光面爆破技术在“东山隧道工程”中的应用

光面爆破技术在“东山隧道工程”中的应用

发布者：李坤发布时间：2005-12-6 13:28:00

内容摘要

光面爆破技术

在“东山隧道工程”中的应用

李坤

中国第三冶金建设公司机械化道桥工程公司

[摘要]光面爆破的新技术在鞍山市东山隧道改扩建工程中应用，一方面可以实现“新奥法”施工理论的“保证围岩整体性，充分发挥围岩自撑能力”的指导思想；另一方面可保证开挖质量，不至造成由于过大的超、欠挖而导致岩体开挖后出现应力集中的现象。

[关键词]光面爆破技术工程中应用

正文

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前言

60年代初~70年代初，瑞典在地下爆破中广泛的采用光面爆破技术，我国在广泛采用前，一直延用普通爆破方法，后经过多次推广，耐心细致宣传，反复提高认识，观摩一些成功工程后，才逐步扩大使用范围，该项技术于70年代后在我国普遍推广。2004年我公司承建了鞍山市东山隧道改扩建工程，根据地质条件状况，在岩体较好的地段，隧道开挖采用全断面开挖、光面爆破的新技术。一方面可以实现“新奥法”施工理论的“保证围岩整体性，充分发挥围岩自撑能力”的指导思想；另一方面可保证开挖质量，不至造成由于过大的超、欠挖而导致岩体开挖后出现应力集中的现象。

一、光面爆破的特点

光面爆破亦称“密眼小爆破”，就是通过控制爆破的作用范围和方向，使爆后的岩石光滑、平整，防止岩面开裂，以减少超、欠挖和支护的工程量，增加岩壁的稳固性，减少爆破的整动作用，进而达到控制岩体开挖轮廓的技术。它通过合理地选择各种参数，严格控制装药量，科学布置各种眼孔，按照一定的顺序装药、起爆，以及利用岩石抗拉强度远远低于其抗压强度的特性，可以有效的组织爆破应力。光面爆破与普通爆破相比有如下特点：

1、周边轮廓线较精确的符合设计要求。

2、爆破后的岩面光滑平整，肉眼几乎看不到爆破裂隙，可保持围岩的整体性和稳定性，有利于施工安全。

3、可减少超挖或欠挖，节约装运费用，使回填支护等工程量和费用降低。

4、光面爆破与普通爆破相比，可节省炸药15%左右。

5、抗震性能好。

二、光面爆破适用范围

光面爆破适用范围非常广泛，在国防坑道井巷、铁路隧道、公路隧道、水工水电隧道、以及其他边坡等工程建设中起着非常重要的作用。特别是近20年来，光面爆破技术有了长足发展，取得了巨大的经济效益、安全效益和其他综合效益，从根本上取代了传统的，比较“少、慢、差、费”的掘进方法—普通爆破法。

三、光面爆破机理

（一）应力波叠加作用理论

该理论认为，当同时起爆的相邻炮孔之间产生的应力波，在炮眼连心线的中点相遇时，

便产生波的叠加，于是垂直连心线中点的方向上生成合成拉应力，如图1所示。如果合成拉应力值超过岩石的极限抗拉强度时，两个炮眼中间首先产生裂隙，然后沿连心线向两个炮眼方向发展，最后形成断裂面。

（二）静压力作用理论

该理论认为，由于空气间隙的缓冲作用，使作用于眼壁的冲击波波峰压力消失，然而爆轰气体产物在眼内却能较长时间地维持高压状态。在这种准静压力的作用下，在炮眼连心线上产生非常大的切向拉伸应力，而且在连心线与眼壁相交处产生最大的应力集中，如图2所示。两个炮孔越接近，应力集中越显著。因此，在眼壁上应力集中处首先出现拉伸裂隙，然后这些裂隙沿炮眼连线向外延伸，而形成平整的断裂面。

图1 应力加强的分析图2 拉伸应力集中

（三）应力波和爆轰气体共同作用理论

该理论认为，首先，在最先起爆的装药眼的应力波的作用下，不仅在装药孔周围，而且在相邻孔的壁面上，沿着预裂面生成封闭裂逢。随后在已生成此裂缝的装药孔内起爆炸药，使封闭裂缝进一步扩展，沿预裂面扩成很长的裂缝，而其它方面产生的裂缝则不多。同时，随着该装药孔的爆炸，还使相邻装药孔周围生成新的裂缝。于是，在后继装药依次起爆的情况下，先爆装药孔使后爆炮孔周边边沿预裂面生成封闭裂缝。随后起爆这些炮孔，使封闭裂缝沿预裂面越来越大。这种应力波所生成的裂缝，是在起爆后几毫秒之内完成的。在应力波生成裂缝结束瞬间，还有相当大的爆炸气体压力作用于所有装药孔内壁。在各孔内的爆炸气体压力作用下，封闭裂缝将沿各孔的连线得到进一步扩大，结果使各封闭裂缝相互贯穿，形成一条贯通裂缝，岩石便沿着这一裂缝裂开。

四、光面爆破参数

为获得良好的光面效果，可选用低密度、低爆速、高体积威力的炸药，以减少炸药爆轰波的击碎作用和延长爆炸气体的膨胀作用时间，使爆破作用呈准静压状态。故应尽量使用光面爆破专用药卷，以获得预期效果。

1、不偶合系数。合理的不偶合系数应使炮孔压力低于孔壁岩石的动抗压强度而高于动抗拉强度。不偶合系数通常采用1.1~3.0，其中以1.5~2.5用的较多。

2、光面炮孔间距a。一般为孔眼直径的10~20倍。在节理裂隙比较发展的岩石中应取小值，整体性好的岩石可取大值。

3、最小抵抗线W。光面层厚度或周边眼至相邻辅助眼间的距离是光面爆破的最小抵抗线，一般应大于光面孔眼的间距。

4、炮孔密集系数m。m值过大时，爆后可能在光面眼间的岩壁表面留下岩埂，造成欠挖；m值过小时，则会在新岩壁面上造成凹坑。实践表明，当m=0.8~1.0时，光爆效果较好；硬岩取大值，软岩取小值。

5、线装药系数。又叫线装药密度和装药集中度，它是指单位长度孔眼中装药量的多少（g/m或kg/m）。为了控制裂缝的发展，保持新壁面的完整稳固，在保证沿孔眼连线破裂的前提下，应尽可能减少装药量。软岩一般用70~120g/m，中硬岩为100~150g/m。硬岩为150~250g/m。

6、起爆间隔时间。实险研究表明，齐发起爆的裂缝表面最平整，微差起爆次之，而秒延期起爆最差。齐发起爆时，孔眼贯通裂缝较长，可抑制其它方向裂隙的发展，有利于减少孔眼周围的裂隙产生和形成平整的壁面。所以在实施光面爆破时，时间间隔越短，壁面平整

的效果越有保证。相邻孔眼的时差应不大于100ms。

五、光面爆破技术在东山隧道工程中的应用

东山隧道改扩建工程采用的施工方案是全断面一次性掘进，多段毫秒非电雷管顺序起爆。其爆破参数的选择：

（一）爆破参数选择与计算

1、炮孔布置方式

岩石掘进时主爆孔按三角形或长方形布孔、周边孔按隧道要求毛断面轮廓线布孔。

2、孔径、孔深

炮孔直径d=38—42mm，岩石掘进周边孔，因涉及超、欠挖、人工凿岩时，向外倾斜角度不应大于5度，否则超欠挖严重，从而限制了周边眼长度L<2m，误差±100mm，若用凿岩台车时深度可控制在3至5m左右。主爆孔、辅助孔长度一般与周边孔一致，局部可加深3至5m，超前周边孔的一个掘进循环。即超前后留下周边孔位置，待后道工序用周边孔修整轮廓。

