光面爆破范文

光面爆破范文（精选10篇）

光面爆破 第1篇

隧道施工的控制主要在开挖上,控制好隧道超欠挖,后序初期支护的平整度、质量都能得到有效的保证,并且有显著的经济效益,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方法,预裂爆破则是周边眼最先起爆,线装药密度要适当地比光面爆破大一些,周边眼间距要小一些,崩落距离与光面爆破周边眼的最小抵抗线要小一些。爆破后能精确地沿周边眼连线形成断裂面,把设计要求爆除的部分崩落下来,而使围岩稳定性不因爆破而遭到明显的破坏。

影响光面爆破的因素主要有以下几点:

1 地质条件的影响

光面爆破在相同的条件下,f值越高,超挖量越小,随着f值的降低超挖量增大,在有大的节理裂隙、岩脉等存在时,亦容易导致大的超挖。当裂隙方向与要求爆出的岩面方向垂直或岩体完整无裂隙时效果最好。而裂隙与裂面斜交或几组裂隙相交,则易于造成岩面沿节理面脱落。当要爆落的岩面与围岩层理平行时或软硬岩夹层面与隧道纵向基本一致时,极易沿围岩层理面和软硬岩夹层面脱落造成超挖甚至坍方,因此围岩的f值、整体性、岩石的物理力学特性、节理裂隙发育程度、软弱夹层、围岩层理面与隧道方向的关系、地质构造影响程度等都是影响光面爆破效果的关键因素。因此针对某些影响因素可以采取一些技术措施,以减小地质因素对爆破的影响,但有些因素不是人为所能控制的。所以我们要根据现场围岩情况及时调整爆破参数。

2 钻眼精度的影响

从光面爆破机理中可知,E/W的值对光爆效果有很大的影响,因此要实现设定的E、W值,这与钻眼精度有很大关系。

(1)眼口开眼误差:硬岩要求开眼位置在轮廓线上,深眼可从轮廓线偏内5cm,软眼开口位置可从轮廓线偏内5-10cm。(2)钻眼角度误差:浅眼应以3%的斜率外插钻眼,深眼应以5%的斜率外插钻眼,外插方向应与轮廓线法线方向一致,以控制眼底偏差。(3)钻机本身尺寸的影响:隧道爆破钻周边眼尤其是拱部必须有一个外插角,以保证凿岩机的操作净空。这样拱顶就出现接茬,为了保证最小的接茬台阶应选用操作净空较小的凿岩机。(4)测量仪线误差:我们单位采用全站仪全断面速测法,用坐标控制主要点,这样就最大限度地减小了放线误差。

3 爆破技术本身的影响

3.1 炸药品种选择上。

(1)与主体爆破炸药相比,要选用爆速低一些,密度小一些,爆力大一些的炸药。(2)炸药直径应根据炮眼直径选择,不偶合系数应该在1.25-2.0范围内,从实践证明不偶合系数在1.5左右比较合适。(3)装药集中度,间隔装药,以装药长度的平均线装药密度计,隧道爆破一般为0.04-0.4kg/m,过大易破坏光爆壁面,过小则爆不下来。

3.2 起爆方法不当,也可能引爆破效果不好。

当不偶合系数达到1.5以上时,应绑扎一根导爆索,以免由于沟槽效应而熄爆(如果将药卷装入断面稍大的炮孔中,在炮孔壁与药卷之间存在着径向间隙,径向间隙对于爆轰波传播过程有着不同的影响,它可能使单质高感度猛炸药的爆速有所提高。而对于低感度工业混合炸药来说,径向间隙却可能使其爆速下降,甚至使爆速中断,径向间隙的这种作用称之为沟槽效应)。同时周边眼应以最小的时间差分段同时起爆,因此光面爆破要选用红线起爆。

3.3 装药结构与堵塞质量。

装药过于集中或者炮眼全长均匀分布都将影响光爆质量,在有光爆专用炸药时,应优先考虑用光爆炸药进行连续装药,眼底适当加强。否则应选用导爆索加自制小药卷用竹片加工成串状间隔装药,眼底间距小一些,眼中间距大一些,在软岩中可采用导爆索束的装药结构。

炮眼堵塞质量也很重要,目前大部分都是用炮纸堵塞,用炮纸堵塞的长度及密实度均不太符合要求,应用加工的炮泥进行堵塞。

3.4 掏槽失败或起爆顺序混乱都不可能为周边眼提供理想的临空面条件。

4 爆破参数的影响

光面爆破就是将周边眼以内的岩石爆下来,形成规整的壁面并尽可能多的保留半眼痕迹和减少对围岩的扰动。若要爆下来主要与装药集中度(q)和最小抵抗线(W)有关;成型规整主要与炮眼间距(E)、炮眼密集系数(m=E/W)和最小抵抗线(W)有关;保留半眼痕迹和减少围岩挠动主要与不偶合系数(D)有关。因此它们之间或它们与其它参数之间是相互有联系的。从光爆效果来说这些的参数是共同起作用的,也就是说只有这些参数处在都某一正确的范围内时,爆破效果才最理想,而各参数中又以装药量最重要,也就是光面爆破周边眼的装药集中度(q)是最重要的参数。

5 光面爆破质量衡量

(1)周边眼间距不大于40cm。(2)前后炮眼要一致。(3)炮眼残留率达到90%以上。(4)超挖不能大于10cm。

6 结束语

隧道光面爆破施工中出现的问题各种各样,需要综合考虑以上的因素,选择可行的处理方案。现谨将本人在隧道光面爆破施工过程中的经验和体会形成文字,谨供各位同仁参考。

摘要：隧道施工的控制主要在开挖上,控制好隧道超欠挖,后序初期支护的平整度、质量都能得到有效的保证,并且有显著的经济效益,光面爆破效果好坏是衡量隧道开挖成败的重要依据,影响光面爆破的因素:既有地质条件为主的主观因素,又有钻眼精度、爆破技术、爆破施工参数为主的客观因素,在主观因素无法改变的情况下,客观因素的相应的调整就显得格外重要。

隧道光面爆破技术的实践与思考 第2篇

关键词:光面爆破 实施 管理 思考

一、光面爆破及其优点

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,尽可能地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。

二、光面爆破的实践

桐庐县冷坞水库保安工程放水设施改造隧洞爆破,该工程全长156米,宽1.8米,净高1.95米,其中隧拱同0.9米,总爆破方量495立方米,工期60天。该工程位于瑶琳镇东琳村冷坞,东、南、西、北向均为荒山,最近离冷坞村3—500米。

爆区岩石为石灰岩,硬度系数为f=6—10,属中硬岩石,岩石新鲜,成洞条件较好,裂隙及节理不发育,但在隧洞开挖过程中,若遇裂隙及节理作相应的处理。

1.首先在进水口及出水口同时进行推进开挖,岩渣分向外运指定地点,做好两端的安全警戒工作,推进施工以隧洞施工为控制主线,保持连的续循环作业,即钻爆、逐风、出渣、初期支护循环进行,实现隧洞快速施工,隧洞石渣采用人力手推车运至洞外弃渣场。

2.洞口的明方爆破:明方土石方开挖采用自上而下分层松动爆破,钻机设备先用27型气腿式凿岩机配6M3/min移动式空压机

洞口石方爆破技术设计:

