。
施工测量采用光电测距仪配水准仪进行。
测量作业由专业人员实施，每排炮后进行设计规格线测放，并根据爆破设计参数点布孔位。
周边轮廓线的放样允许误差应控制在土2cm以内。
断面测量滞后开挖面10〜15m,按5m间距进行，每个月进行一次洞轴线及坡度的全面检查、复核，确保测量控制工序质量。
③钻孔作业全断面法施工时，使用凿岩台车钻孔。
上下台阶法施工时，上台阶采用风钻人工钻孔，下台阶采用凿岩台车钻孔。
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微差控制爆破在隧道掘进施工中的应用
发表时间：2018-12-27T11:35:04.500Z 来源：《基层建设》2018年第32期作者：逄凤吉
[导读] 摘要：随着电子雷管的生产成本降低和普及度越来越广，微差控制爆破被广泛地应用到隧道爆破施工现场，以确保周围建筑的安全，并减小爆破振动的危害。
深圳市和利爆破技术工程有限公司广东深圳 518000
摘要：随着电子雷管的生产成本降低和普及度越来越广，微差控制爆破被广泛地应用到隧道爆破施工现场，以确保周围建筑的安全，并减小爆破振动的危害。
目前爆破工程界对微差控制爆破的研究较少，爆破设计多是依靠工程经验进行，往往会导致在隧道掘进工程中出现爆破效果不理想的情况。
因此，开展微差控制爆破的研究具有重要的理论意义和工程应用价值。
本文首先概述了微差控制爆破的作用机理和优点，然后对电子雷管的爆破减振方式进行了分析，最后，结合微差爆破作用机理和实践经验，可建立了合理微差延期时间的计算模型，有助于微差控制爆破在隧道掘进施工中的应用。
关键词：隧道掘进；微差控制爆破；电子雷管；微差延期时间；
1引言
近年来，随着电子雷管的研发，爆破炮孔的延期时间能够实现更精确的控制，使得微差爆破技术被广泛地运用到各项爆破工程。
一方面是由于微差控制爆破可以提高岩石破碎质量，加快施工效率。
另一方面通过微差爆破可以减小爆破产生的振动，降低爆破的危害。
本研究着眼于隧道掘进工程中微差爆破技术的应用，对微差控制爆破的作用机理和优点、爆破减振方式和合理微差间隔时间的计算进行了详细介绍与分析。
2微差控制爆破的作用机理和优点
相比于齐发爆破，微差爆破是将一次爆破的总药量分成多次爆破，这样做不仅能提高爆破效果，而且降低了爆破振动危害。
微差爆破的机理和优点可以归纳为以下几个方面：
（1）相邻应力波的有效叠加。
齐发爆破时，由于应为波的叠加作用，在围岩的某些区域会形成应力的高度集中，而另一些区域则会形成应力减弱区甚至无应力区。
从而容易产生洞渣及导致局部欠挖。
微差爆破时，先起爆的炮孔在围岩内形成应力场后，在其产生的应力作用尚未完全消失之前，后起爆的炮孔立即起爆，起到了应力波叠加作用，同时又避免了无应力区的出现，有利于岩体的破碎。
另一方面，微差爆破在时间上使炸药能量分散，引起的应力波存在一定的相位差，有效避免了峰值振动的叠加，从而有效的降低了爆破产生的振动。
（2）爆破自由面的数量增加。
在岩石爆破过程中自由面越多越大，则爆破效果越好、爆破振动效应越低[1，2]。
齐发爆破时，所有炮孔仅有一个自由面，因此岩体的破碎效果差，且爆破振动大。
微差爆破时，先起爆的炮孔在围岩内形成了破碎区，为后起爆的炮孔增加了自由面，使爆破效果大幅改进。
同时，爆破振动强度也随之减小。
3.微差爆破减振控制
微差爆破的减振效果的实现主要是得益于电子雷管在起爆中的应用，通过专用起爆器可以对单次爆破的所有电子雷管的延期进行设置，从而达到爆破减振目的。
隧道掘进施工中常见的电子雷管主要有两类，一类是在出厂前已预先设置延期时间，延期时间无法更改；另一类是可以根据现场情况设置延期时间。
由于施工现场条件各异，目前隧道爆破中最常使用的电子雷管类型为第二类。
理论上，可以采用两种方法进行爆破减振：半周期减振和周期减振。
3.1半周期减振
半周期减振即设置相邻炮孔的延期时间为（为波形主振相的周期）。