3、孔距、排距

岩石掘进时，周边孔在原岩体完好部位与节理层理发育部位的孔、排距为0.7至0.5m左右，主爆孔与辅助孔则按0.5至0.8m布置；

光面爆破层厚度，一般在光面爆破时可按0.5至0.7m厚度布置，为辅助孔与光面爆破孔间排距。

4、装药量计算

炸药单耗，钢筋砼拆除单耗Ｋ=0.5kg/m3，岩石掘进时K=0.5～0.7kg/m3，光面爆破

K=0.15～0.35kg/m3。

单孔最大药量

钢筋砼拆除：Q1=K1 S1 L1=0.5×1×2=1kg/孔，取0.9kg

岩石爆破：Q2=K2 S2 L2=(0.5～0.7)*(0.5 ～0.7)*2=0.5～0.98kg/孔，取0.75kg

光面爆破：Q3=K3 S3 L3=(0.15～0.35)×(2m)=0.3～0.7kg,取0.3～0.45kg

5、装药结构

a、周边炮孔采用光爆专用φ22或φ25硝铵药卷，施工时可通过实验选择合理药径；

b、其他掘进炮孔用φ32硝铵药卷。

（二）爆破网络设计

1、一段允许同时起爆药量计算：

由于施工隧道距另一条隧道仅为23~24m，因此，必须保证另一条隧道在掘进爆破中不受振动破坏。最大一段准许起爆药量按下述方法求得：

Qmax=(V/K) 3/a·R3,kg

式中：V——隧道允许质量振动速度，cm/s

支护良好，取V=10

K——场地系数，与地质条件有关，近震取K=200

a——地震波衰减系数，取1.5

Qmax=(10/200) 3/1.5×233=30.4kg

2、爆破分段情况

根据上述计算结果，为了确保与之相距23m处的另一条隧道的安全，要求每个微差段

最大起爆药量限制在27kg以下。根据隧道工作面布孔情况可共分五个微差段：即发、二段、三段、四段和五段（0、25ms、50ms、75ms、110ms）前4段相差25ms。

掘进工作面总计约160个炮孔，掘进炮孔108个，分做3个段，每段36孔，每段药量不大于27kg。先后顺序按距离老隧道自由面远近划分，距自由面越近越先响。

第4段为拱顶和两帮部位的光面孔，总计33孔，药量15.84kg。

第5段为底眼，19个，药量度14.25kg 。

3、起爆网络设计

按炮孔分段类别在孔内分别装入相应段别的导爆雷管。在孔外每8孔用即发雷管（1段）并成一组，共计20~21组，每7组再用1段雷管并成1簇，共计分为3簇，3簇再用1段雷管并联一起接入总起爆线上，形成并——并——并的非电导爆起爆网络。

注：如光面孔内装入导爆索，导爆雷管要与导爆索相联。

（三）爆破安全计算

该掘进爆破最大段起爆药量为27kg，爆破地震效应影响最大处为与之相距23~24m的另一条隧道，而隧道口以外最近的机关为刑警队办公楼，两者相距90 m以上，无明显影响，因此只需对另一条隧道进行安全校核即可。对于爆破飞石影响问题，在隧道内掘进爆破时，爆破飞石涉及不到洞外，但在施工初期的隧道口下挖爆破及隧道口掘进爆破对外部有影响，对此需要进行安全验算。

1、爆破地震波危险半径

Rd=Q1/3·(k/V) 1/a ,m

式中：Q——最大同时起爆药量：27kg

K、V、a——意义同前：V=10cm/s,K=200, a=1.5

Rd=271/3·(200/10) 1/1.5=22.1m

Rd小于两隧道间距离，可以保证另一条隧道的安全。

刑警支队院内油库处质点震速为：

V=200*（271/3/90）3/2=0.703 cm/s

由此可见爆破震动V小于2cm/s允许值，隧道爆破震动对油库不构成任何危害。

2、隧道口处爆破个别飞石危险半径：

为了更有效的防止隧道口处爆破时个别飞石对环境，人员造成的危害，我们按最不利情况考虑：既个别飞石按照弹道轨迹飞射的情况来计算个别飞石危险半径。

Rf=V2/g, m

V=20×(Q1/3/W) 2 ,m/s

式中：V——爆破个别飞石初速度，m/s

Q——孔内最大装药量，1.05kg

W——爆破炮孔最小抵抗线，为1.2~1.6m;

V=20(1.051/3/1.2~1.6) 2=14.3~8.1m/s

Rf=14.32/9.81=20.8m

根据计算结果，洞口附近爆破时警戒范围为半径90～100m。

该工程爆破后，取得了良好的爆破效果，能沿设计轮廓线形成平整的光滑表面，岩面平整，无浮石，眼痕清晰完成，减少超、欠挖工程量，从而节约了装运费用，使回填支护等工程量和费用降低，给该工程带来了一定的经济效益。

六、光面爆破的安全管理

在组织光面爆破施工时，应成立相应的安全组织，建立安全工作责任制度，安全教育制度、安全检查评比制度。

掘进作业时，应根据石质情况，制定出塌方、落石、地下涌水等抢救方案，规定防险信号，人员撤离线路，避险地点和准备技术处置使用的器材等。凡进洞人员必须戴防险帽，禁止在洞内坐、卧、睡觉、打闹等。坑道作业还应有良好的照明设备，转弯处和直线部分每隔10~15m设一盏照明灯，作业面上应有足够的照明灯具。坚持光爆的“五项制度”即：检查制度、验孔制度、登记制度、检查爆破效果制度、技术分析会制度。

七、光面爆破的发展展望

光面爆破作为一种掘进新技术，从问世30多年来，虽然有很大的发展和进步，在全世界的隧道及地下工程建设中取得了有目共睹的成就和巨大的综合效益，但无论是从这项技术的强大生命力看，还是它辉煌的发展前景看，对它的研究、应用和发展，都是初步的，对它的理论实践和广泛的用途，必须上升到光面爆破学的高度来理解，认识、研究和提高，在未来的光爆实践中，在发扬光爆优点的基础上，不断创新、研究和优化新的光爆发展方向。以便使这一边缘学科以更高的速度，健康全面的向前发展，更好地发挥它应有的作用，以造福人类。

参考文献

[1]蔡福广，《光面爆破新技术》，中国铁道出版社，1994年

[2]秦明武，《控制爆破》，冶金工业出版社，1993年

[3]管伯伦，《爆破工程》，冶金工业出版社，1993年

隧道光面爆破总结

光面爆破总结 通过最近二衬混凝土浇筑方量的超方情况，前期的隧道爆破效果不是很理想； 为了提高工程质量，保证施工安全，控制隧道超欠挖，节约工程成本，经项目部领导和工程部技术人员共同研究，决定制定以下光爆质量控制及奖罚措施： 一、成立隧道光面爆破质量控制领导小组 组长： 副组长： 组员： 二、技术控制 1、钻爆设计应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具、爆破材料和出碴能力等因素综合考虑。 2、爆破开挖一次进尺根据围岩条件确定，开挖软弱围岩时应控制在1～2m 之内，开挖坚硬完整的围岩时根据周边眼的外插角及允许超挖量确定。硬岩隧道全断面开挖,眼深为3～3.5 m的深眼爆破时,单位体积岩石的耗药量可取0.9～2.0kg/m3;采用半断面或台阶法开挖,眼深为1.0～3.0m的浅眼爆破时,单位耗药量可取0.4～0.8kg/m3. 3、周边眼参数的选用应遵守下列原则： 1)当断面较小或围岩软弱、破碎或在曲线、折线处开挖成形要求高时,周边眼间距E应取较小值； 2)抵抗线W应大于周边眼间距.软岩在取较小的周边眼间距的同时,抵抗线应适当增大； 3)根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼最小抵抗线。围岩软弱、破碎，周边眼间距取小值，E/W取小值。 4、严格控制周边眼装药量，并使药量沿炮孔长度合理分布。周边眼宜用小直径药卷和低爆速炸药，可借助传爆线实现空气间隔装药。开挖断面一次起爆时，如毫秒雷管的间隔时间小，周边眼雷管应与内圈眼雷管跳段使用，二段炮眼之间起爆时差可取50～100ms。 5、炮眼的深度、角度间距应按设计要求确定,并应符合下列精度要求： 1）掏眼槽眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5㎝.