浅孔爆破

(1)孔径:∮=38—42mm

(2)最小抵抗线:W=(25—35) ∮=1.0—1.5m

(3)炮眼间距:a=(0.8—1.2)W=1.0—1.8m

(4)炮眼排距:b=(0.8—1.0)W=0.8—1.4m

(5)台阶高度:H=1—5m

(6)炮孔深度:L=3.5—5.0m

(7)单孔焊药用量:Q=qab1

3、洞身推进爆破:

隧洞开挖采用钻爆法,由于岩石均匀且比较坚硬,断面高度不超过2米,故采用全断面开挖,局部可采用分部分阶法施工,按设计开挖轮廓线布置周边眼,间距60—70cm,辅助眼间距55—75cm,采用乳化炸药,采用少药卷、孔内延期,用非电毫秒导爆管起爆。

3.爆破参数:

(1)露天浅孔爆破与掘进爆破的孔径主要取决于钻机类型,岩石性质选择钻机类型,主要依据穿孔能力能否满足破岩生产量要求,同时还要考虑经济效益是否合理等因素,循环进尺,考虑周边控制爆破,故不宜采用大的孔径,因此该工程采用38—42mm孔径。

(2)考虑围岩的夹制力,每循环进尺控制在2米左右,掏槽型式采用混合形式,确保掏槽效果。

(3)钻孔前准确测画开挖轮廓线,点出掏槽眼与周边眼的位置,为使爆破后不留根底形成平整的底部平台,故在打眼时要考虑超深。根据实践经验,超深采用下式确定。

H=(0.8—1.2)d

式中H……超深M,d……钻孔直径mm

H取值0.5Mm

孔深H=2.0+0.5=2.5米

(4)隧道爆破施工:

本隧道主要属次坚石和坚石,弱围岩地段较短,在此主要针对坚石类围岩的全断面施工加以阐述。

(1)主要系数:次坚石围岩采用全断面推进,炮孔布置按每循环进尺2米控制,其参数选定根据公式:炮眼数N=q×s/r ,q为单位用药量(取3.0kg/M3),s为隧洞断面3.06M2,r为每米炮眼的平均装药量(取0.55),测计算炮眼值N=22,实用量为21.6Kg,布眼及装药情况如下表:

爆破参数表:

注:单位岩石耗药量约3.5Kg/M3,循环进尺2.0M,爆破效率80%,等岩石开挖后据实进行调整爆破参数。

4. 炮孔装药及堵塞:

确定合理的堵塞长度并保证质量,对改善爆破效果和提高炸药能量利用有关重要作用,堵塞长度过短将产生较强冲击波,噪音和飞石危害,反之将降低爆破量,增加钻孔费用。一般堵塞长度不小于抵抗线0.75倍或取孔径的20—40倍,根据孔深堵塞长度12=0.5M,但炮孔的深度发生变化,堵塞长度也应做相应 调整。

随着地形的变化,炮孔深度降低 装药量减少,要根据留有合理的堵塞长度来计算装药量。

5.爆破网络,炮孔布置及起爆方式:

(1)炮孔布置及装药:

本次爆破工程采用三角形布孔,其优点是能量均匀分布,本工程采用连续装药结构,采用2个起爆药包,分别置于孔内装药长度的1/4和3/4处。

(2)起爆顺序及网络:

本工程采用对角线顺序起爆,又称斜线起爆。其主要优点是在同一排炮孔间实现了孔间延期,最后的一排炮孔也是逐孔起爆,减少了后冲,又利于下一个爆区的传爆工作。同时也降低了地震波。

6.安全距离计算及控制:

(1)爆破地震:

当炸药在固体介质中爆炸时,爆破冲击波和应力波将其附近的介质粉碎、破裂,这种弹性震动是以弹性波动形式向外传播,与天然地震一样,也会造成地面震动。

爆破时量产生的地面质点峰值振动速度,为减少震动、飞石及噪声,保证洞内安全作业,需合理进行钻爆设计,严格控制装药量,确保堵塞长度及质量,降低噪声,减弱震动。

(2)爆破震动的校核:

V=K(Q1/3/R) a

式中:V——震速控制值

R——爆源中心到震速控制点的距离

Q——最大装药量21.6Kg

U——爆破震动传播途经介质系数

a——爆破震动衰减系数

依据经验公式:K=200 a=1.8

经爆破震动校验,该爆破设计对附近建筑物及隧道本身结构的震动影响均在规范允许范围内。

(3)爆破冲击波:冲击波对工作人员的安全允许距离:

RR=25Q1/3 取值21.6 Rk=69

(4)爆破飞散物

R=K￠×D

K￠——安全系数,取15—16

D——孔径42cm

计算及R=67M,爆破警戒范围不应小于200米。

三、对光面爆破技术的思考

1.为确保光面爆破的效果,合理的光面爆破设计是前提,其中关键的是周边眼间距要布置好,装药量要根据现场情况及时调整,并进行严格的施工管理。

2.准确的测量放线和精确的钻眼是保证光面爆破效果的必要条件。

3.当岩层层理明显时,炮眼方向应尽量垂直于层理面。如节理发育,炮眼应尽量避开节理,以防影响爆破效果和卡钻。

4.不均质岩体对爆破作用的影响是十分明显的,其爆破参数要根据两种岩体的特性加以考虑。

5.根据每次爆破完后的效果,及时分析原因并修正爆破参数,从而不断地提高爆破效果。

参考文献:

[1] 张应立. 工程爆破实用技术[M].北京:冶金工业出版社,2005.

[2] 王林成. 光面爆破在隧道开挖中的应用[J].山西建筑,2007(7):280- 281.

南岭隧道光面爆破技术 第3篇

1 工程概况

宝牛高速公路BT10合同段南岭隧道左线全长1 201.7 m,其中Ⅲ级围岩1 080 m;右线全长1 186 m,其中Ⅲ级围岩1 070 m。光面爆破效果对施工成本的控制、施工进度具有决定性作用。

2 光面爆破的技术要点

光面爆破要想取得良好的效果,一般要掌握以下技术要点: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精度和钻眼质量。2)严格控制周边眼的装药量,尽可能将药量沿炮眼深度均匀分布。3)周边眼宜使用小直径药卷和低爆速的炸药,在此要求采用导爆索来实现空气间隔装药。4)采用毫秒雷管微差有序起爆,并安排好起爆程序,使爆破具有良好的临空面。5)边孔直径不大于50 mm。

3 围岩光面爆破技术

3.1 布孔及起爆顺序

3.1.1 掏槽方式

采用瞬时楔形掏槽:炮孔的布置与起爆的顺序能使各炮孔确实起到协同作用,各炮孔都采用瞬时雷管,使全部炮孔能同时起爆。掏槽孔位的选择:由现场技术人员根据实际情况,一般选在掌子面岩石较破碎、较薄弱部位。如果岩石是均质的,可布置在断面中央或偏下部。掏槽孔数量、孔角、孔距的确定:根据岩石的坚硬程度及开挖断面大小,采用4对掏槽孔;孔角控制在60°～70°之间;孔距为50 cm。

3.1.2 周边眼

周边眼间距E:本合同段隧道Ⅲ级围岩为弱风化花岗岩,节理、裂隙发育不均,不发育～极发育,说明岩体较破碎,且破碎程度不均,周边眼间距的选择不宜过大,否则将达不到预期的效果,暂定E=0.4 m(施工过程中根据实际情况及时调整)。

