中梁山隧道光面爆破控制技术
杨平
摘要：本文通过对隧道光面爆破控制的钻爆设计、施工工艺、超欠挖原因的分析及施工效果的介绍，着重说明中梁山隧道的光面爆破控制技术。
关键词：中梁山爆破控制工艺
1 工程概况
华福中梁山隧道为重庆市华岩至巴福一级公路改建工程的控制工程，位于九龙坡和大渡口两区境内。隧道左线全长3561.593m，右线全长3555.00m，为分离式双向四车道公路隧道，左、右线轴线间距35.00m。
隧道穿越的中梁山山脉沿四川盆地东部呈北东向展布，南北长80.00Km，东西长3.0～5.0Km，为条带状低山。山丘相对高差100.00m左右，为典型的川东平行岭谷地貌，发育有“一山两岭三槽”特征，属构造-剥蚀地貌。隧址区位于中梁山南段、山体狭长、且相对低缓，岩体以长石石英砂岩、灰岩、白云岩、钙质泥岩等为主。
隧道部分洞身穿越溶洞、煤层采空区和瓦斯地段。主要施工方法为：Ⅱ、Ⅲ类围岩采用半断面施工；Ⅳ、Ⅴ围岩采用全断面施工，全隧采用光面爆破技术，模板台车衬砌。
2 对光面爆破的认识
隧道爆破往往不能得到表面平整的坑道轮廓线，常常出现事以愿违的超挖和欠挖，这造成了很大的工程浪费，也直接影响施工的速度。如何使用新机具、新材料、优化爆破设计，努力提高爆破质量是钻爆法施工永远要探索的课题，光面爆破技术就是其中之一。
光面爆破顾名思义就是爆破成型好，超欠挖少。它是通过调整周边眼的各爆破参数，使爆破面沿周边眼劈裂开来，从而避免周边眼以外的围岩受到破坏，并使坑道周边达到光面的效果。主要技术参数及措施如下：
2.1 适当加密周边眼间距，调整间距抵抗比E/W值
减少周边眼间距要视岩石的抗爆性、炸药性能、炮眼直径和装药量而定，一般可取E=（8～18）D=40cm～70cm。选择时，对于硬岩和破碎岩石宜取较小E值；对于软质或完整性好的岩石宜取较大的E值。
为了保证孔间贯通裂缝优先形成，必须使周边眼的最小抵抗线大于炮眼间距，通常取E/W=0.8为宜，即W≈50～90cm。
2.2 选择合理的炸药品种、炸药量和装药结构
用于光面爆破的炸药应选用爆速较低、猛度较低、爆力较大、传爆性能良好的炸药；底板眼则宜选用高爆力炸药，即可以克服上覆石碴的压制，又可以起到翻碴作用。
周边眼装药量应既具有破岩所需的应力能，又不致造成对围岩的严重破坏，施工中要根据孔距E、光爆层厚度W、石质及炸药种类等因素综合考虑和调整。一般地装药密度控制在0.04kg/m～0.4kg/m。
周边眼的装药结构，一般采用小直径药卷连续或间隔装药。炮眼、药卷直径不偶合系数λ可控制在1.25～2.0之间。但药卷直径不小于炸药的临界直径，以保证稳定传爆。必要时用导爆索传爆，孔内串联。
2.3 保证周边眼同时起爆
用导爆索或即发雷管同时起爆所有周边眼的药包，尽量使用高精度迟发雷管或导爆索作为孔内传爆。
2.4 严格掌握炮眼方向
钻眼方向的准确与否，直接影响光面爆破的效果。钻眼前要认真定准炮位，确定炮眼的方向，控制钻眼的角度，确保周边眼落在同一铅垂平面上。
3 钻爆设计
中梁山隧道岩体以长石石英砂岩、灰岩、白云岩、钙质泥岩等为主，按围岩类别区分有Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类，其中以Ⅳ、Ⅴ类围岩居多，下面着重介绍中梁山隧道Ⅳ、Ⅴ类围岩钻爆设计过程。
3.1 岩石的抗爆性及分级
本隧道Ⅳ、Ⅴ类围岩主要是灰岩，节理较发育，整体性稍好，但裂隙水发育。岩石单轴抗压强度在30～45Mpa之间，软化系数0.82，根据工程类比可判定其抗爆破性指数N为Ⅲ级，属中等爆破程度。
3.2 炸药品种选择
考虑岩石的抗爆性、裂隙水、重庆市场炸药性能和价格，决定采用药卷直径为θ=φ35mm的2#岩石炸药（有水孔采用乳化炸药），炸药单耗量k值确定在0.9～1.2之间。周边眼采用小药卷直径为θ=φ25mm的2#岩石炸药。药卷直径大于炸药的临界直径15mm。
