光面爆破技術(shù)及其在隧道掘進(jìn)中的應(yīng)用

陳 章

重慶華融天澤基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展有限公司

光面爆破技術(shù)及其在隧道掘進(jìn)中的應(yīng)用

陳 章

重慶華融天澤基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展有限公司

光面爆破技術(shù)是要在選擇正確的爆破參數(shù)的基礎(chǔ)上，還需要應(yīng)科學(xué)的方法使光面爆破沿著周邊的巖石裂開，而且對(duì)于隧道周圍的巖石表面幾乎不產(chǎn)生破壞從而得到的一些接近于開挖線的爆破方法，它實(shí)際上是用了巖石的抗劈的能力。這個(gè)方法是開始需要在開挖面上布置上一排的周邊的眼，讓炸藥不會(huì)充滿整個(gè)炮眼孔，而且還需要留出一定的間隔出來，最后一期同時(shí)點(diǎn)爆炸，可以靠臨近的炮眼之間的破壞沖擊波的力來形成裂縫。

隧道工程；掘進(jìn)；光面爆破技術(shù)

隧道光面爆破是支撐新奧法原理的重要技術(shù)之一，它通過正確選擇爆破參數(shù)和合理的施工方法，在隧道開挖輪廓線上布置密集炮孔，采用不耦合裝藥或裝填低威力炸藥，在主爆孔起爆之后起爆，以形成平整輪廓的控制爆破技術(shù)。光面爆破的目的在于控制爆破作用范圍和方向，盡量減少爆破作用對(duì)圍巖的擾動(dòng)，減少超欠挖，使爆破后的隧道圍巖壁面平整、光滑，滿足隧道設(shè)計(jì)要求。

1 光面爆破技術(shù)在隧道施工中的原理概述

光面爆破技術(shù)是挖掘技術(shù)的一種類型，它用于隧道施工中，實(shí)現(xiàn)快速的挖掘，在我們的隧道施工應(yīng)用中的炮眼有三種類型，即周邊眼，輔助眼和掏槽眼。在我們實(shí)際的工程中，通過在隧道的掘挖過程，光面爆破技術(shù)要求在斷面的輪廓上要加上一些周邊眼，通過合理的布置周邊眼實(shí)現(xiàn)對(duì)火藥的威力及其的能量爆發(fā)度的良好的掌握，讓炮孔周圍減少壓碎的位置大小。對(duì)于光面爆破技術(shù)，它采用的是不耦合的裝炸藥方式，在照耀爆炸了之后，炮眼周圍就會(huì)很明顯的降低壓力，這個(gè)時(shí)候我們的炸藥起的作用就是準(zhǔn)靜壓力。

2 隧道掘進(jìn)中光面爆破技術(shù)的應(yīng)用

2.1 光面爆破參數(shù)設(shè)計(jì)影響

隧道光面爆破效果的主要參數(shù)包括炮孔間距(E)、炮孔密集系數(shù)(m)、線裝藥密度(q)、最小抵抗線(W)、不耦合系數(shù)(D)，而它們之間又是相互聯(lián)系的。所以，合理確定光爆參數(shù)，特別是選擇E和W的值，使其處在某一正確、協(xié)調(diào)的范圍內(nèi)，才能達(dá)到理想的光爆效果。

1)炮眼直徑。炮眼直徑的確定直接關(guān)系到施工的效率和成本，應(yīng)綜合考慮巖石特性、現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備情況及工程具體要求進(jìn)行選擇。一般情況下，主要應(yīng)依據(jù)爆破的現(xiàn)場(chǎng)和鉆工機(jī)具確定。如在地下小斷面的巷道實(shí)施光面爆破時(shí)，孔徑取32～45mm；而在露天情況下實(shí)施光面爆破時(shí)，孔徑則可取大些。

2)炮眼間距。孔距的取值主要受到所選用炸藥的性質(zhì)、不耦合系數(shù)和巖石的物理力學(xué)性質(zhì)的影響。根據(jù)光面爆破機(jī)理分析，光面爆破的實(shí)質(zhì)是使炮眼之間產(chǎn)生貫通裂隙，以形成平整的巖壁斷裂面。

2.2 光爆孔裝藥結(jié)構(gòu)

隧道光面爆破中光爆孔通常采用不耦合、間隔裝藥結(jié)構(gòu)，不耦合系數(shù)一般為1.5～2.0。受限于工地藥卷直徑和鉆孔設(shè)備配備，該光爆孔的不耦合系數(shù)為1.5，根據(jù)線裝藥量計(jì)算得出的藥量合計(jì)為3卷多藥包。其他炮孔均采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)。為了保證光面爆破效果，光爆孔采用導(dǎo)爆索齊發(fā)爆破網(wǎng)路。