抵抗线W:按照W=E/M计算。其中,M为周边孔密集系数,根据本合同段的围岩情况,取M=0.7,则W=0.57 m。

周边眼深度L:根据现场施工条件,周边眼深度L确定为3.5 m。

3.1.3 二周边眼的确定

二周边眼的确定也是光爆施工中的重要参数,二周边眼的爆破质量好坏直接影响周边眼的光爆质量。

二周边眼的孔距E′=1.2W=0.70 m。

3.1.4 扩大孔与掏槽孔孔底间距确定

扩大孔是紧挨掏槽孔的那排(圈)炮孔,是掏槽炮的辅助炮,它起到了扩大掏槽槽口的作用,因此它的炮孔底部与掏槽孔底部距离应比其他扩孔炮小一些,才便于保证槽口顺利地向外扩展。根据隧道岩石特性,取其间距为0.6 m。

3.1.5 扩大孔之间孔底间距

掘进断面的主要岩石靠扩大炮崩落,大部分岩石的破碎度也靠扩大炮控制,特别是公路隧道大跨度掘进时,就更显得明显。可见,扩大孔的布置也很重要。根据隧道岩石特性,取扩大孔孔口间距为周边孔距的2倍,即取扩大孔间距为0.8 m。

3.1.6 合理确定光爆孔的起爆顺序

全断面一次光爆起爆顺序:先起爆掏槽炮,然后依次起爆各段扩大炮,二周边炮,直到最后起爆周边炮。

3.2 装药量控制

3.2.1 装药集中度q

南岭隧道Ⅲ级围岩属整体性不是特别好的中硬岩,采用2号岩石乳化炸药,周边眼装药集中度为:

拱部:0.15 kg/m～0.2 kg/m;边墙:0.20 kg/m～0.25 kg/m。

3.2.2 周边眼装药结构

为使爆炸力沿炮眼均匀分布,需将炸药沿炮眼全长布设,要求采用间隔装药。根据药卷特性和周边眼装药集中度计算,每个炮眼装药量为0.52 kg,约2.5卷2号岩石乳化炸药。分布为:按照5个半卷及炮眼深度均匀分布(采用竹片控制每卷炮眼位置),孔口炮泥长度为0.2 m。

3.2.3 掏槽眼、扩槽眼、辅助眼及底板眼装药结构

掏槽眼、扩槽眼、辅助眼及底板眼装药按照装药集中度连续均匀地装入炮眼,其起爆药包位于孔底。

3.3 光面爆破炮眼布置及装药量控制

炮眼布置见图1,每个炮眼装药量见表1。

4 爆破效果

爆破后岩面保留有半眼孔痕,整体性好的围岩半眼率大于85%;在围岩壁面上无粉碎损伤,无明显新生裂隙,对围岩破坏轻微;围岩稳定,基本无剥落现象,大的危石、浮石少,循环进尺理想,周边轮廓基本符合设计要求,爆破后岩石壁面基本平整,起伏度小于12 cm;石渣最大块35 cm,渣堆集中,抛距25 m。

5 结语

1)采用光面爆破,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。2)采用光面爆破,隧道成型规整,极大地减少了掘进超挖数量和出渣工作量,加快了掘进速度,节省了衬砌材料,提高了施工进度。3)对同级围岩,根据岩石构造、破碎程度等不同情况,选取不同的光爆参数,可获得比较的理想效果。合理选用炸药品种和优化装药结构是保证光爆质量的重要因素。4)采用光面爆破,炮眼数较一般爆破法要多,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,提高测量画线布眼精度是保证光爆质量的一项重要措施。5)加强对起爆顺序和光爆孔起爆时差的控制,为光爆孔提拱良好的爆破条件。

参考文献

隧道光面爆破施工管理浅谈 第4篇

结合光面爆破在隧道工程中的广泛应用,就如何通过施工管理,全面落实光面爆破设计,保证施工安全、加快施工进度、降低成本、提高光面爆破效果展开了论述,从而推广光面爆破技术.

作 者：李建军 王景宁 LI Jian-jun WANG Jing-ning  作者单位：中铁隧道集团一处有限公司,重庆,401121 刊 名：山西建筑 英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE 年，卷(期)： 35(13) 分类号：U455 关键词：隧道   光面爆破   施工   管理  

光面爆破 第5篇

【关键词】新田煤矿 光面爆破 周边眼间距 最小抵抗线

一、前言

巷道光面爆破技术因为其具有成型规整、尺寸大小符合设计要求、对巷道围岩破坏作用小、能充分发挥围岩的自稳和自身承载能力等优点，既有利于巷道顶板管理，促进安全生产；也能节约支护材料，提高经济效益。因而，在矿井掘进施工中得到广泛应用。

二、工程概况

新田矿井属全国规划十三个大型煤炭基地云贵基地黔北矿区黔西区规划项目，也是“西电东送”配套供煤矿井，2008年列入贵州省重点工程项目，同时也是永煤集团公司2008年重点建设工程之一。新田井田位于黔西县城北东部，属甘棠乡管辖。区内交通以公路为主，贵阳至毕节高等级公路从黔西县城经过，井田东距贵阳约120km，西距毕节市约160km，距黔西县城15km，距黔西电厂（甘棠）约7km，距川黔铁路扎佐站106km，距湖林支线条子场站92km，交通较方便。本矿为隐伏煤矿床，上覆盖层较厚，主要煤层（4号煤）最浅埋深为338m，瓦斯中的可燃气含量一般大于70%，属甲烷带。区内各可采煤层中瓦斯平均含量较高，为11.26～18.56ml/g.r，平均16.20 ml/g.r。其中，主要可采煤层（4、9号）瓦斯平均含量高达18 ml/g.r。矿区内仅发育沉积岩，无岩浆岩分布。出露地层由老至新有：三叠系下统夜郎组玉龙山上部、九级滩段、茅草铺组及第四系。下三叠统夜郎组玉龙山段下部、沙堡弯段、二叠系上统长兴组、龙潭组及下统茅口组，均未出露。

新田矿区位于黔西向斜北西翼近轴部地带，区内构造形态为次一级缓倾斜褶曲。地层总体走向NE，倾向以NW和SE为主，局部地段（转折端附近）为SW或NE。地层倾角较缓，一般为5～10°；断层附近倾角常变陡，局部可达10～21°。1401回风顺槽巷道总设计长度为1213m，满足1401采煤工作面开采、通风、行人、运输等需要。

采用光面爆破技术，充分发挥围岩的自稳和自身承载能力，对于该巷道掘进顶板安全尤为重要。

三、光面爆破技术措施

搞好光面爆破，重点在于根据不同的岩石条件，合理布置周边眼，严格控制周边眼爆破参数。

（一）周边眼布置原则

1.周边眼应对称均匀布置，以保证爆破后的巷道断面成型规整；

2.巷道轮廓线转折处必须布置炮眼，用以控制巷道断面形状；

3.帮、顶眼应落在与辅助眼同一深度的竖直平面上；

4.底眼眼口应高出巷道底板标高150～200mm，其深度一般与掏槽眼相同。

煤巷掘进采用光面爆破时，周边眼应适当离开顶帮一段距离。实践表明，离顶帮的距离，硬煤一般为150～200mm； 中硬煤一般100～250mm；软煤为200～400mm时效果较好。沿顶掘进时，为了保持顶板稳定，顶板眼口应距顶板400～600mm。