隧道光面爆破施工工法

隧道光面爆破施工工法

一、工艺原理 光面爆破是控制开挖轮廓的一种爆破技术，它沿开挖轮廓周边布孔，利用主炮孔爆破后形成的良好临空面，在光爆层中起爆，借以减少光爆孔爆破的夹制作用，降低炸药单耗，减少一次起爆药量，使其获得平滑的开挖廓面，减轻围岩的破坏，减小超欠挖和避免产生冒顶和坍塌。 二、光面爆破技术要点 隧道开挖应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆破器材等结合爆破振动要求进行钻爆设计。施工中应根据爆破效果不断调整爆破参数。 2.1爆破参数选定 2.1.1周边眼间距E 周边眼间距直接控制开挖轮廓线平整度的主要因素，一般E=（12~15）d，其中炮眼直径d=35~45cm，对于节理发育，层理明显的围岩地段，周边眼的间距可适当减小，也可在两个炮眼之间 2.1.2最小抵抗线W（光面层厚度） 最小抵抗线W直接影响光面爆破效果和爆碴块度，周边抵抗线应大于周边眼间距E，软岩取较小的E值时，W值应适当增大。 2.2周边眼装药结构 2.2.1软岩周边眼装药结构 一般采用两种形式：一种是较破碎围岩采用空气间隔装药，导爆索传爆。导爆索作为炮眼装药时，按10g/m折算为2号岩石硝铵炸药。另一种是较完整的软弱岩层采用小直径光爆炸药连续装药。

分别如下图所示： 2.2.2硬岩周边眼装药结构 硬岩一般采用导爆索间隔装药，装药结构如下图： 炮泥导爆索 药卷 周边眼间隔装药结构 （单位：cm） 除周边眼、中空眼外，其余掏槽、底眼、掘进眼的装药结构均为连续装药，只是装药长度不同 2.2本隧道钻爆参数 ①循环进尺的确定：根据实际情况，为减少对围岩的扰动，IV、V级围岩根据钢架支护间距确定，本隧道IV级围岩2.0m，V级围岩 1.0m，II、III级围岩不大于3.5m。 ②钻孔直径选择：采用Φ42mm钻眼直径，炸药选择2号岩石乳化炸药。 ③隧道开挖断面的大小：由岩石和开挖方法确定。, 总药量Q=q单×S×L,式中q单是单耗，本隧道初步确定q单=0.9Kg/m3

顺层路堑边坡预留保护层光面爆破技术

收稿日期:20031204 基金项目:铁道部工程管理中心资助项目(渝怀线顺层边坡稳定性研究) 第一作者简介:白云峰(1961— ),男,副教授,西南交通大学在读博士生。顺层路堑边坡预留保护层光面爆破技术 白云峰1,2,任良宗3,陈　勇3 (11西南交通大学土木学院　四川成都　610031;2.焦作工学院　河南焦作　454000; 31中铁三局建筑安装工程有限公司　山西太原　030006) 摘　要:介绍在渝怀线顺层岩质路堑边坡爆破施工中采用的预留保护层浅孔光面爆破技术,通过选取合理的爆破参数,严格控制施工质量,取得爆后坡面平顺整齐,边坡稳定,炮眼痕迹率达到93%。 关键词:铁路路堑;顺层边坡;光面爆破;保护层 中图分类号:U21311+3;U45516 文献标识码:B 文章编号:10042954(2004)05006002 1　概述 我国在山区铁路和高速公路建设中遇到的顺层路堑边坡数量越来越多,其稳定性问题也越来越突出。如在渝怀铁路建设中,顺层路堑边坡工段共200多个,累计长约43164km ,占总线长的7%,是铁路建设的主要工程地质问题之一。爆破是岩质路堑边坡开挖的主要手段,如何在提高路堑开挖速度的同时最大限度地减少爆破对边坡的不利影响、提高边坡的稳定性是边坡爆破技术研究的主要目的。目前,常用的路堑边坡爆破技术有下面几种。 (1)以尽量崩落和破碎岩石为目的普通爆破,如洞室爆破和深孔大爆破等。主要应用于岩体坚硬、且对边坡稳定性要求不高的路堑施工中。其优点是施工速度快,但施工后边坡面超、欠挖多,后裂严重,爆振裂缝多,除施工期间易产生边坡垮塌事故外,给以后的运营留下的事故隐患也多。因此,在高等级公路及铁路路堑开挖中的应用已经越来越少。 (2)以尽量减少爆炸效应对保留的边坡岩体产生破坏的控制爆破,主要有光面爆破和预裂爆破。预裂爆破是在设计开挖轮廓线上钻凿一排预裂孔,采用不耦合装药结构,并先于主炮孔起爆,从而形成一条贯穿预裂孔的裂缝,这样主炮孔起爆时产生的冲击波到达裂面时便被折射、扩散、扰动和吸收,从而可以避免或大大减小主炮孔爆破时对边坡岩体的松动及破坏作用,提高边坡的稳定性[1]。 但预裂爆破也有其缺点,文献[2]中指出,预裂爆破是在半无限岩体中进行,且在岩石受夹制作用极大的条件下实施的,类似于爆炸的内部作用,同时,又强 调了预裂孔要同时起爆。当众多的预裂孔同时起爆时,其本身产生的爆破振动引起的岩体破坏则不容忽视;预留保护层光面爆破是主炮孔爆破后在邻近边坡一侧预留一定厚度的保护层,然后进行边坡光爆。其缺点是路堑施工分为两步,因而施工速度相对较慢。但其突出优点是设计和施工灵活,根据具体情况可采用深孔,也可采用浅孔,可预留不同厚度的保护层和一次起爆孔数,从而最大限度地降低爆破振动带来的危害,利于边坡稳定。此外,由于炮孔起爆时有两个自由面,因而岩石夹制作用小,只要爆破参数设计合理,可获得好的光面效果,减少二次刷坡工作量,从而相对提高施工速度。 正是基于上述优点,预留保护层光爆技术在路堑边坡开挖施工中获得了广泛的应用[3～5]。但对该技术应用于稳定性较差的顺层路堑边坡施工,能否取得好的效果,公开报道的文献还不多。本文结合渝怀线的工程实例,介绍了该技术在顺层岩质路堑边坡施工中的应用。2　工程概况 爆破工点位于渝怀线D K375+485～D K375+685段,中低山斜坡地貌,线路行进于坡脚变坡地带, 地形左低右高,自然坡度20°～30°。地表多为大块基岩裸露和覆土、灌木丛覆盖,溶沟、溶槽发育。覆土厚0～115m ,下伏寒武系中统平井组白云质灰岩,中厚 ～厚层状。地表下3～5m 以内风化较为严重,多见溶蚀性及卸荷性张开裂隙,以下为弱风化岩体,质坚硬,性脆,整体性好,层理不甚清晰,闭合微节理、裂隙较为发育,坚固性系数f =10～12。岩体中普遍夹有1～2层溶蚀性泥岩,厚约01005～0101m ,雨后有少量水渗出,为该边坡的主要不稳定因素。岩层产状为N5°W/N E30°,倾向线路,走向与线路间的夹角约3°～5°,为 ?线路/ 路基?

隧道光面爆破专项施工方案

隧道光面爆破专项施工方案 一、编制依据 1、xxxA1合同段工程施工总承包招标文件及设计文件、两阶段施工图设计等； 2、国家、交通部现行的公路工程建设施工规范、设计规范、验收标准、安全规范等； 3、国家及福建省相关法律、法规及条例等； 4、现场踏勘收集到的地形、地质、气象和其它地区性条件等资料； 5、近年来高速公路等类似施工经验、施工工法、科技成果； 6、福建省高速公路标准化建设指南和施工要点； 7、我单位拥有的国家级、部级工法、科技成果和长期从事高等级公路建设所积累的丰富施工经验。 二、工程概况 1、工程概况 我部承建的xx隧道0.5座，为分离式双洞隧道，隧道全长855.8m，为长隧道，左洞长854.1m，右洞长857.5m。隧道进出口均位于平面曲线内，进口左右线曲线半径分别为R左=3000m和R右=2850m；隧道纵坡坡率/坡长：左洞为0.7%/854.1m，右洞0.7%/857.5m；隧道进口设计桩号：左洞为ZK63+572，右洞为YK63+565；进口设计高程：左洞为586.69m，右洞为586.64m。。 2、地形、地貌 隧址区属剥蚀低山地貌，隧道轴线大致呈南北走向，地形呈波状起伏，起伏较大，隧道最大埋深约为160m，地表植被较发育，覆盖层较薄。进口