3.3 循环进尺l和炸药用量Q
根据进度计划安排，并结合使用的凿岩设备，综合考虑后确定循环进尺
l=3.5m；每循环的总装药量为Q=klS=1.04×3.5×75=274.2kg
3.4 开挖面的支承作用距离T
根据量测数据反映,开挖面的支承作用,可以持续达到3倍洞径,也就是说开挖面距离初期支护的距离可达到T=3×12=36m。
3.5 炮眼直径D
根据使用的YT-28型风动凿岩机的性能及工作效率，采用φ38mm钻头成眼φ40mm，不偶合系数λ=D/θ=1.14 ,以免发生管道效应,导致药卷拒爆；对于周边眼可采用较大的λ值（1.2～1.3），以减少对围岩的破坏。
3.6 炮眼数目N及比钻眼数n
3.6.1 根据各炮眼平均分配炸药量的原则计算炮眼数目：
N=Q/q=kS/αβ=152个。
（装药系数α=0.53, 药卷单位长度质量β=0.96kg/m。）
3.6.2 单位开挖断面的平均钻眼数目：
n=N/S=2.03。
3.7 炮眼布置
首先确定施工开挖轮廓线，然后进行炮眼布置。全断面一次爆破开挖分区为：掏槽眼、辅助眼和周边眼。
3.7.1 炮眼深度
根据每掘进循环所要求的进尺量和炮眼实际利用率确定：
L=l/η=3.7m,其中η=94.6%。
3.7.2 开挖轮廓线及预留变形量
按设计要求，岩石预留变形量为3cm；因考虑隧道净空需要和施工误差的存在，开挖轮廓线放大5cm。
3.7.3 掏槽眼的布置
本隧道采用双楔形掏槽，掏槽眼位于断面的中部，掏槽区尺寸为4.32m2。掏槽炮先行爆破掏出一个小型槽口，以形成新的临空面。由于受围岩的夹制作用，
采用较大的炸药单耗k=7.8kg/m3和较大的装药系数α=0.6～0.8。为保证掏槽炮有效将石碴抛出槽口，掏槽眼比设计掘进进尺加深20cm，并采用孔底反向连续装药和双雷管起爆。
3.7.4 辅助眼的布置
辅助眼由内向外，逐层布置，逐层起爆，逐步接近开挖轮廓形状。辅助眼间距E=60～90cm，采用孔底连续装药。
3.7.5 周边眼的布置
周边眼间距E=60cm，采用串联间隔装药。周边眼方向以3%～5%的斜率外插，眼底落在设计轮廓线以外10cm～15cm，前后两排炮眼的限界台阶高度控制在10cm之内。
3.7.6 装药结构和堵塞
掏槽眼和辅助眼采用连续装药结构，周边眼采用间隔装药结构，起爆药包按反向装药包设置。
堵塞材料用粘土和砂按3：1混合，在加2～3%的食盐，堵塞长度约为1/3的炮眼长度。但通过实践，炮眼深度大于2.5m同时采用反向装药，可对炮眼不堵塞。
3.7.7 起爆方法和起爆顺序
起爆方法采用非电导爆管法起爆，导爆管由8号火雷管发爆。
起爆顺序为：掏槽眼---辅助眼---底眼---周边眼，采用迟发毫秒非电雷管控制延期时间，跳段使用。
3.7.8 实例爆破图表
爆破设计图表详见<<中梁山隧道爆破设计图实例>>。
4 施工工艺
4.1 放样布眼
钻眼前，测量人员要用红铅油准确绘出开挖面的中线和轮廓线，标出炮眼位置，其误差不得超过5cm。在直线段，可用3 台激光准直仪控制开挖方向和开挖轮廓线。
4.2 定位开眼
采用钻孔台车钻眼时，台车与隧道轴线要保持平行。台车就位后按炮眼布置图正确钻孔。对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其他眼要高，开眼误差要控制在3cm 和5cm 以内。
4.3 钻眼
钻工要熟悉炮眼布置图，要能熟练地操纵凿岩机械，特别是钻周边眼，一定要有丰富经验的老钻工司钻，台车下面有专人指挥，以确保周边眼有准确的外插角（眼深3m 时，外插角小于3°；眼深5m 时，外插角小于2°），尽可能使两茬炮交界处台阶小于15cm。同时，应根据眼口位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼深度，以保证炮眼底在同一平面上。