（二）光爆技术措施

巷道采用光面爆破时，应根据不同的煤岩条件，严格控制周边眼的爆破参数，在技术上应采取以下措施：

1.合理确定周边眼眼距和最小抵抗线光爆巷道煤岩面的平整度与周边眼间距E和周边眼最小抵抗线W的比值M（周边眼密集系数）有关。经验表明，一般条件下，M=E/ W=0. 8～1. 0时，能获得良好的光爆效果。煤巷掘进光爆周边眼间距与最小抵抗线的比值一般采用1. 1～1. 3，但在施工中应结合具体情况调整，得出合理数据。经验认为周边眼的合理间距一般是400～600mm。在实际应用中，應根据具体情况适当调整，在曲率半径较大的拱部和边墙部分， E可取上限值或适当加大；在三心拱拱顶曲率半径较小的部位，E可取下限值适当减小；在裂隙、节理发育或层理明显的煤岩层中取偏下值为宜。根据选定的周边眼间距E和密集系数M，即可求出周边眼的最小抵抗线W，然后按周边眼间距E、周边眼抵抗线W布置炮眼。当工作面上存在软岩层或易冒落的破碎煤岩层时，为了控制和保证断面成型规整，可在软岩层的巷道轮廓线上加钻起导向作用的空眼。

2.合理选择炸药

用于光爆的炸药应当是爆速较低、密度较小、感度高、爆轰稳定的低威力炸药。在目前情况下，通常采用矿用普通Φ32mm的乳化炸药，也能取得良好的爆破效果。

3.合理确定周边眼装药量

为避免巷道围岩产生炮震裂缝，必须严格控制周边眼的装药量。周边眼的装药量，应根据岩性和煤岩层赋存条件而定。当眼深不超过2m，使用矿用乳化炸药的药量：软岩（f =2～3）100～150g/ m；中硬岩（f =4～6）150～200g/ m；硬岩（f=8～10）200～300g/ m。

4.合理选择装药结构

选择合理的装药结构为的是使药卷能量均匀的分布在周边眼内，并缓冲炸药爆炸对围岩的破坏作用。使用普通直径炸药，眼深小于2m时，可采用单段空气柱装药结构即能满足要求。

5.严格控制周边眼起爆时差

保证周边眼同时起爆，是取得良好的光爆效果的重要措施之一，为严格控制周边眼起爆时差，必须采用经过检验合格的毫秒电雷管。

四、实际应用

（一）巷道断面参数：1401回风顺槽设计为矩形断面，沿顶掘进，净宽4.5m，净高2.8m，净断面积12. 88m2，采用锚网索支护，锚杆间排距800×800mm，锚索规格Ф17.8×8300mm，打注深度8000mm。

（二）钻爆方法： YT- 28型风钻打眼，Φ42mm钻头，眼孔Φ45mm。煤矿许用乳化炸药，药卷Φ35mm，药卷长度320mm，单卷重量300g。煤矿许用毫秒电雷管1～5段，MFB-100型发爆器，普通粘土炮泥。正向装药结构，串联连线一次起爆。周边眼单段空气柱状装药结构。

图1 爆破参数

（三）炮眼布置和爆破参数：根据1401回风顺槽的工程概况，结合现有施工工艺和爆破材料等具体因素，经过施工实践，采用图1的炮眼布置方法和表1的爆破参数，能够取得良好的光爆效果。

通过炮眼布置及装药的控制等，能达到较好的光爆效果，通知为了更好的控制顺槽的成型，我们采取“宁欠勿超”的原则，局部规格不够的采用手镐刷够设计断面要求，墙体刷直，杜绝超挖、伸腿，锚杆成排成行，紧贴岩面，达到很好的光感效果。

五、结束语

通过1401回风顺槽光面爆破施工的实践证明：光面爆破不仅适用于岩巷，而且适用于煤巷。搞好光面爆破的关键在于根据巷道断面和围岩情况，合理布置周边眼，严格控制周边眼爆破参数。采用光面爆破不仅有助于提高巷道成型，减少超挖工作量，节约支护材料，更有利于巷道顶板管理，促进安全生产。

隧道光面爆破施工技术 第6篇

光面爆破技术是爆破施工技术的一种, 是指控制爆破的作用范围和方向, 使爆破后岩面光滑平整, 防止岩石开裂, 减少超挖、欠挖和支护工作量, 增加岩壁的稳定性, 减少爆破对保留岩体的破坏作用, 进而达到控制岩体开挖轮廊的一种技术。

一、光面爆破技术概述

光面爆破技术发源于1950年瑞典, 1952年, 在加拿大被推广应用。光面爆破技术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。光面爆破技术能够保证开挖面平整光滑不受明显破坏的爆破技术。光面爆破技术可使超挖量降低4%~6%, 节约了装运、回填、支护等工程量和费用。由于光面爆破技术爆破时产生的裂隙较少所以不会对岩体承载力造成影响, 保持了周岩完整性, 增大了自身承载力, 降低了岩爆危害的发生, 为施工提高了有利条件, 并且光面爆破技术爆破后巷道成型规整, 不仅减少了出渣量, 加快了掘进速度, 更节省了衬砌材料, 光面爆破技术推广及应用具有重要意义。

二、光面爆破的设计方法

光面爆破的设计, 首先应该查阅工程图纸及资料, 而后根据现场条件、施工要求综合考虑。采用一种或几种设计方法进行设计, 通过试爆, 确定光爆参数。设计的内容有:周边眼的间距E、炮眼密集系数m、最小抵抗线W、不偶合系数D、装药集中度q、装药结构及起爆方式等。具体设计方法有工程类比法、理论计算方法、经验设计法等。

1. 工程类比法

工程类比法是参照类似工程的经验数据, 根据其工程的具体条件, 确定有关参数。采用此法, 应根据具体工程地质条件、炸药种类、开挖断面的大小及形状、钻眼机具设备、开挖方法等因素与类似工程相对照综合考虑确定。爆破参数选出后, 再经过试炮确定最终的爆破参数。

2. 理论计算法

光面爆破参数的计算, 仅介绍岩石爆炸力学计算方法。基本思想是:炸药在眼中爆炸时, 使作用在眼壁的压力小于围岩的抗压强度。光面爆破参数的计算方法如下:

(1) 不偶合系数D

式中:D—不偶合系数;dk—炮眼直径, cmr—绝热指数

di—炸药直径, cm;α—爆生气体分子余容系数;

ρ0—爆生气体的初始压力, Pa;[σc]—岩石的三轴抗压强度, Pa;

(2) 周边眼间距E

式中:kp—岩石抗破坏屈服系数di—炸药直径cm。

岩石抗破坏屈服系数kp

(3) 光面爆破最小抵抗线W

理论和实践均证明光面爆破炮眼间距与最小抵抗线之比取0.8为好, 即E/W=0.8

(4) 光面爆破炮眼装填系数

式中:β—光面爆破炮眼装填系数;[τ]—岩石的抗剪强度Pa;

[σe]—岩石抗拉强度, Pa;L—炮孔深度cm。

其他代号同前。

(5) 光面爆破单孔装药量

其它代号同前。

光面爆破参数的理论计算, 一般采用与工程类比法相结合的方法, 通常只可供选定参数时参考, 在实践中尚需进行检验。

3. 经验设计法

对一般隧道光面爆破来说, 周边炮眼的间距E一般为 (8~18) d;炮眼密集系数m (m=E/W) 一般取 (0.7~1.0) , 最好是小于l, 其抵抗线为 (10~20) d或者按W=E/m计算, d是炮眼直径;不偶合系数D一般为 (1.1~3.0) ;周边眼装药集中度q, 由于岩体软硬变化太大, 它的变化范围也比较大, 一般为0.04~0.4kg/m3, q的最大值与最小值相差10倍, 因此, 如何根据地质条件、炸药品种等因素, 正确设计装药集中度, 将更为重要。