侧山坡自然坡度25～30°，出口侧山坡自然坡度35～40°。 3、地层岩性 本隧址场区表层多为第四系残坡积土，一般厚度3-6m，冲沟底部及陡坎略薄些，下伏侏罗系南园组（J3n）凝灰熔岩及其风化层。 隧道洞身围岩为侏罗系南园组（J3n）的凝灰熔岩，属较硬-坚硬岩，岩体一般较完整，对隧道洞身围岩的稳定较有利，据地质调绘及钻孔揭露隧道区主要发育有3条裂隙带及断裂构造带，对隧道围岩不利，影响隧道围岩级别，隧道开挖时，围岩稳定性较差，易产生塌方掉块，应加强支护和监测措施，各段的具体评价见隧道纵断面图。 拟建隧道最大埋深约160m，深部围岩主要为微风化凝灰熔岩，节理裂隙发育较少-较发育，较有利于地应力的释放和调整，但钻孔中未见有岩芯饼化等高应力作用现象，综合临近泉三高速公路等工程经验分析，本隧道在隧洞区内出现高地应力的可能性不大。 隧址区未见有矿体分布，不会产生瓦斯等有害气体。但施工中粉尘可能较大，施工中应注意粉尘污染监测工作，并做好通风工作。 4、地质构造及地震动参数 根据《厦门至沙县高速公路（安溪至沙县）泉州段线路工程地震安全性评价》，线路地震设防烈度属于6度区，测区内50年超越概率10％的平均土质条件下峰值加速度为0.05g，中硬土场地动反应谱特征周期为0.45s，区域地质相对稳定，建议抗震设计按《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）

谈光面爆破施工中的技术问题及相应措施

350谈光面爆破施工中的技术问题及相应措施 隋东 广东宏大爆破股份有限公司 摘 要：光面爆破是沿开挖边界布置密集炮孔，采取不耦合装药或装填低威力炸药，在主爆区爆破后起爆，以形成平整轮廓面的爆破施工技术。目前，光面爆破已经被广泛应用到各类掘进施工及边坡防护中，对光面爆破施工中的技术性问题及相关解决措施展进行分析与探究，对提高施工安全性、经济性、可靠性具有重要意义。 关键词：光面爆破；施工技术；控制爆破；措施 1 光面爆破施工中的关键技术问题 光面爆破施工所谓的关键技术与其爆破施工参数的选择有关联。一般地，光面爆破在实际作业中施工参数的确定与现场施工地质环境、炸药的品种、性能以及隧道断面开挖设计轮廓的形状、大小有着十分密切的关系。光面爆破最大的好处在于开挖轮廓内表面呈光滑平顺，基本上以肉眼是观察不到爆破裂纹的，在技术措施上避免了超、欠挖过大的情况发生，且最大化地降低了爆破施工对围岩结构的扰动，确保开挖施工的安全性和作业顺利。 1.1 工作机理 光面爆破施工是沿着设计开挖轮廓线布置一系列间距较小的平行钻孔，完成钻孔和清孔的作业之后即可在这些钻孔中进行不耦合装药，在主爆区爆破后起爆。炸药起爆时，对岩体产生两种效应：一是药包爆破瞬时高温高气压形成的冲击效应；二是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连线的中点，当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中心连线上形成裂缝，随后，爆炸气的膨胀合裂缝进一步扩展，从而形成平整的爆裂面。 1.2 参数选择 光面爆破施工也是一项极为困难的工艺，鉴于此工艺要针对详细爆破参数的选择和确定，就必须要面对无法达到理想爆破效果的情况产生。笔者认为，光面爆破施工参数的关键在确保光面爆破在隧道开挖断面轮廓线形成平整的爆裂面。 （1）钻眼的直径（db）。对于隧道开挖断面一般钻进的炮眼直径宜在35 ～45 mm范围以内； （2）平行钻眼的平均间距。平行钻眼的平均间距和最小抵抗线是两个极为重要的爆破参数。隧道跨度较小时，平行钻眼之间的平均间距应适当调整。隧道开挖断面光面爆破可确定平行钻眼平均间距间距a： a = (12 ～ 20) db 隧道开挖断面的光面爆破可取的平行钻眼平均间距约为600 ～ 700mm，如果实际开挖的表面曲率非常大，那么岩石爆破就会产生一种强劲的作用力，平行钻眼的平均间距宜调整减少至450 ～ 500mm，而导向空眼与装药钻眼之间的间距则不得少于400mm为宜； （3）最小抵抗线（W’）。最小抵抗线和光滑层厚度将直接影响光面爆破的质量效果，除了受影响于平行钻眼的平均间距和周边的装药眼及结构参数，最为主要的影响还是最小抵抗线因素和光滑层厚度。因此，设计合理的光滑层厚度参数将对光面爆破施工具有十分积极的作用。光滑层厚度W’可以用于确定以下公式: W’ = =Q/(Cq ·a·L) 上式中Q 为光面炮眼的装药量； a为炮眼间距； L 为炮眼深度； Cq为爆破系数，相当于单位耗药量，对于f = 4～10的岩层，Cq 值变化范围为0. 2～0. 5 kg/m3。 经验表明，对于大跨度隧道一般采取W’=700– 800mm，拱顶的厚度应该增加部分应与增加的跨度相对应。其他最小抵抗线和岩石性质和地质结构、硬摇滚可取的从500～600mm，软岩在800 ～ 900mm，对于小跨度隧道可以减少到600 ～700毫米； （4）炮眼密集系数m。炮眼密集系数也称炮眼邻近系数，即炮眼间距a与最小抵抗线W’之间的比值（m = a / W’），是光面爆破参数确定中的一个关键值。目前，在工程施工中，光面层厚度的确定，一般情况下，周边眼间距a与光面层厚度W’的比值为 m =a/ W’ = 0. 8 ～ 1. 0 通常，光面爆破应当符合下列技术要求：根据岩石的特点，合理选择炮孔间距和最小抵抗线；严格控制线装药密度；钻孔倾斜误差小于1°；光爆网络宜采用导爆索连接，组成同时起爆或多组接力分段起爆网络于主爆区起爆后起爆。 2 光面爆破施工技术问题的对策 可用于光面爆破开挖的施工方法有两种，一个是全断面法。对于IV级和V级围岩完整性好的可用全断面法，控制延期时间及光爆孔间距，主爆区使用普通爆破设计，光爆孔和辅助孔按照光面爆破技术要求设计。使用毫秒延期电雷管或者非电毫秒延期起爆系统，光爆孔延迟主爆孔（150~200ms）起爆。光爆孔注意减少炸药用量，根据爆破设计控制线装药密度。另一种是保留平滑层方法。这种方法在其保留平滑区域内具有显著的特征，在光爆孔周围可以根据情况调整的爆破参数或修改，优化设计爆破方案即可达到更好的光面爆破效果。（1）影响开挖断面形成裂缝的原因。影响开挖断面产生裂缝的因素比较多，笔者认为在光面爆破施工当中主要存在的问题有：装药量过大、装药结构设计不科学、最小抵抗 （下转第352页）

隧道光面爆破施工方案

隧道光面爆破施工方案 一、工程概况 隧道施工开挖总体上要求拱部采用光面爆破，边墙部采用预裂爆破，以最大限度地保护周边岩体的完整性，同时减少超挖量，提高初期支护的承载能力。在v级围岩地段要求采用短台阶法施工，台阶长度在控制在5?10m保证初 期支护及时落地封闭，以确保初期支护的承载能力。由于二次衬砌是按要求的承载结构设计，因此在二次衬砌应紧跟开挖面：子初期支护落地后应及时施作二次衬砌仰拱和仰拱回填层，然后施作二次衬砌。在w级围岩地段要求采用短台阶法施工，台阶长度控制在io?15m注意上半断面及基础锁脚锚杆的施工质量。由于二次衬砌是按承受少量荷载进行设计，因此二次衬砌的施作可滞后开挖面20?30m在初期支护基本稳定后施作，但是二次衬砌仰拱和仰拱回填层应紧跟衬砌支护。在川级围岩地段推荐采用台阶法施工，当机械化程度较高，各隧道施工工序能及时完成时，也可以采用全断面法施工。 二、施工准备 1 、施工测量施工测量按照《公路测量技术规则》的有关规定进行，主要测量仪器为GPS全站仪、和水准仪。 ⑴导线、水准控制测量施工前会同勘测设计部门与其他相邻标段现场交接导线控制桩和设计水准点，测量组和其他相邻标段施工单位进行施工复测后，对控制桩加以保护，设护桩，如有遗失和损坏，及时恢复和校正。 ⑵洞口联系测量 为保证地面控制测量精度很好传递到洞内控制点，拟定采用如下洞口控制测量方案： ①洞口施工至设计标高后，在洞口埋设三个稳固导线控制点。 ②为保证方向传递精度，洞口控制点与地表控制点组成大地四边形边角网进行联测。 ⑶洞内控制测量 ①洞内控制测量根据隧道施工进度及时进行引伸测量工作。 ②洞内导线的布设按主附导线的形式进行敷设，并在适当地段进行闭合检查。 ③洞内精密导线采用测角精度＜2”、测边精度高于2+2pp m的全站仪进行测量。 ⑷洞内施工测量