4.4 清孔
装药前，必须用由钢筋弯制的炮钩和小于炮眼直径的高压风管输入高压风将炮眼石屑刮出和吹净。
4.5 装药
装药需分片分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管要“对号入座”。所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm。
4.6 联结起爆网路
起爆网路为复式网路，以保证起爆的可靠性和准确性。联结时要注意：导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管连接次数应相同；引爆雷管应用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端10cm 以上处。网路联好后，要有专人负责检查。
4.7 瞎炮的处理
发现瞎炮，应首先查明原因。如果是孔外的导爆管损坏引起的瞎炮，则切去损坏部分重新连接导爆管即可；但此时的接头应尽量靠近炮眼。如因孔内导爆管损坏或其本身存在问题造成瞎炮，则应参照《隧道爆破安全规程》有关条款处理。
4.8 质量检验标准
4.8.1 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（眼深3m）。
4.8.2 开挖轮廓圆顺，开挖面平整。
4.8.3 炮眼痕迹保存率。围岩为整体性好的坚硬岩石时保存率应大于80%，中硬岩石应大于60%，软岩应大于50%。
4.8.4 两次爆破的衔接台阶尺寸不大于15cm。
5 超欠挖原因
5.1 隧道方向垂直于岩层走向，则破裂是整体的，超挖一般较少；但当平行岩层走向时，则超挖较多；若遇软弱或完整性差的围岩，更易产生超挖。
5.2 周边眼外插角过大，则产生超挖偏差。
5.3 周边眼布置及周边眼排距设计不当，超欠挖严重。
5.4 少打眼，擅自减少钻孔深度，装药量过大，钻孔方向偏差等都会产生不必要的超欠挖。
6 施工效果
中梁山隧道采用光面爆破技术，平均月开挖进尺162m ，最高开挖进尺310m ，有效缩短工期三个月，并且光爆效果良好，炮眼痕迹保存率达90%以上，得到业主和兄弟单位的好评。
178.27m/m
50.67个/m 78.34kg/m 7～10个/台2.03个/m
2
534.8m 3.5m 0.946274.2kg 3
Φ35×165(150g)mm
毫秒非电雷管1.04kg/m
硝铵炸药1523.5m,掏槽3.7m 18台2
75m
Ⅴ类掘进每米的炮眼消耗量
炸药总耗量炮眼利用系数每循环进尺炮眼总长度
每平方开挖面炮眼个数每台凿岩机钻凿炮眼个数掘进每米的炸药消耗量掘进每米的雷管消耗量单位炸药消耗量
雷管种类药卷规格炸药种类炮眼数目炮眼深度凿岩机台数开挖断面积岩石级别爆破条件和预期效果
1.951.951.951.951.951.953.5
3.53.53.53.53.53.53.533.6段装药量(kg)9.7525.3531.215.637.054
4.8536.0
38.851.95起爆段别14炮眼数量
单孔装药量(kg)2.4MS-11MS-14MS-13MS-12MS-16MS-15MS-18
MS-17516138192316
37 2.25
1.051 1.95MS-9MS-(1-7)3.7炮眼编号１-3掏槽眼炮眼名称7131191517
21
19辅助眼
底板眼
周边眼5 3.5周边眼装药结构
炮眼布置立面图
炮眼深度(m)果地质变化和爆破效果作相应调整。说明：１．图中尺寸均以cm计。
２．本设计用于Ⅳ、Ⅴ类围岩地段。施爆时根据监控量测结 3、YT28风钻钻眼，炮眼直径φ40mm。 4、周边眼外插角度不大于３cm/m。
5、炮眼可用炮泥堵塞至孔口,炮泥事先用适当比例的粘土、砂及水配制好.