三、光面爆破施工要点分析

1. 确定开挖轮廓线及炮眼布置

根据施工现场实际情况, 确定拱顶位置以及隧道皱线位置, 采用五寸台法自拱顶向下按照0.5m的间隔距离量取左右支距, 并划定施工期间开挖轮廓线。在此基础之上, 根据炮眼布置图确定炮眼位置, 并对周边眼位置进行准确定位。

2. 钻孔

本环节施工过程当中必须同时考虑如下几个方面的问题:第一, 现场施工人员需要严格按照前期设计炮眼布置图进行钻孔, 确保钻孔位置的准确性;第二, 针对现场所钻掏槽眼, 眼口间距需要控制在±5.0cm范围内, 眼底间距误差同样按照±5.0cm标准控制;第三, 针对辅助眼而言, 其钻进角度与深度必须按照设计要求施工, 眼口行距以及排距误差按照±10.0cm进行控制;第四, 对于周边眼而言, 若钻孔过程当中其位置正好位于设计断面轮廓线上, 可沿轮廓线对钻进位置进行适当调整, 调整后位置与设计位置的误差应当在±5.0cm范围内, 眼底位置需要控制在开挖轮廓线±10.0cm范围以内;第五, 内圈炮眼相对于周边眼的排距误差应当低于±5.0cm;第六, 若施工现场开挖工作面凹凸面较大, 则需要根据现场实际情况对炮眼深度进行合理的调整, 其目的是确保光面爆破方案中除底板眼以及掏槽眼外的所有炮眼眼底均位于同一垂直面上。同时, 为了确保光面爆破的整体效果, 掏槽眼的深度需要较周边眼以及辅助眼深度提高10.0cm~20.0cm。

3. 清孔装药

装药前炮眼用高压风吹干净, 检查炮眼数量。装药时派专人分好雷管段别, 按爆破设计顺序装药, 装药作业分组分片进行, 定人定位, 确保装药作业有序进行, 防止雷管段别混乱, 影响爆破效果。每眼装好药后用炮泥堵塞。装药前先用高压风将孔中岩粉吹净, 并用炮棍检查孔内是否有堵塞物, 装药分片分组, 严格按爆破参数表及炮孔布置图规定的单孔装药量、雷管段别“对号入座”。周边眼孔口堵塞长度不小于25cm, 爆破网络连接, 采用“一把抓”法, 分片分束连接, 每12根塑料导爆管为一束, 每束安装两个即发雷管。

4. 网络连接起

爆网采用复式网络, 联接时每组控制在12根以内;联接雷管使用相同的段别, 且使用低段别的雷管。雷管联接好后有专人负责检查, 检查雷管的连接质量即是否有漏联的雷管, 检查无误后起爆。

5. 起爆

通常情况下采用复式网络的方法比较多, 以此保障起爆的可靠与准确。在对导爆管进行连接时, 需要安排专人进行检查, 杜绝出现拉细或者是打结的现象。同时, 将引爆火雷管绑定在一簇导爆管自由端距离10.0cm~20.0cm位置, 连接后安排技术人员进行检查, 检查合格后现场所有人员、机械、以及物资均撤离, 最后引爆完成光面爆破作业。

四、光面爆破效果分析

喀腊塑克水利枢纽导流洞工程, 隧道开挖宽度10.7m, 高度12.3m, 采用光面爆破技术施工后, 隧道的爆破效果明显改善, 基本杜绝了较大规模的超、欠挖现象, 取得了较为理想的效果。 (1) 爆破后残眼率能达到80%以上, 两茬炮接茬台阶平均高度8cm左右;平均超挖量5cm左右。 (2) 极高地提高了施工速度。由于光面爆破的实施效果较好, 开挖轮廓线圆顺, 超、欠挖均得到了很好的控制, 极少处理欠挖, 初期支护速度快, 后续的土工布及防水板施工速度很快, 加快了整个隧道的施工进度。 (3) 大大节省了施工材料。由于爆破效果好, 超挖少, 喷射混凝土和二衬混凝土的超用量大幅减少。施工初期由于超挖严重, 导致喷射混凝土的超用量高达120%, 个别地段的二衬厚度也达到设计的两倍。光面爆破技术的成功实施, 不仅使工程质量得到了保证, 并大幅节省了施工材料, 产生了明显的经济效益。

五、结语

隧道光面爆破技术的应用 第7篇

向莆铁路金瓜山隧道是我国自行设计、施工的双线单洞铁路隧道, 采用钻爆法施工, 正洞全长14097m, 平行于线路左侧30m设置贯通平导一座, 全长14125m。隧道出口段山坡平缓, 地表为坡积含粉质黏土碎石土, 为第四系坡积层, 施工采用新奥法掘进, 技术难度大。金瓜山隧道地质围岩为大多为Ⅱ级围岩, 约占89.29%, Ⅲ级围岩约占2.57%, Ⅳ级围岩约占5.44%, Ⅴ级围岩约占2.70%;隧道岩性主要为花岗岩, 埋深大、地温高, 易产生岩爆等灾害;洞身穿过15条断层, 断层最大涌水量7931m3/d, 全隧开挖施工采用无轨运输作业。隧道技术含量高、质量要求严、标准高、工期紧, 是整个向莆铁路的重点控制性工程之一。

1 金瓜山隧道正洞光面爆破

1.1 光爆设计依据

金瓜山隧道正洞Ⅱ级围岩采用全断面开挖, 断面面积116.16m2, 循环开挖进尺3.0~3.5m;Ⅲ级围岩采用台阶法开挖, 断面130.5m2, 循环开挖进尺为1.6~2.0m;Ⅳ围岩地段采用三台阶七步法开挖, 断面面积140.08m2, 循环开挖进尺0.8~1.6m;Ⅴ级围岩地段采用上部CD法下部台阶法开挖, 断面面积143.47m2, 循环开挖进尺为0.6~1.0m。

根据“新奥法”施工的原则。洞身开挖前, 采用计算法和工程类比法相结合的方法, 对各级围岩的开挖进行钻爆设计, 确定钻爆参数和控制钻爆设计图。正洞光面爆破施工工艺流程详见图1。

光面爆破的主要参数:周边眼的间距、光爆层的厚度、周边眼密集系数、周边眼的线装药密度等。

1.2 光面爆破的技术措施

(1) 适当加密周边眼:周边眼孔距适当缩小, 可控制爆破轮廓, 避免超欠挖, 又不致过大地增加钻眼工作量, 一般取E= (8~12) d, E为孔距, d为炮眼直径。

(2) 合理确定光面爆破层厚度:光面爆破层厚度即最小抵抗线, 由于周边眼的间距E与光面爆破层厚W有着密切关系, 通常以周边眼密集系数K表示为K=E/W。根据施工经验, 一般取K=0.6~1.0, 能达到最佳光爆效果。

(3) 合理用药:根据本隧工程地质特征, 炸药选用低密度、低猛度、低爆速、高爆力的炸药, 周边眼选用2#岩石光爆药卷, 其他炮眼选用2#岩石乳化炸药。施工中根据孔距、光面爆破层厚度、石质及炸药种类等综合考虑确定装药量。

1.3 光面爆破施工技术要求

结合国内外的工程实践, 光面爆破施工技术要点归纳为以下十一点:

(1) 施工测量:开挖作业前, 用全站仪按设计断面放出隧道中线和开挖轮廓线, 并使用醒目标志 (一般采用红色油漆线) 标识在隧道的开挖断面上, 同时进行详细的炮眼点位布置和标识 (重点控制测量精度) 。