光面爆破技术在泥岩

光面爆破技术在泥岩﹑砂岩平互层开挖中的成功 应用 1．概述 隧道的光面爆破，多年来一直是各单位探讨研究的课题。隧道实施光面爆破，既可以节省投资，加快工程进度，又能充分发挥围岩的自身稳定作用，提高隧道施工的安全性；但是隧道实施光面爆破，其影响因素较多，如地质岩层因素、装药结构、炮眼间距、钻眼精度及施工管理等，施工时必须综合考虑，才能保证隧道的光面爆破效果。某隧道为分离式隧道， III﹑ IV类围岩占到隧道的70%，其地质状况主要为砂岩夹泥岩或泥岩夹砂岩，岩层主要为水平层，微至未风化，层间结合多数较差，有地下水。笔者在隧道监理的过程中体会到只有抓好隧道的光面爆破，才能保证隧道施工质量﹑安全和进度。 2．云台山隧道泥岩﹑砂岩平互层的开挖超欠挖情况 隧道在刚进入III﹑ IV类围岩开挖时，隧道大部分岩层均为泥岩﹑砂岩平互层，有时泥岩和砂岩平互层为两层，有时为多层，砂岩强度往往较高，而泥岩强度低。尤其是当拱顶为石质差的泥岩时，该部位开挖后容易掉块，要及时进行支护。由于施工初期对这种围岩缺少认识，经常造成超欠挖情况，其中两种典型岩层及爆破效果情况示意见下图1。

3．泥岩﹑砂岩平互层的开挖控制措施 3．1全断面的光面爆破技术 光面爆破是通过正确确定爆破参数和施工方法，使爆破后的围岩断面轮廓整齐，最大限度地减轻爆破对围岩的震动和破坏，尽可能维持围岩原有的完整性和稳定性的爆破技术。光面爆破主要有以下三大优点：①、光面爆破对围岩最大限度地减少了扰动，尽可能的保存了围岩自身原有的承载能力，从而改善了衬砌结构的受力能力；②、光面爆破后围岩壁面平整，减少了应力集中和局部落石现象，保证了施工安全；③、光面爆破成型好，减少了超挖和避免欠挖，能节省大量混凝土超挖回填数量和降低单位工作量，降低工程造价，加快施工进度。 3.1.1合理的钻爆设计是前提 以IV类围岩为例，其全断面光面爆破炮眼布置如下图2所示：

隧道爆破施工安全技术交底(标准版)

Companies want to improve production, safety is the top priority. The occurrence of unsafe accidents must be stifled in the cradle. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 隧道爆破施工安全技术交底(标 准版)

隧道爆破施工安全技术交底(标准版)导语：企业想要提高生产，安全问题就是重中之重。如果不具备安全管理条件，企业生产就不能顺利进行。想要企业顺利生产，就要不断更新安全技术，把不安全事故的发生扼杀在摇篮中。 安全技术交底内容： 一般性技术交底： 1、进入施工现场，必须正确佩戴安全帽，登高作业必须系安全带；进入隧道内施工作业必须穿反光衣；进入施工现场首先检查作业环境是否安全； 2、作业人员必须服从现场管理人员的统一安排和指挥，各施工班组长在施工作业前应对作业人员进行安全技术交底及坚持班前安全讲话制度。 3、严禁打膊赤裸、穿拖鞋上班，作业时根据本工种作业要求正确佩戴安全防护用品。 4、施工作业必须按本工种施工工序进行施工作业，发现隐患应及时上报班组长及现场管理人员。 5、施工所用的各种机具设备和劳保用品应定期进行检查和必要的验收，保证其处于良好状态，不合格的机具设备和劳保用品应及时更

换，禁止使用。 6、配合现场安全管理人员的安全检查工作，对施工现场施工状况应密切关注，如有异常应在安全管理人员及技术员的统一组织指挥下撤离。 针对性技术交底： 1、洞内爆破作业必须统一指挥。并有经过专业培训持有爆破操作合格证的专职爆破工担任，进行爆破时，所有人应撤到不受气体、震动和飞石损伤的地点，安全距离为：①独头巷道不少于200m；②相邻的上下坑道内不少于100m；③全断面开挖进行深孔爆破（孔深3～5m）时，不少于500m。 2、在两个开挖面相距200m内时，爆破必须提前一个小时通报，以变另一头作业人员撤离险区。 3、爆破炸材临时存放室，应设在洞口50m以外的安全地点，并由专职爆破员负责看守；严禁非爆破人员领用或盗取炸材。 4、洞内每天爆破次数应有明确的规定，装药离爆破时间不得过久。装药与钻孔不宜平行作业，爆破作业期间（包括领取、临时看守）严禁穿戴纤化衣物及容易摩擦带电衣物。 5、装药前应检查爆破工作面附近的支护是否牢固；炮眼内的泥浆，

隧道光面爆破施工控制要点

隧道光面爆破施工控制要点 光面爆破效果的好坏,直接影响到隧道开挖及后续工序的质量,硬岩炮眼残留率不低于80%.中硬岩不低于70%,软岩不低于50%,而石灰岩硬而脆,力争达到90%-95%. 1 钻爆设计应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具、爆破材料和出渣能力等因素综合考虑. 钻爆设计的内容应包括:炮眼(掏槽眼、辅助眼、周边眼)的布置、数目、深度和角度、装药量和装药结构、起爆方法和爆破顺序等.设计图应包括:炮眼布置图、周边眼装药结构图、钻爆参数表主要技术经济指标及必要的说明. 2 硬岩宜采用光面爆破,软岩宜采用预裂爆破,分部开挖可采用预留光面层光面爆破. 3 采用光面爆破时,应满足以下技术要求: (1)根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抗抵线; (2)严格控制周边眼的装药量,并使药量沿炮眼全长合理分布; (3)周边眼宜采用小直径药卷和低爆速炸药.可借助传爆线以实现空气间隔装药; (4)采用毫秒雷管微差顺序起爆,应使周边爆破时产生临空面.周边眼同段的雷管起爆时差应尽可能小; (5)各光面爆破参数如周边眼间距(E)、最小抵抗线(V)、相对距(E/V)和装药集中度(q)等,应采用工程类比或根据爆破漏斗及成缝试验确定.

在无条件试验时可按下表选用. 光面爆破诸参数 4 周边眼参数的选用应遵守下列原则: (1)当断面较小或围岩软弱、破碎或在曲线、折线处开挖成形要求高时,周边眼间距E应取较小值; (2)抵抗线V应大于周边眼间距.软岩在取较小的周边眼间距的同时,抵抗线应适当增大; (3)对于软岩或破碎性围岩,周边眼的相对距E/V应取较小值. 5 爆破开挖一次进尺应根据围岩条件确定.开挖软弱围岩时,应控制在1～2m之内;开挖坚硬完整的围岩时,应根据周边炮眼的外插角及允许超挖量确定. 硬岩隧道全断面开挖,眼深为3～3.5 m的深眼爆破时,单位体积岩石的耗药量可取0.9～2.0kg/m3;采用半断面或台阶法开挖,眼深为1.0～3.0m的浅眼爆破时,单位耗药量可取0.4～0.8kg/m3. 6 炮眼布置应符合下列要求:

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，最显著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围，且W≥E。 3、周边眼密集系数K 一般情况，以K=E/W=0.7～1.0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=0.15～0.2kg/m；若全断面一次爆破，则q=0.2～0.3kg/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。

隧道光面爆破施工工法

隧道光面爆破施工工法 一、工艺原理 光面爆破是控制开挖轮廓的一种爆破技术，它沿开挖轮廓周边布孔，利用主炮孔爆破后形成的良好临空面，在光爆层中起爆，借以减少光爆孔爆破的夹制作用，降低炸药单耗，减少一次起爆药量，使其获得平滑的开挖廓面，减轻围岩的破坏，减小超欠挖和避免产生冒顶和坍塌。 二、光面爆破技术要点 隧道开挖应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循 环进尺、钻眼机具和爆破器材等结合爆破振动要求进行钻爆设计。 施工中应根据爆破效果不断调整爆破参数。 2.1 爆破参数选定 2.1.1 周边眼间距E 周边眼间距直接控制开挖轮廓线平整度的主要因素，一般E= (12~15) d,其中炮眼直径d=35~45cm,对于节理发育，层理明 显的围岩地段，周边眼的间距可适当减小，也可在两个炮眼之间