6、采用φ35mm卷装2#岩石炸药，有水时用乳化炸药。塑料导爆管孔内微差簇联起爆网路。
7、周边眼采用导爆索串联φ25mm药卷间隔装药,间隔距离14cm,装药集中度0.3kg/m 。
8、装填系数：掏槽眼0.85,辅助眼0.75,周边眼0.9,底板眼0.85。
钻爆参数及主要技术指标
中梁山隧道爆破设计图实例
隧道控制爆破技术问题探讨 要：随着我国经济水平的不断提高，城市化进程得到了不断地推进和深入，伴随着这种发展现状，城市的基础设施在不断建设和完善，各种类型的工程建设如雨后春笋般纷纷涌现，尤其是城市道路和公路工程的建设发展势头尤为迅猛，近些年来，全国各大城市纷纷建设了公路、铁路、地铁和轻轨等道路工程，这促进了我国交通事业的腾飞，在这些工程中都伴随着地下工程和隧道工程，而其隧道或地下工程在施工过程中又伴有开挖阶段，在开挖时必须运用到爆破技术，为了使隧道工程施工在爆破上具有安全性，需要了解和掌握隧道的爆破控制技术。文章就隧道控制爆破技术问题进行探讨。 关键词：隧道；控制；爆破技术 1 隧道控制爆破技术的重要性 在我国经济水平不断提高的大前提下，城市的基础设施得到了不断的建设和完善，各种类型的工程建设纷纷涌现，特别是城市道路和公路工程的建设和发展势头尤为地迅猛，这些道路和公路工程的建设促进了我国交通事业的腾飞，使得我国的交通事业进入了一个新的发展阶段。众所周知，公路、铁路、地铁和轻轨等道路和公路工程的建设都伴随着地下工程和隧道工程的施工，而其地下或隧道工程在施工过程中也会伴有着开挖阶段和过程，在开挖的过程中必须运用到爆破技术，由于城市中的隧道在特点上普遍具有地表建筑物密集、埋深较浅的特点，这给其爆破施工带来了施工安全隐患，为了使隧道工程在施工上具有安全可靠性，了解和掌握隧道的控制爆破技术是必要的，只有掌握了这一技术，
才能更好地保证隧道工程施工的安全可靠性，进而保障施工人员的生命财产安全不受威胁，并充分发挥隧道工程的社会效益和经济效益，从更大的方面来说，可以推动我国经济健康向上地发展，并促进我国各方面事业的可持续发展，使得我国的可持续发展战略早日实现。因此，作为隧道工程的爆破施工人员，一定要了解和掌握隧道工程施工的隧道控制爆破技术，只有这样，才能更好地保证隧道工程施工的安全可靠性，进而保障自身和人们的生命财产安全不受威胁，并充分发挥隧道工程的社会效益和经济效益，推动我国经济的健康向上发展和可持续发展。从这些方面可以看出，隧道控制爆破技术具有重要的意义和作用，其重要性是不言而喻的。 2 影响和制约隧道工程实施爆破的主要因素 对于隧道工程实施爆破来说，其爆破会受到一些因素的影响，这些因素不利于隧道工程正常和顺利地实施爆破。影响隧道爆破的主要因素表现在以下几个方面： 2.1 地质条件因素影响 地质条件因素对隧道工程实施正常的爆破具有一定的影响，如果隧道工程的施工地质条件比较差，其地质环境是由大量的白云质的灰岩和角砾状的白云质的灰岩组成，上面还覆盖了一层岩层，节理发育，连续性较差，这种地质条件在进行地质勘探和钻孔工作，以控制其深度时，其内部会伴有地下水活动，这就不利于隧道工程顺利地实施爆破。 2.2 地面建筑的密集情况以及危房的覆盖率因素影响 这一因素对隧道工程正常地实施爆破也有一定的影响，如果地面的
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
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）