(2) 钻爆作业:施钻根据钻爆设计图中所示的炮眼个数、眼距、炮眼深度及要求的外插角度、眼底误差进行作业, 为防止人为原因引起超欠挖, 司钻工或台车司机必须严格按技术要求进行作业。

(3) 钻机就位:台车、风钻按规定就位, 接通风、水、电路, 开钻时先送水, 后送风。钻机开孔时, 宜用1m以内的短钻杆, 待钻孔定位并钻进0.5m以上后再换长钻杆。

(4) 炮眼间距偏差:掏槽眼不大于2cm, 周边眼与内圈眼不大于3cm, 周边眼眼底不得超出外轮廓5cm, 其它眼不大于5cm。

(5) 炮眼方向:司钻中随时观察每臂 (台) 钻进情况, 利用已打好的孔眼作标志, 掌握好钻眼方向, 以达到“准、直、平、齐”的要求。

(6) 顺邦打眼:坚持顺邦打眼, 钻臂 (风钻) 紧贴岩壁, 最大限度地减少超挖。周边眼外插角不大于1.5°, 底板眼方向与隧道坡率基本相同。

(7) 掏槽眼:掏槽眼位置可根据掌子面围岩结构特征适当调整, 掏槽眼较掘进眼深20cm, 以取得较好的开挖进尺。

(8) 清孔:装药前, 采用高压风, 使用特制钢管清洗眼中的石碴、石粉及泥浆。

(9) 装药:装药采用多功能台架装药, 装药专人操作, 并制定相应的安全规程。严格按技术交底中规定的装药量及装药结构操作, 同时根据不同的围岩状况灵活调整装药量, 以达到更好的爆破效果。

(10) 炮孔口堵塞:炮孔口用炮泥堵塞, 堵塞长度不小于20cm, 炮泥用炮泥机制作, 成分为泥土、砂和水, 合理的重量百分比为土∶砂∶水=70~80∶8~10∶13~20, 最小密度达到1.90g/cm3, 并具有较好的柔软性, 炮眼堵塞长度不小于20cm。

(11) 爆破:爆破工从药库领出的药卷和导爆管确认并保存好段数标记。起爆网络按钻爆设计的形式连接, 主爆网络采用双管双索, 以确保可靠起爆。网络连接好后再次检查确认无误, 人员设备撤离至安全区域后, 由爆破工起爆。

1.4 爆破参数设计

根据金瓜山隧道实际围岩状况 (Ⅱ级围岩描述:钾长晶洞花岗岩, 弱~微风化, 褐红色~浅紫色, 中细粒结构, 块状结构, 以晶洞为特征。岩石较坚硬, 节理不发育, 裂隙少, 呈整体结构, 围岩稳定性好) 。经过理论计算, 加之开工到现在在现场施工过程中的不断修订, 得出适合金瓜山隧道Ⅱ级围岩地段实际光爆参数, 具体为:实际断面爆破设置190~200个炮眼 (根据实际情况调整) , 其中周边眼47个, 实际深度3.8m/个 (使用4m长钻杆) ;掏槽眼44个, 实际深度4.8m/个 (使用5m长钻杆) ;辅助眼72个实际深度3.8~4.8m/个 (使用4m、4.5m、5m长钻杆) ;底板眼33个, 实际深度3.8m/个 (使用4m长钻杆) 。开挖参数见表1及实际布眼见图2。

该隧道Ⅱ级围岩强度为80~120MPa, 设计开挖方量每延米116.16m3。爆破时使用瞬发雷管2发、毫秒雷管200发左右, 段位见爆破参数示意图, 炸药循环用量为330~360kg, 导爆索200m。实际每循环进尺3.4~3.6m, 打眼风钻采用YT28型气腿式凿岩机, 共32台。钻杆直径25mm, 钻头直径32mm。钻杆长度分为2、2.5、3.5、4、4.5和5m。

1.5 人员配置

开挖台车设计为4层, 作业人员按垂直高度方向5层分布同时进行开挖作业, 配备钻机32台, 开挖施工作业人员共计35人 (其中32人施钻, 3人配合开挖工作业) 。总体按两个班组轮流交替作业。具体人员布置情况见图3。

2 光面爆破取得的工程实效

2.1 循环进尺实效

工程实践证明, 金瓜山隧道正洞出口段累计完成4717m。其中Ⅴ级围岩占109m, Ⅳ级围岩占320m, Ⅲ级围岩占180 m, Ⅱ级围岩占4108m, 隧道开挖综合每月平均进尺为192.5m, 月最高进尺为263.2m, Ⅱ级围岩日最高进尺为12.3m, 单循环进尺为3.0~3.7m。

2.2 超、欠挖控制效果

金瓜山隧道成功应用了光面爆破技术, 开挖轮廓圆顺、开挖面平整, 炮眼痕迹保存率接近90%, 有效地控制了隧道超欠挖的技术难点。但是, 由于围岩节理裂隙的不稳定性及施工过程中的一些其它具体原因, 开挖施工中, 有时仍然会存在局部超、欠挖现象。为了保证隧道开挖后净空轮廓受控, 保证隧道施工质量, 在实际施工过程中, 金瓜山隧道具体控制超、欠挖方法为:每次开挖钻眼前, 先由隧道架子队测量技术人员利用莱卡TCR802全站仪实施断面测量放样, 标明开挖断面各类炮眼位置, 待开挖班组人员钻研爆破、出碴班出碴结束后, 再由项目部技术人员利用莱卡TCR1201+全站仪实施爆破开挖后断面测量复核检查, 并根据测量数据, 利用电脑生成实际开挖断面轮廓图形 (见附图) , 将该图形与理论断面轮廓图进行比对。对于复核检查发现的欠挖现象, 项目部技术人员及时以技术交底的形式下达至隧道架子队开挖班, 以便及时对隧道开挖断面进行修正处理。对于超挖现象, 认真分析, 查找原因, 在后续爆破开挖施工中采取具体措施不断进行调整。因此, 该隧道在施工过程中有效的解决了隧道开挖断面不合理的超、欠挖问题。隧道理论开挖断面轮廓与实际开挖断面轮廓拟合图见图4。现场实际开挖断面图见图5。

3 结束语

通过金瓜山隧道钻爆法光面爆破技术的成功应用, 深感意义重大, 主要认识有:

(1) 光面爆破技术的成功应用是确保隧道安全掘进的基础, 是确保隧道施工质量的根本, 是加快隧道施工进度的前提, 是衡量隧道施工企业技术先进性的标尺。

(2) 光面爆破技术的成功应用。不但可以加快工期, 节省成本, 而且可以提高后续防水分部施工质量。

(3) 提高光面爆破技术质量, 必须不断总结修正不同围岩分级的各项技术参数。如围岩的硬度、强度等, 然后根据围岩强度和硬度及时调整相关钻爆参数。

(4) 提高光面爆破技术质量, 必须及时准确的对转点进行复测。在开挖放样时埋设的转点必须做到精细复测。从而确保开挖放样的准确性。

(5) 提高光面爆破技术质量, 必须及时对开挖轮廓进行测量。在开挖过程中要及时对超欠挖予以处理。

(6) 做好监控量测工作, 掌握围岩动态, 为隧道安全施工提供信息保障。

石质路堑边坡光面爆破技术 第8篇

1 工艺流程

石质路堑边坡施工工艺见图1。

2 操作要点

2.1 布孔钻眼

布孔要坚持大孔距小排距原则, 并与设计最小抵抗线成正比。可单排眼, 也可多排眼布孔。孔位设计参数表如表1所示, 边坡孔位布置图见图2。采用90 mm钻孔为:

孔距a=D/n (D为炮眼直径, n=6~10, 岩石坚硬取大值) ;

排距b= (0.8~0.9) ×D×KS (KS取25~45) 。

光面层厚 (光爆孔抵抗线) :W=a/m (m=0.5~1.0, 软岩为0.5~0.8、硬岩0.8~1.0) 。

炮孔长度L及超深h:L=H/sinα+h;h为超挖深度, 取H (0.05~0.1) , H为台阶高度。

超挖深度的作用是为了降低装药中心有利于底盘的阻力, 使爆出的底板比较平整。

根据岩石性质变化, 随时调整孔距和排距。

2.2 装药指数

根据最小抵抗线计算装药量, 炸药爆炸是球面等量向外扩张。爆轰波只沿着最小抵抗线方向释放, 因此装药量要根据最小抵抗线准确计算。装药数量参数表见表2。装药密度Q=1/4 000πd2 (ρ0/m2) 。其中, ρ0为炸药密度, g/cm3;m为不耦合装药系数, 为炮眼直径与装药直径的比值。炮孔堵塞长度:Ld=20D~25D;q为单位体积耗药量, kg/m3, 路堑上部取0.25~0.32, 下部取0.3~0.39。根据爆破岩石层理结构, 随时调整装药指数。

2.3 装药结构

露天深孔台阶爆破中, 常用的装药结构有:1) 连续装药结构;2) 分段装药结构;3) 孔底间隔装药结构;4) 混合装药结构。根据岩体性质90 mm孔采用孔底间隔装药结构。装药结构:采用间隔一定距离的药串结构, 即纵向空气间隔装药。在孔口2 m左右不装药, 进行堵塞。堵塞段以下1 m~2 m处线装药密度为设计的1/2。药卷参数见表3, 边坡光爆装药及起爆示意图见图3。

孔底间隔装药结构特点:1) 提高了炮孔内药面高度, 减少了孔口部位爆后大块度;2) 降低了爆炸冲击波的峰值压力, 减少了炮孔周围岩石的过粉碎;3) 岩石受到空气冲击波的作用后, 还受到爆破气体所形成的压力波和来自孔底的反射波作用, 当这种二次应力波的压力波超过岩石的极限破裂强度时, 岩石的微裂隙将得到进一步的扩展;4) 延长了应力波在炮孔内的作用时间, 冲击波作用于孔底后, 又返回到空气间隔中, 进行多次冲击作用, 使应力场得到增强, 也延长了应力波在岩石中作用时间的3倍~5倍, 可使爆轰波在孔内充分利用, 既节约了炸药, 又提高了爆破功效。

3 注意事项

1) 采用人工装药, 上部用炮泥进行堵塞, 堵塞长度按 (0.75~1.0) W进行控制, 如炮孔有水无法吹干时, 采用防水炸药或其他防水措施。2) 钻眼前需要对边坡岩层的产状、地形和周围的环境进行详尽的调查, 并进行必要的试验, 确保方案的可行性。3) 对台阶面边沿的炮孔, 最小抵抗线不得小于钻爆设计规定的值, 以防最小抵抗线方向出现飞石, 炮眼深度不能小于抵抗线。选择炮眼位置时, 避免穿过岩石的层理与裂缝, 以免起爆时气体沿缝隙漏出。4) 装药时, 定量定位, 防止卡孔;回填堵塞材料选取有一定湿度的黏土, 为防止卡孔, 可分多次回填, 边回填边用木制炮棍捣实, 禁止使用铁棍捣固。5) 对地形的斜坡或平地, 有计划地进行改造, 使前次爆破为后次爆破创造两个或多个临空面。

4 质量控制措施

1) 路堑开挖边坡允许偏差和检验指标见表4。

2) 路堑边坡不得有松石, 路基边线直顺, 曲线圆滑。

3) 坡面应平整且稳定无隐患, 中硬质岩石边坡不平整处最大间隙不应超过15 cm。检验数量:沿线路纵向每100 m检验5处。

隧道光面爆破设计与应用 第9篇

关键词：隧道,光面爆破,设计,调整优化

一、工程概况

厦门环岛干道金山隧道全长3426m。双向四车道。隧道采用暗挖复合式衬砌与明挖复合式衬砌结合, 采用三心圆拱内轮廓形式。净宽10.3m, 净高6.88m。

本隧道主要由表部的人工填筑层 (种植土层) 及第四系冲洪积层、第四系残坡积层构成。隧道围岩主要V级围岩为全风化花岗岩、砂砾状碎块状强风化花岗岩。属极软岩, 容易破碎、崩解、软化。III～IV级围岩为弱风化花岗岩, 岩体破碎, 裂隙发育, 属于较硬岩。本隧道中Ⅲ.Ⅳ类围岩占85%, V级围岩占15%。为保证开挖轮廓成型质量, 施工设计要求采用光面爆破技术, 其中V类围岩采用正台阶法开挖, Ⅲ、Ⅳ类围岩采用全断面开挖。

二、光面爆破的设计与施工

1、光面爆破技术要点

光面爆破的技术要点是控制周边爆破达到设计尺寸并平整顺畅。技术要点如下: (1) 根据围岩特点, 合理选定周边爆破孔眼的间距和最小低抗线, 提高钻眼质量; (2) 严格控制周边爆破孔眼装药量, 采用合理的装药结构, 尽可能将药量沿空长均匀分布; (3) 周边孔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, 可借助导爆速来实现空气间隔装药; (4) 合理采用毫秒微差有序起爆, 使后爆破能充分利用前序爆破产生的似爆空面。周边眼的雷管起爆时差应尽可能小。

2、光面爆破的参数选择

光面爆破的参数选择可参照经验参数, 见下表。具体取值可根据实际情况选定。

3、光面爆破的质量控制

⑴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以内。

⑵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%。

⑶两层炮台阶控制。两层炮衔接出现的台阶形误差不得大于15cm。

⑷对围岩的破坏程度。爆破后, 围岩面上无粉碎岩石和明显的裂缝, 也不应该有浮石 (岩性不好时应无大浮石) 。

⑸炮眼利用率。炮眼利用率应大于90%。

三、爆破开挖质量缺陷分析与改进

1、第一次爆破效果

右洞于7月12日率先进入Ⅲ类围岩施工;按设计爆破参数进行全断面开挖, 开挖后进行观察与记录, 发表初期开挖效果很差主要表现在以下方面: (1) 光爆半眼率低仅72%; (2) 排间错台大, 最大达到23cm且轮廓凹凸不平; (3) 未留半边眼超挖、欠挖, 口部欠挖、底部超挖; (4) 挂门帘。

2、针对质量缺陷原因分析和解决办法

3、第一次爆破参数调整

在对质量缺陷进行分析后进行以下参数调整:

(1) 将周边眼线装药密度q由原来的0.3调为0.28; (2) 将最小抵抗线w由原来的67调为75; (3) 将其他炮眼装药单耗K调为1.2kg/m3, 其他参数不变。

4、调整后爆破效果

将调整方案在现场实施经过10次爆破开挖, 发现光面爆破效果显著改善, 半眼率由最初的72%提高到87%, 错台在14cm以下, 最大超挖13cm, 欠挖5cm。但同时也出现了前次检查未发现的相邻半边眼的超欠挖, 留有半边眼的超欠挖。