2.1.2最小抵抗线W(光面层厚度) 最小抵抗线W直接影响光面爆破效果和爆碴块度，周边抵抗线应大于周边眼间距E，软岩取较小的E值时，W值应适当增大。 2.2 周边眼装药结构 2.2.1 软岩周边眼装药结构 一般采用两种形式：一种是较破碎围岩采用空气间隔装药,导爆索传爆。导爆索作为炮眼装药时，按10g/m折算为2号岩石硝铵炸药。另一种是较完整的软弱岩层采用小直径光爆炸药连续装药。

分别如下图所示： 空先间旖柱装药 小直径药卷连嬪装药 222硬岩周边眼装药结构 位位位 位cm 位 除周边眼、中空眼外，其余掏槽、底眼、掘进眼的装药结构均 为连续装药，只是装药长度不同 2.2本隧道钻爆参数 ① 循环进尺的确定：根据实际情况，为减少对围岩的扰动， IV 、V 级围岩根据钢架支护间距确定，本隧道 IV 级围岩2.0m , V 级围岩1.0m ，II 、III 级围岩不大于3.5m 。 ② 钻孔直径选择：采用042mn 钻眼直径，炸药选择2号岩石乳 化炸药 ③ 隧道开挖断面的 大小：由岩石和开挖方法确定。 , 炮泥 药 片

隧道爆破开挖掏槽施工技术

隧道爆破开挖掏槽施工技术 摘要：结合林长高速公路西垴隧道G209 灵宝八道河至卢氏界段改建工程一标的 红土坡1 号隧道、红土坡2 号隧道和石门隧道的施工，介绍了隧道施工爆破中掏 槽技术的重要性，对在隧道施工中经常遇到的各种情况下的爆破施工所选用的掏 槽方式进行了研究分析，以便于在隧道爆破施工时选择参考。 关键词：隧道；爆破；掏槽；施工技术 随着国民经济的不断发展，道路交通工程也在不断的深化和加强，在近些年 来隧道在道路交通工程中所占的比重越来越大，隧道的长度和断面不断在加大， 由原来的单车道隧道、双车道隧道、向三车道或四车道的隧道发展，隧道内设置 了人行洞、车行洞、设备洞室、紧急停车带等，也出现了不的隧道改扩建工程， 隧道的开挖施工主要采用钻爆法，在爆破开挖前掌子面只有一个临空面，为了提 高爆破的效果，则需要增加爆破的临空面，也就是我们再采取爆破手段时采取掏 槽的方式，合理的掏槽方式是加快隧道的开挖进度和降低施工成本的重要手段， 本文结合工程实例，对各种不同的情况下爆破开挖所选用的掏槽技术进行介绍， 总结了不同条件下适宜的掏槽方式。 1 前言掏槽技术是关乎隧道爆破开挖成败的关键技术之一，因为掏槽的深度 直接影响着整个爆破循环的进尺，可以说掏槽有多深进尺就会有多大，也就是说 掏槽的成功与否是形成良好的爆破效果的一个关键因素，在平时进行隧道爆破开 挖时我们十分重视掏槽方式的选择，掏槽眼的形式主要可以分为三大类：斜眼掏槽、直眼掏槽和混合掏槽，掏槽形式的选择与现场的地质条件、爆破断面的大小、形状等有直接的关系，选择合适的掏槽形式是掏槽能否成功的关键所在。 2.一般掏槽方式2.1 斜眼掏槽斜眼掏槽一般有单向掏槽、锥形掏槽和楔形掏 槽三种形式2.1.1 单向掏槽，即掏槽眼沿同一方向倾斜进行的掏槽方式，主要适 用于断面较小的开挖断面，比如小断面隧道或隧道内的人行横洞、综合洞室等的 掏槽爆破，斜眼掏槽的钻孔尽量与断面岩层的节理以大角度相交以达到最好的效果，眼底向断面内岩层较薄弱的一侧倾斜。见图2.1-1 单向掏槽部眼形式。 一般情况下采用垂直楔形掏槽较多，主要是钻孔方便，当遇到水平岩层或是 近水平岩层时或者是中间有水平薄弱带及滑层时则采用水平楔形掏槽。在隧道的 断面较大时可以采用两层或三层掏槽的方式，掏槽眼逐层加深，以达到进尺的目的。 2.2 直眼掏槽直眼掏槽就是掏槽眼垂直于隧道的开挖面进行布设，其中部分 钻眼不装药为空眼，空眼作为一个小的临空面来提高爆破掏槽的效果，直眼掏槽 的炮眼的起爆要依次起爆临近空眼的炮眼，直眼掏槽的形式有：直线形、菱形、 五梅花形、螺旋形等几种形式。 2.2.1 直线形掏槽，直线形直眼掏槽也称为龟裂直眼掏槽，掏槽眼布置在一条 直线上，炮眼采取隔眼儿装药，利用空眼作为一个小的临空面，（见图2.2-1）最终爆破在断面上形成一个条形槽口，从而为崩落眼形成临空面，直线形掏槽的炮 眼间距一般为15-20cm，装药系数一般取0.75-0.9。 2.3 混合掏槽混合掏槽也就是直眼掏槽和斜眼掏槽的混合，这样在一些情况 下可以综合两种掏槽的优点，其首先是在掏槽区域中间采用直眼掏槽，在直眼掏 槽的周围采取斜眼辅助掏槽，一方面可以减少全部直眼掏槽的钻眼工作量，减少

光面爆破施工方案

新建铁路太原至中卫(银川)线ZQ-II标 关键工序、特殊过程施工方案 【光面爆破】 编制： 复核： 审核： 中交太中银铁路工程第八项目经理部 二OO六年十二月 光面爆破施工方案

一、工程说明 太中银铁路ZQ-II标八项目管段内共有7座隧道，2座为黄土隧道，其余均为石质 隧道，通过地层主要为砂岩夹泥岩地层，岩层产状水平，节理裂隙发育。地下水主要为基岩裂隙水及第四系孔隙潜水，部分地段地下水为承压水。由于本段围岩所具有的特点决定了隧道开挖成拱性差，开挖支护难度大，进而影响施工进度、施工质量及施工安全，因此对隧道的光面爆破提出了更高的要求。 本段内围岩级别有Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级，针对不同的围岩级别采用不同的开挖方法，主要有全断面法、台阶法、中隔壁法，本施工方案针对不同的开挖方法、不同的地质情况确定合理的钻爆方案，选择合理的爆破参数和施工工艺，提高光爆效果和效率。 二、隧道光面爆破施工工艺 1、光面爆破施工工艺流程 见图1“光面爆破施工工艺流程图”。 2、光面爆破工艺要求 ⑴钻爆设计 ①设计原则： 根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线，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，掏槽眼加深10～20cm。 严格控制周边眼装药量，间隔装药，使药量沿炮眼全长均匀分布。 选用低密度低爆速、低猛度的炸药；本工程采用岩石销铵炸药和乳化炸药，非电毫秒雷管起爆。采用微差爆破，周边眼采用导爆索起爆，以减小起爆时差。 ②钻爆设计要求 爆破作业由爆破工程师根据地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具、爆破器材等进行爆破设计。 合理选择爆破参数，根据围岩情况合理选择中空直眼或斜眼掏槽。爆破后要求炮眼痕迹保存率：硬岩≥80％，中硬岩≥60％，并在开挖轮廓面上均匀分布，两次爆破衔接台阶不大于15cm。 每次爆破后通过爆破效果检查，分析原因，及时修正爆破参数，提高爆破效果，改善技术经济指标。 洞口附近爆破施工严格控制单段装药量，降低震速，确保周边民房及其他构筑物的安全。

隧道光面爆破

隧道光面爆破目前，全局在建隧道80.5座，总长度185.53km，绝大部分隧道是需要爆破作业的石质隧道。做好隧道的光面爆破，对隧道施工的安全、质量、工期及经济效益都具有重大的意义。为了节省时间，本课不多讲爆破的理论，也不面面俱到，仅针对隧道的光面爆破技术重点谈一点意见。要谈光面爆破，必须首先要了解爆破的一些基础知识。 一、爆破器材 （一）炸药。工业炸药共分三类：煤矿许用炸药、岩石炸药、露天炸药（见下表）。 隧道工程常用的炸药、性能及适用范围