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）
隧道控制爆破技术与应用 隧道控制爆破技术与应用 摘要：本文通过隧道爆破在围岩中产生的破坏和扰动，以及爆破地震动效应的分析指出，通常用控制爆破时隧道围岩或构造物的振动峰值，能实现控制爆破破坏的目的，详细列举了隧道微振动爆破技术在应用过程中爆破参数的选定、布孔图形及装药量的计算方法。 关键词：隧道工程控制爆破微振动爆破 近年来，随着国民经济的快速发展，各种建设的规模日益扩大，在全国各地，都在积极发展的高速铁路、公路、水工建设及城市地铁轻轨项目中，都有很多地下工程和隧道施工。在这些工程中，有些隧道在开挖时，必须采用减轻爆破强度、减小爆破扰动的爆破技术，方能保证隧道施工安全，这时，通常采用以下三种情况： 1、软弱围岩为避免塌方和能安全进行大断面开挖，常使用大型施工机械或微振动的隧道控制爆破。 2、城市隧道地面地下环境复杂，人口密集，房屋林立，地下管线密布，经常使用微振动控制爆破施工。 3、临近既有线施工或两相邻隧道同时施工，采用爆破施工时宜采用微振动控制爆破。 隧道爆破施工时，不对隧道围岩及隧道周围环境，特别是地表建筑物造成破坏，或过大扰动，是我们在爆破施工中追求的一个目标。 1、隧道爆破产生的破坏和扰动 隧道施工爆破对隧道围岩的稳定性有显而易见的影响；当隧道埋深较浅时，常常对地面的建筑物造成扰动和破坏，开挖爆破对隧道围岩破坏和扰动大致有以下几个方面 （1）接近爆破一定距离内，爆破能力对介质的作用为非弹性，围岩在这个区域内，在冲击波和高温高压的爆炸气体共同作用下，出现破碎圈； （2）稍远处伴随着冲击波在介质中产生的应力波和地震波，对围岩产生扰动和破坏。
但是，目前对岩石的爆破机理，特别是隧道爆破过程本身对围岩的作用机理的研究还很不充分，隧道工程爆破的设计和实践目前仍以工程类比法或经验为主完成，在一些隧道施工工地的现场观测资料表明，施工爆破对围岩的扰动和破坏是十分明显的。 2. 工程爆破的地震效应 在岩土中爆炸时，炸药爆破能量的2%到6%将转变为地震波。隧道工程的爆源，同时也是地震源。它会产生在围岩一定范围内传播的，由随时间而变化的应力构成的力系引起的爆破地震动效应。其主要研究内容是爆破地震波的传播规律及其对传播介质和围岩，以及建筑结构的影响。 如前所述，在距爆源一定距离内，爆炸能量对介质的作用为非弹性作用，该范围内出现岩体因爆破作用形成的破碎带，在某一定距离以远，这种非弹性作用终止，而开始出现弹性效应。这种弹性扰动在岩体介质中以地震波的形式由爆炸区向外传播。这种爆破地震动实际上是震源发出的行进的波动扰动，这种行进的波动扰动会引起围岩介质质点的振动。质点的振动强度超过某一限度时，就会造成隧道围岩，衬砌，及某些情况下地表建筑物的开裂，破坏，甚至坍塌。观测资料表明，二次爆破造成的扰动破坏更大。重复爆破作用的扰动，会导致岩石或结构物中已有的裂隙累积性扩展。 3. 控制爆破振动的隧道爆破技术 减轻，控制爆破振动的爆破技术，常常也称为微振动爆破技术。 如前所述，在控制爆破振动的爆破技术中，人们经过大量工程实践，已经充分认识到必须采用综合技术措施，才能得到较理想的效果。其中大多数工程都会首先考虑的，如：合理的开挖分部，掏槽技术，使用低爆速炸药，毫秒雷管微差爆破，改善装药结构，及最重要的一点控制爆破规模，每循环的进尺等。 这里，仍需强调说明的是，隧道微振动爆破时通常不对一次爆破的总药量进行控制，而是对同时起爆的同段药量加以控制。这一点对于软弱围岩毫无疑问是正确的。但对坚硬完整的岩层，则常是掏槽炮眼的爆破产生一次爆破中强度最大的振动。尽管它不是同时起爆最大一段药量。这时经常是周边眼为最大一响药量。振动速度的全程监测