5、第二次质量缺陷原因分析和解决办法

6、第二次参数调整

⑴将周边眼间距E由60cm调至50cm;

⑵最小抵抗线w取E/w=0.8时, w=50/0.8=62.5cm实际取65cm。

7、第二次调整后爆破效果

将再调整方案在现场实施后, 发现光面爆破果然有较大改善, 半眼率达到91%, 无欠挖最大超挖6cm, 错台一般3cm, 最大8cm。

四、光面爆破的技术经济效益

1、大幅度提高围岩的稳定性, 减少支持工作量。

2、岩壁面平整, 危石少, 清运工作量减少, 表面应力集中现象减轻, 避免局部冒落, 增进了围岩的稳定和施工安全。

隧道光面爆破技术与应用研究 第10篇

1) 避免了隧道施工过程中产生欠挖或超挖, 减少了超挖所需的填料与欠挖处理的时间, 加快了施工进度, 保证了工程质量, 降低了施工成本。

2) 隧道实施光面爆破后, 隧道周边形成了一个光滑平整的边壁, 使隧道断面既符合设计轮廓要求, 又使隧道围岩不产生损伤, 从而保持围岩的完整性以及自身承载能力, 有利于隧道的维护。

3) 由于地下水发育, 拱部需挂设防水板。只有做好光面爆破才能保证防水板衬砌混凝土与围岩的紧密贴合, 预防空洞的产生, 防止出现滴水渗水现象, 从而保证施工质量。

4) 采用光面爆破技术, 防止了爆破对隧道围岩的强烈振动, 保持了隧道围岩的稳定性, 达到了安全施工的目的。

1 隧道光面爆破施工技术

1.1 光面爆破方案的确定

结合现场实际情况, 根据工程地质条件和施工提出的严格要求, 决定是否采用光面爆破施工。目前, 大断面隧道光面爆破施工有两种方法:预留光爆层法与全断面一次性开挖法。这两种方法都是可以采用的, 但是通过大量试验和工程实践证明, 预留光爆层法爆破效果较好。目前, 大多数隧道光面爆破施工采用预留光爆层法。

1.2 爆破参数的选择

光面爆破的影响因素十分复杂, 影响隧道光面爆破的重要因素有:炮眼直径、炮孔间距、最小抵抗线、光爆层厚度、光面爆破的角度和深度、周边眼间距、装药量和装药结构以及起爆技术等方面, 爆破参数确定如下:

1) 炮眼直径d。炮孔直径直接关系到施工的效率和成本, 应综合考虑岩石特性、炸药的性能、现场机械设备情况及工程具体要求进行选择。对于隧道开挖现场常用的炮眼直径为35mm~45mm。

2) 炮孔间距。周边眼间距和最小抵抗线是光面爆破的2个重要参数。隧道跨度较小时, 眼距适当减小, 反之适当加大。隧道开挖施工爆破可按式 (1) 确定周边眼间距L。

式 (1) 对于隧道光面爆破的周边眼间距L可取600mm~700mm, 若开挖面曲率较大, 岩石对爆破的夹制作用较强, 炮眼间距可缩小至450mm~500mm, 导向空眼和装药眼之间的间距一般不小于400mm。

3) 最小抵抗线。最小抵抗线即光面层厚度, 光面层厚度不仅影响周边眼间裂纹的形成, 而且还影响光面层的破碎和开挖后隧道围岩的稳定。因此, 确定合理的光面层厚度, 对提高光面爆破效果有积极作用。一般情况下, 周边眼间距L与光面层厚度W的比值为:

4) 光爆层厚度 (B) 。光爆层厚度是周边眼最小抵抗线, 它与开挖的隧道断面大小有关。在断面跨度大, 光爆眼所受到的夹制作用小, 岩石比较容易崩落, 可以大些;断面小, 光爆眼受到的夹制力大, 光爆层厚度可小些。一般来说, 光爆层厚度取0.50~0.80m。

5) 光面炮眼的角度和深度。在隧道掘进中, 当采用较先进的凿岩台车时, 每循环的炮眼深度可达3m以上。当凿岩机紧贴在已开出的轮廓面操作时, 凿岩机向上 (拱部) 或向外边墙偏离的角度为4~5°。

6) 周边眼密集系数 (K) 。周边眼密集系数是周边眼间距 (L) 与光爆层厚度 (B) 的比值, 是影响爆破效果的重要因素。

7) 周边眼深度 (D) 。隧道光面爆破, 周边眼的深度, 取决于钻眼精度。因受工程施工规范、验收标准和设计要求的超欠挖控制, 在使用YT-28气腿式凿岩机作业时, 因受顶板和岩壁影响不得不从轮廓线向上或向外偏斜一个角度α (通常α=3~5°) , 必须采取措施, 减小夹角, 减少超挖量。

2 隧道光面爆破施工应用实例

彭水隧道位于重庆市彭水县内, 全长9 024 m, 为Ⅰ线铁路隧道, 隧道最大埋深500m。彭水隧道采用光面爆破施工, 其出口段Ⅲ级围岩光面爆破的124循环, 平均每个循环进尺2.74m。爆炸后堆碴块度适中, 便于980C和ZL50型装载机装碴。拱部炮眼保存率为90%~95%, 边墙炮眼保存率为65%~75%, 错台一般在8 cm左右。爆后观察开挖面线条规则轮廓面基本平顺, 经衬砌段检查表明, 平均线性超挖11.8cm, 最大超挖22cm, 说明光面爆破效果良好。

麻岭隧道位于福建省将乐县境内, 麻岭隧道所处Ⅲ级围岩。隧道采用光面爆破施工, 光面爆破效果较好。爆破后两侧围岩稳定, 无大块岩石剥落和坍塌;平均线性超挖量≯10 cm, 最大线性超挖量为15cm;局部欠挖量≯12 cm;光爆、预裂面炮孔痕迹保存率为85%;炮孔利用率约90%;碴堆集中, 石碴最大块径为45cm, 最大抛距为15m。

3 结语

在隧道光面爆破施工过程中, 必须严格按钻爆设计布眼, 从而实现设定的周边炮眼间距L和最小抵抗线W。每茬炮均用测量仪器准确放出线、炮眼位置及角度, 按眼钻孔、清孔, 不合格的眼孔要重新钻, 检查合格后, 方可按设计要求装药再连线爆破。施工中应根据围岩的不同情况, 及时调整爆破参数, 选择合理的钻爆参数, 不断完善爆破设计。

经过相关工程实践表明, 隧道光面爆破开挖轮廓整齐, 美观, 起拱线以上半眼率可达100%, 下半面半孔率达90%以上, 大大地提高了工效, 隧道成型规整, 极大地减少了超挖量。由于采用光面爆破技术, 防止了爆破对隧道围岩的强烈振动, 保持了隧道围岩的稳定性, 完全可以满足安全施工的要求。

摘要：介绍了隧道光面爆破技术, 详细阐述了光面爆破参数的确定和光面爆破施工过程的质量控制与爆破效果。并通过具体施工实例, 验证了隧道光面爆破技术的必要性和技术优势。

关键词：隧道,光面爆破,爆破参数,施工实例,技术优势

参考文献

[1]JTJ042-94.公路隧道施工技术规范[S].人民交通出版社, 1994.

[2]张志呈.爆破原理与设计[M].重庆大学出版社, 1992.

[3]齐景狱, 刘正雄, 张儒林, 等.隧道爆破现代技术[M].中国铁道出版社, 1999.

[4]卓国平.龙潭隧道的光面爆破[J].铁道工程学报, 2003.