（二）起爆材料： 1、火雷管 ` 火雷管是最简单的一种雷管， 不受散电流影响，使用广泛，但受撞击、磨擦和火花能引起爆炸，火雷管全是即发雷管。 我们目前常用的毫秒导爆雷管共分三个系列：第一系列20段，分别相距25-300ms；第二系列分21段；第三系列分

30段。每段里面段数越大，相隔爆破的时间就越长；雷管按起爆能量大小分为10个等级（号数），号数愈大，起爆能力也愈强，常用的是6号和8号雷管。 2、电雷管 毫秒延期电雷管的延期材料为缓燃剂，延期时间较长， 射不强，安全性不高，属于隧道限制使用产品，多用于有瓦斯与煤尘爆炸危险的环境中，它是目前能采用的唯一起爆方法。 3、导火索 用来传递火焰给火雷管，配合火花起爆法使用。导火索的燃速一般在110-130m/s范围内；缓燃导火索则为180-210m/s 或200-350m/s，具有一定的防潮耐水性能。普通导火索不能在有瓦斯或有矿山类爆炸危险的场所使用。目前，隧道施工中已基本不再使用导火索加火雷管的起爆系统，而使用非电起爆系统。 4、导爆管 塑料导爆管是用来传递微弱爆轰力，给非电雷管使之爆炸的传爆器材。塑料制成外径3.0mm，内径1.5mm的半透明管，内壁涂有高性能炸药。其传爆速度可达1900-2000m/s，其本

隧道聚能水压爆破施工专业技术

聚能水压爆破施工技术 一、工程概况 该隧道处于陕北东南部黄土残塬区,上部覆盖厚层黄土,由于受到强烈侵蚀作用,黄土塬已破碎不堪，零星分布,地表沟壑纵横,冲沟发育，地质主要为冲积砂质新黄土,冲洪积砂质老黄土、黏质老黄土及砂类土;下部为水平层状砂岩、泥岩等，最大埋深３1０m。在施工过程中主要存在滑坡、高地应力、游离态有害气体、浅埋、断层等高风险,隧道结构穿越黄土、土石混合断面、水平岩层。施工难度大、安全风险高等诸多不利因素。 二、常规光面爆破技术 1、技术原理 常规光面爆破技术原理是炮眼中的炸药爆炸后，在岩石中传播应力波产生径向压应力和切向拉应力, 由于炮眼相邻互为“空眼”，所以在炮眼连线两侧产生应力集中度很高的拉应力,超过岩石抗拉强度,炮眼之间的岩体形成的初始裂缝要比其他方向厉害的多,除此之外,由于炸药爆炸生成的高压气体膨胀产生的静力作用促使初始裂缝进一步延伸扩大。 2、工艺流程 3、装药结构 常规（或普通、传统)隧道爆破采用连续装药，炮眼间距炮眼中仅装炸药而无回填堵塞,其装药结构如下图所示。

炮眼无回填堵塞装药结构 4、爆破参数 常规爆破设计参数表 周边眼深度3.5m,进尺2.8m，开挖断面面9０.98m3,炸药单耗0.９8kg/ｍ3。 5、常规爆破存在的问题 1）炮眼间距为40-5０cm,布眼过密、打眼过多、打眼作业时间占用时间过长。?2)由于炮孔内充满了空气，应力波部分能量因压缩空气而损失，所以应力波的强度因无回填堵塞而降低,结果削弱了对围岩的破碎。 ３)常常出现超挖,增加混凝土衬砌量提高施工成本,隧道爆破开挖出现亏损,超挖是致命的“罪魁祸首”。 ４)常规爆破后有害气体浓度高,粉尘大。再加上斜井通风困难,放炮后通风时间需要３０-４0分钟，机械才能够到达掌子面进行出碴，对工序衔接造成了极大的影响。 三、水压光面爆破技术 1、技术原理 水压光面爆破原理为“往炮眼中一定位置注入一定量的水,并用专用的炮泥回填堵塞炮眼，利用在水中传播的冲击波对水的不可压缩性,使爆炸能量经过水传递到围岩中几乎无损失,同时，水在爆炸气体膨胀作用下产生的“水楔”效应,有利于岩石破碎,炮眼中的水可以起到雾化降尘作用，大大降低粉尘对环境的污染,所以水压爆破成为名副其实“绿色爆破”。 2.工艺流程

隧道光面爆破和预裂爆破的原理

隧道光面爆破和预裂爆破的原理 一、爆破原理 1、光面爆破作用原理：光面爆破的破岩机理十分复杂，目前仍在探索中。尽管在理论上还很成熟，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，主要是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，各炮眼的冲击波向四周作径向传播，相邻炮眼的冲击相遇，产生应力波德叠加，并产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线的中点，当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中心连线上形成裂缝，随后，爆炸气的膨胀令裂缝进一步扩展，形成平整的爆裂面。 2、预裂爆破作原理：主要指预裂爆破成缝机理。为了保证预裂爆破成功，首要的条件是不压坏预裂孔壁，其次是沿预孔连线方向成缝。当炸药爆炸后，产生的冲击压力和高压气体的作用，将会使孔壁产生剧烈破坏。要想不压坏孔壁必须采用不偶令装药法，即药包直径小于钻孔直径。试验发现，当药包与孔壁之间存在空气间隙时，由于空气的缓冲作用，使孔壁所受压力大大降低。试验得出，当不偶令系数M=2.5时，作用在炮孔内壁的最大切向应力只相当于不偶令系数为1时的大约1/16。因此，完全有可能利用现有的常用炸药，用不偶令装药来降低孔壁压力，把几万个大气压降到每平方厘米只有几千或几百会斤的压力值。当降低的压力值小于或极接近于岩石的极限抗压强度时，便可使孔壁不受爆破压缩破坏或者只受少量的振动。在利用不偶令装药保证孔壁不受破坏的前提下，第二个条件就是怎样保证在预定的方向成缝。实践经验证明，只需要调整相邻炮孔的距离或孔内装药量便可达到成缝的目的。 二、技术措施 1、光面爆破的主要技术措施如下： （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，尽可能将药量沿眼大均匀分布。 （3）周边眼宜使用小直径药卷和低猛度、低爆速的炸药。为满足装药结构要求，可借助导爆索（传爆线）来实现客气间隔装药。 （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。 （5）边孔直径小于等于50mm。 2、预裂爆破主要措施如下： （1）炮孔直径一般为50-200mm，对深孔宜采用较大的直径。