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
文章编号：1009-6825（2013）06-0156-02 谈高速铁路隧道施工控制爆破方案设计 收稿日期：2012-12-15 作者简介：赵君（1980-），男，工程师 赵君 （中铁十八局集团有限公司，天津300222） 摘要：就京沪高铁金牛山隧道下穿既有公路的综合施工技术作为研究内容，结合金牛山隧道的特点，采用经验公式对爆破方案进行设计，以此确定单段最大装药量，从而为工程实践提供参考。 关键词：隧道，数值计算，爆破 中图分类号：U455．6文献标识码：A 1工程概况 京沪高速铁路作为我国高速铁路网中“四纵”的重要组成部分，于2008年4月开工建设，线路总长度达1300余千米，设计时速350km/h，是新中国成立以来一次建设里程最长、投资最大、标准最高的高速铁路，京沪高速铁路现已建成并于2011年6月正式开通运营。本文研究之金牛山隧道位于山东省泰安市岱岳区六郎坟村与高新区小官庄村之间，隧道进口里程为DK465+335，出口里程为DK467+240，隧道全长1905m，隧道内为单面坡，坡度3?和12?的上坡，隧道所处地形起伏较大，其中隧道最大埋深为35．37m，隧道在里程为DK466+230 DK466+330区段下穿京福高速公路C匝道，此区段内埋深仅为9．8m，属于超浅埋隧道，在DK466+560 DK466+660段下穿京福高速公路正线，其中高速公路宽度为36m，隧道与公路匝道和正线的交角分别为14．57?和36．7?，属于斜交。隧道的工程地质情况为风化花岗片麻岩，局部夹杂角闪岩和部分石英，其中围岩已经风化，尤其接近地表埋深较浅处节理裂隙较发育，岩石比较破碎并有地下裂隙水发育，属Ⅳ级围岩。 2控制爆破方案设计 当隧道采用钻爆法进行开挖时，由于炸药的爆破产生的震动，对既有隧道的结构和洞周围岩影响非常大，并且使得既有隧道比静力状态下更容易遭到破坏。京沪高铁金牛山隧道为超浅埋隧道，围岩风化比较严重，加之地表有既有高速公路通过，在进行爆破开挖时，这种破坏将会更加严重。所以如何将爆破对隧道支护结构、围岩以及上部的既有公路的影响减小到最低限度是本文所要研究的核心内容。 1）现行爆破震动影响控制标准。工程中常以引起结构的位移、速度和加速度等物理量来衡量爆破震动的强度，那么就必须要有一个临界值或者说标准来衡量这些物理量对既有结构的影响，并由此来判断爆破震动强度。在实际爆破工程中以上几个因素一旦超过临界值，就认为相应岩体已经被破坏，而这一临界值被称为爆破震动的破坏标准。对爆破震动的影响进行了文件性总结并给出了极限值（见表1）。 表1爆破的影响和特定的Ⅴ极限值的文件性总结表 种类V/cm·s－1类型岩石注释 地下爆破试验（美国）46引发值砂岩在直径2m 10m的毛洞中进行高强爆炸使用，实验中有些岩石落下Koi隧道（日本）33．8引发值花岗岩混凝土衬砌中出现小裂缝瑞典30临界值杂岩未衬砌隧道中有石块落下 瑞典7限值短时间连续爆破时，采用该值 北美空防联合司令部5．6引发值旁边隧道爆破时，地下洞室无损坏瑞士3限值使用或未使用混凝土衬砌的地下室和隧道需强制实行该限值Dinorwic（英国）4．