理论上认为相邻炮孔产生的应力波的主振相的相近，为使得应力波的波峰和波谷相遇，从而降低爆破对被保护工程和建筑的危害，应当设置相邻炮孔的延期时间为应力波主振相的周期的一半。
但是由于不同类型炮孔（如掏槽孔、辅助孔和周边孔等）的爆破参数不相同，因此应力波主振相的周期也会不同，所以对于不同类型的炮孔要分别设置延期时间。
另一方面，由于应力波的传播还受到工程现场环境、隧道埋深等多种因素影响，采用半周期减振并不能达到理想效果。
3.2周期减振
周期减振即设置相邻炮孔的延期时间为（为波形主振相的周期）。
目的是将相邻炮孔的延期时间增大，从而错开相邻应力波的主振相，有效的避免应力波发生主振相叠加。
但若设置的延期时间过长，各炮孔即为独立起爆，不能实现应力波的有效叠加作用，失去微差爆破意义，导致岩石破碎效果较差。
因此在实际施工中，为兼顾爆破振动控制和破岩效果，要确定一个适合工程现场的合理延期时间。
4.合理微差延期时间的确定
合理延期时间的确定决定了微差爆破效果的好坏[3]。
根据上述的微差爆破作用机理，可知微差爆破的合理延期时间是体现岩体破碎效果和减振效果最好的微差爆破间隔时间。
合理延期时间的选取原则和计算方法与微差爆破作用机理密切相关。
4.1合理微差延期时间的选取原则
（1）应力波叠加原则。
在微差爆破中，当后起爆的炮孔较先起爆的炮孔延迟起爆时，先爆药包在岩体中产生的振动效果没有完全消失，后续药包是在相邻先爆药包的预应力作用状态中起爆的，从而强化了后续药包对周围岩石的爆破作用，使爆破破碎效果得到改善。
（2）形成新自由面原则。
对于波阻抗大的岩石类介质，反射拉伸波是使其发生破坏的主要因素，先起爆的药包形成的新自由面，有利于后起爆的药包在爆破过程中产生反射拉伸应力波，从而提高了岩石破碎效果。
（3）减少爆破振动原则。
为了达到爆破保护效果，最佳的延期时间应该避开先爆和后爆炮孔产生的应力波的峰值叠加。
4.2合理微差延期时间的计算模型
根据隧道爆破时不同类型炮孔的特点可知，第一圈掏槽孔起爆时只有一个自由面，其他类型的炮孔都有两个或以上的自由面，因此隧道掘进爆破的关键技术是掏槽孔爆破[4]。
主要通过研究岩石爆破的物理过程来优化掏槽孔与辅助孔之间的延期时间。
为充分利用应力波叠加效果，以及充分利用掏槽时所产生的新自由面和补偿空间，同时能避开应力波的峰值叠加。
因此，合理的微差时间应保证可利用辅助孔的爆炸应力波破碎槽中岩石，并且形成新自由面时槽中岩石能刚好抛出原岩一定距离。
为了满足要求，合理微差延期时间应包括掏槽孔爆破的岩石破碎时间和碎块的抛掷时间。
碎块的抛掷时间该距离的确定可以根据实际情况确定一个取值范围因此，掏槽孔与辅助孔之间的合理延期时间的计算模型为：
式中，、、分别为掏槽孔爆轰阶段的时间、掏槽孔岩石破碎阶段的时间、掏槽孔内破碎岩石被抛掷的距离的时间；、分别为辅助孔
爆轰阶段的时间、辅助孔应力波到达新自由面的时间。
将具体工程实际中不同爆破方案所确定的数据参数代入上述的计算模型即可得到合理的延期时间。
5 结束语
随着我国城市建设和基础工程的发展，隧道掘进技术也需要不断提升。
微差控制爆破技术以其优良的爆破效果被广泛地接受和应用，但是目前对微差控制爆破的机理和理论研究尚有待完善。
因此，要满足我国基层建设快速发展的技术需求，就必须加大对微差爆破技术研究的投入，克服施工技术困难，加强对微差爆破关键环节与重点要素的重视程度。
参考文献：
[1] 陈星明．自由面对爆破地震强度影响的试验研究．爆破2009，26（4）：38-41．
[2] 张建平．自由面数量对爆破振动规律影响实验研究．现代矿业，2009（483）：46-48
[3] 宗埼．合理延迟时间的理论分析和试验研究. 中国矿业大学学报，1998，27（1）：86-89
[4] 高全臣，张金泉. 煤矿爆破实用手册. 北京：煤炭工业出版社，2008：291–292.。