2.3 光面爆破施工工藝

隧道掘進(jìn)光面爆破施工工藝環(huán)節(jié)主要有工作面上放樣布孔、鉆孔、炮孔檢驗(yàn)與清洗、炮孔裝藥、連接起爆網(wǎng)路、起爆、檢查爆破效果。具體光面爆破施工工藝過程如圖1所示。

光面爆破的另一關(guān)鍵問題是掏槽孔與光爆孔的鉆孔準(zhǔn)確性。為了確保光面爆破效果，施工要求是：

1)掏槽孔方向應(yīng)盡量垂直于層理，其深度比其他眼加深10cm；

2)光爆孔嚴(yán)格按設(shè)計(jì)開挖輪廓線布置，開眼位置在設(shè)計(jì)斷面輪廓線上的間距誤差不得大于5cm；光爆孔外斜率控制在5cm/m內(nèi)，孔底超出開挖斷面輪廓線控制在10cm內(nèi)，爆落孔至光爆孔的抵抗線誤差控制在5cm內(nèi)，對(duì)于軟巖，光爆孔孔底應(yīng)落在設(shè)計(jì)輪廓線上。鉆孔結(jié)束，應(yīng)依據(jù)光面爆破設(shè)計(jì)圖紙逐一檢查成孔并做好記錄，對(duì)于不符合要求的炮孔應(yīng)調(diào)整或補(bǔ)孔。此外，輔助孔盡量均勻分布到工作面上。

圖1 光面爆破施工工藝

3 光面爆破技術(shù)在隧道掘進(jìn)中的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 光面爆破方案的確立與所要遵守的原則

我們要實(shí)施的光面爆破技術(shù)的方案，要符合我們具體的實(shí)際來制定，要結(jié)合當(dāng)時(shí)的工程的地質(zhì)因素和所要求的施工標(biāo)準(zhǔn)來制定，最后看是否要采用光面爆破技術(shù)來進(jìn)行我們的隧道爆破。對(duì)于隧道的光面爆破這種技術(shù)分為兩種，為全斷面一次性的開挖法，這種方法不太使用，大多都采用第二種方法預(yù)留光爆層，這種方法的爆破效果比較理想化，所以被普遍的采用。光面爆破施工技術(shù)的原則：要根據(jù)我們周邊巖石的實(shí)際情況來進(jìn)行，合理的科學(xué)的布置炮孔，并對(duì)爆破參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，從總體上提升爆破的效果。對(duì)于光面的爆破，要控制好開挖的輪廓，注意安全為第一來提高工作速度，盡量縮短工期。

3.2 技術(shù)控制措施

1)強(qiáng)化爆破作業(yè)人員的崗前培訓(xùn)，使之熟練掌握光面爆破技術(shù)要領(lǐng)和施工方法，確保施工質(zhì)量；

2)優(yōu)先選用低爆速、低猛度、低密度、傳爆性能好及爆炸威力大的2號(hào)巖石硝銨炸藥；

3)光爆孔應(yīng)采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)和間隔裝藥，所用藥卷直徑注意不應(yīng)小于該炸藥的臨界直徑，以保證穩(wěn)定傳爆；

4)光爆孔應(yīng)盡量采用齊發(fā)爆破；

5)嘗試炮泥加水袋填塞爆破技術(shù)。在炮孔填塞前，在炮孔中一定位置處放置預(yù)先制作的水袋，利用爆炸沖擊激起的靜水壓力破裂巖石但并不破碎巖石，在提高炸藥能量利用率和炮孔利用率的同時(shí)，更有利于改善光面爆破效果和爆破作業(yè)環(huán)境。該技術(shù)在重慶環(huán)線地鐵隧道爆破開挖中得到了成功應(yīng)用，并在類似工程中得以推廣使用。

光面爆破技術(shù)在隧道施工中的應(yīng)用里，爆破參數(shù)和洞的質(zhì)量息息相關(guān)，所以要科學(xué)的選擇，所以我們要慎重的科學(xué)的對(duì)爆破參數(shù)進(jìn)行確定。在開挖隧道的施工中，要對(duì)周圍巖層的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)的測(cè)量和關(guān)注，來隨時(shí)的進(jìn)行調(diào)整參數(shù)，合理的來實(shí)現(xiàn)選擇并對(duì)于查亞種類和結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，加強(qiáng)對(duì)于光爆孔的順序合理的控制，讓光面爆破技術(shù)提供好的質(zhì)量保證。

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