光面爆破技术

光面爆破技术 光面爆破技术约在1950年发源于瑞典，1952年在加拿大首次应用；预裂爆破由光面爆破演变而来。从整个爆破技术来分，它们均属于光面爆破技术。 光面爆破是一种控制岩体开挖轮廓的爆破技术，是通过一系列措施对开挖工程周边部位实行正确的钻孔和爆破，并使周边眼最后起爆的爆破技术。预裂爆破则是周边眼最先起爆，线装药密度适当地比光面爆破大一些，周边眼间距则适当地小一些。 光面爆破可以分为三大类型： (1)轮廓线钻眼法 它是沿设计的隧道开挖轮廓线钻凿紧密相邻的炮眼，这些炮眼内不装炸药，然后视其离自由面的远近再钻一至若干排炮眼并装炸药爆破。由于密集且相邻的炮眼存在，隔开了其它炮眼爆炸时爆炸应力波和裂缝的传递与扩展，使岩体沿弱面切开，形成平整的岩壁保护岩体稳定。目前在隧道内使用较少，仅在不够稳定的岩层（如软弱岩层、断层带等）中及城市地下隧道、地铁为减轻地震动时，才部分采用，应用该种技术能获得较好的光面爆破效果，但钻眼工作量大，钻眼费用高。 (2)预裂爆破法 这种方法是在开挖轮廓线上钻凿相互平行较密集的炮眼，装炸药并使之先于其它爆破眼起爆，当轮廓线上的炮眼间距、数量、装药结构合适时，爆破后各炮眼间将形成相互贯通的裂隙，与原岩分割开来。此后再爆破其它炮眼，由于轮廓线上裂缝已形成，所以其它炮眼爆破时不会引起围岩岩体破坏，而构成光滑的平整壁面。预裂爆破可以起到较好的隔振作用，一般适用于岩体较为完整的硬岩、中硬岩中深眼及深眼爆破。 (3)光面爆破法 它与预裂爆破法恰好相反，轮廓线上的炮眼（周边眼）是在其它炮眼爆破后最后起爆，是软岩、中硬岩隧道浅眼爆破施工中广泛应用的方法。与预裂爆破法比较，周边轮廓线上炮眼数较少。根据断面不同，施工方法可分为光面层光面爆破法和全断面一次爆破光面爆破法。光面爆破技术的优缺点 (1)优点 1 隧道围岩不产生或很少产生炮震裂缝，保持了围岩完整性，从而增大了围岩自身的承载能力，这为采用锚喷支护创造了有利的条件。光面爆破技术和锚喷技术相结合，进一步增强了锚喷支护的作用，特别是在松软岩层中更能显示这一特点。 2 在裂隙发育的地层中，避免裂隙扩大和产生新的裂缝，提高了围岩的稳定性，能基本清除落石伤人事故，为快速施工提供了有利条件。 3 隧道成型规整，极大地减少了掘进超挖数量和出碴工作量，加快了掘进速度，节省了衬砌材料，提高了施工进度。 4 由于隧道成型规整，凹凸很少，除增强隧道本身稳定性外，也减少了隧道的维护量，在有瓦斯的隧道则不易于产生瓦斯局部聚集。 (2)缺点 1 炮眼数较一般爆破法要多一些，钻眼的准确性要求较高，钻爆作业的单项工序时间要多一些。 2 需要一些特殊器材，如专用炸药、毫秒雷管、导爆索（传爆线）等。 核心是药包布置原则。包括： （1）在任何情况下，药包布置均以最小抵抗线为设计依据；

隧道光面爆破施工技术应用

隧道光面爆破施工技术应用 发表时间：2020-01-07T10:40:59.900Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年20期作者：孟朝霞 [导读] 论文介绍了光面爆破技术的原理及其施工工艺，并对其在公路隧道施工中的应用进行分析。 山西运城路桥有限责任公司山西运城 044000 摘要：伴随着我国交通运输体系的发展，公路隧道工程随之增多。在公路隧道施工中，通常采用爆破技术进行土方开挖施工。其中，光面爆破技术可以达到全断面开挖施工的要求，并且可以实现分区分段微差爆破，也可以使公路隧道爆破后所呈现的轮廓线达到理想的设计标准和要求。论文介绍了光面爆破技术的原理及其施工工艺，并对其在公路隧道施工中的应用进行分析。 关键词：隧道；光面爆破；施工技术；应用 引言 时代的进步，各种新型技术的出现，为我国的发展做出了卓越贡献。隧道施工是一项难度很高的施工项目，要对其进行施工，可以使用光面爆破技术，保障施工进度的同时，也大大的降低了工程施工需要的成本，增加了施工的安全。本文是对于在隧道工程施工过程中，使用光面爆破技术对于整个工程的重要意义、施工中使用光面爆破技术需要注意的一些环节以及将光面爆破技术运用到隧道工程中的一些细节进行简单介绍。 1光面爆破的机理 光面爆破主要是通过在轮廓线位置上设置间隔距离比较小的平行炮眼，然后在该位置上装上不耦合装药，然后同时起爆，爆破完成后能够在炮眼的位置上形成平整的平面。从国外的相关研究中可以发现，光面爆破中使用不耦合装药，药包爆炸之后，在炮眼的位置上形成静压力作用，当炮眼压力在抗压强度以下时，炮眼壁上就会造成不压碎损坏。这种爆破波造成的应力波以及凿岩的过程中导致的其应力状态的改变，会产生较小的径向细微裂隙。裂隙数量和长度会伴随着不耦合系数与药物使用量的不同而表现出不同的形式。通常，药包直径确定之后，不耦合系数越大则药量越小，而细微裂隙数量越小则长度也会越小。 光面炮眼组合之后同时起爆，因为起爆的过程中存在时间差，无法保证在同一时间内起爆。首先起爆的炮眼A会对周边的岩石产生一定的影响，从而形成一些细微的裂隙。因为B炮眼所引起的导向效果，在相邻的炮眼连线的位置上所存在的径向裂隙会先发育。在爆炸气体的影响之下，该裂隙会持续扩张，从而就会在相邻的炮眼的连线位置上存在有应力集中的问题，该位置上的拉应力会比较大。A、B炮眼在爆炸气孔的影响之下纵向裂隙会持续发展，从而直接形成纵向裂隙，贯通在整个区域中。 2光面爆破技术在隧道施工中的重要性 光面爆破技术主要是在对岩壁进行爆破后，能够让岩面上形成一种比较平整，并且与施工设计的要求符合的一中控制爆破方面的技术。这项技术对对隧道的岩体进行施工，然后按照起爆顺序进行施工，进而可以形成一个比较完整的开挖面。使用光面爆破技术可以有效控制炸药的爆破，不会影响围岩平衡或者是稳定性，减少围岩应力集中的情况发生。在隧道工程使用光面爆破技术进行施工中，可以保证岩石表面有规则，比较平整，以这种技术进行施工，几乎无法看到爆破痕迹，不仅在一定程度范围内将围岩的强度加强，而且提升了围岩支撑的能力。通常情况下，一般的爆破需要超过总量的百分之三十，而使用光面爆破技术可以降低能源消耗，减少部分材料的使用，进而降低了隧道施工的成本，提升了整个隧道工程施工速度，保障围岩的稳定性，对于整个隧道工程施工安全有了基本保障。 3光面爆破在隧道施工的应用 3.1测量放样 目前，在公路隧道施工中，必须做好相关的测量放样工作，为光面爆破技术的应用提供基础，保证光面爆破中各项参数的设置符合工程实际的施工条件和施工要求。在测量过程中，主要是应用全站仪进行相关作业，需要注意对公路隧道的中心线及拱顶高程等内容进行准确的测量，同时，在测量放样中，还需明确标示公路隧道设计中的开挖轮廓线，并利用特殊标记在岩体上标明具体的爆破钻孔位置，保证钻孔布设符合技术方案的要求以及定位的准确性。另外，通过测量放样工作可以及时对爆破参数进行调整，保证光面爆破技术的施工质量。 3.2钻孔 以炮眼布置图为基准，在此基础上准确布置炮眼；控制好掏槽眼眼口之间的间距，所产生的误差应控制在5cm以内，同时眼底间距也需要遵循此标准；由于眼口的排距与行距会存在误差，此时需要将其控制在10cm以内；控制好内圈炮眼与周边眼的距离，其产生的误差应控制在5cm以内；对开挖面平整性进行观察，若凸凹现象较为明显时，则需要适时改变炮眼深度，确保所有炮眼与炮底均在同一垂线上。装药深度为炮眼深度的1/3～1/2，以上各种参数在施工过程中，随土质软硬、断面形式进行调整，使其达到最佳的爆破效果。同时考虑第二排孔以后各排炮孔装药量较前一排增加。 3.3清空装药过程 在装药之前，需要施工人员将孔内部进行全面清洁，如果孔内出现岩灰、石硝等，施工人员可以使用相关器具对其进行施工清洁，还需要检查孔径、角度、深度、炮眼位置等，检查所有环节与施工规范是否相符。审核人员需要以施工设计图纸为基础，使用装药结构进行药物的安装。对于雷管的安装也需要准确进行施工，为了降低施工中可能会产生的安全隐患，在周边眼可以使用小量药卷，然后将其与导爆索配合，保障整体施工安全。一切准备完毕之后，需要以炮眼直径的大小来确定需要装的炮泥量。 3.4爆破施工 在光面爆破技术的应用中，为了使公路隧道的轮廓线可以达到预期的标准要求，需要保证各个钻眼的炸药同时起爆，因此，应针对公路隧道的实际情况及光面爆破技术的应用要求利用分段并联法连接各个钻孔的炸药，以达到同时起爆的效果。但是，在爆破施工中，需要注意其采用的导爆索可能出现超前破坏情况，因此，为了保证各个钻孔的炸药同时爆破，可以利用高段延期雷管与导爆索的双重起爆法。 4提升光面爆破质量的措施 4.1优化爆破设计 根据隧道的地质情况以及爆破效果来选择合适的爆破技术，同时还应该结合实际情况来进行爆破技术的调整，以保证最佳的爆破效