5限值强制实行该限值主要在于防止破坏预应力混凝土和安装的仪器 我国学者吴德伦等人参考欧洲国家的做法，建议的爆破震动标准见表2。 表2爆破震动控制建议标准 建筑物分类频率范围/Hz质点震动速度/cm·s－1 现浇混凝土结构＜103．5 钢结构10 403．5 4．0 坚固堡坝40 1004．0 5．0良好设计的砖混结构＜102．5 一般条石砌筑堡坝10 402．5 3．0 挡土墙40 1003．0 3．5灰岩砂浆或条石建筑＜101．5 砖木混合结构10 401．5 2．0 木结构40 1002．0 2．5 陈旧危险建筑＜100．8 精密防震设备建筑10 400．8 1．0 历史建筑40 1001．0 1．2水工隧道、下水管道10 5012有支护的地下洞室或构筑物50 20013 综上所述，可以看出不同的国家、科研部门以及不同的学者对爆破震速的认识和想法是不同的，因此提出爆破震动速度的限值差别很大，在实际工程中，由于地质条件、爆破方式、隧道结构形式存在差异，所以可操作性很差，针对不同的隧道施工项目应从工程实际情况角度出发，提出相适应的爆破方案。 根据GB6722-2003爆破安全规程中的规定，各类建筑物的爆破震动安全允许标准如表3所示。设计中只考虑爆破对已衬砌隧道的结构安全。根据规定，隧道安全允许震速标准值为10cm/s 20cm/s，设计中取安全控制值为10．0cm/s。 a．选取建筑物安全震速时，应综合考虑建筑物的重要性、建筑质量、新旧程度、自振频率、地基条件等因素。 b．省级以上（含省级）重点保护古建筑物与古迹的安全允许震速，应经专家论证选取，并报相应文物管理部门批准。 c．选取隧道、巷道安全允许震速时，应综合考虑构筑物的重要性、围岩情况、断面大小、埋深大小、爆源方向、地震震动频率等因素。 d．非挡水新浇大体积混凝土的安全允许震速，可按表3给出 · 651 ·第39卷第6期 2013年2月 山西建筑 SHANXI ARCHITECTURE Vol．39No．6 Feb．2013
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:
爆破控制思考题 1.何为控制爆破（叙述定义）。 根据工程要求和爆破环境、规模、对象等具体条件，通过一定的技术措施，严格地控制爆炸能的释放和介质的破碎过程，并使爆破公害控制在规定的限度之内，这种对爆破效果和爆破危害进行双重控制的爆破技术称为控制爆破。 2.控制爆破的控制内容包括哪些？ ①控制炸药爆炸能量的释放过程②控制爆破体的破碎程度③控制爆破破坏作用的范围④控制爆破体的抛移、塌倒方向和堆积范围⑤控制爆破的危害作用 3.爆破公害主要有哪几种？ ①爆破地震②爆破空气冲击波③爆破噪声④爆破飞石⑤有害气体 4.控制爆破中，介质的破坏过程主要服从哪种爆破机理？ 爆炸气体的膨胀作用，利用缓冲原理降低爆轰波峰值压力对爆破介质的冲击破坏作用，使炸药爆炸能量得到合理分配和充分利用 5.何为等能原理？ 根据爆破对象的实体状况、环境条件及工程要求，优选爆破参数，正确计算每个炮孔内的装药量，使每个炮孔内炸药爆炸释放出的能量与该孔周围介质达到预期爆破效果所需的能量相等，使介质只产生一定宽度的裂缝或原地松动破碎，而无多余的能量引起地震、空气冲击波和飞石等爆破公害。这一原理称为等能原理。 6.控制爆破中单孔装药量主要是根据什么原则确定的？ 体积原则：在相同爆破条件下，爆破碎碎岩石的体积与装药量成正比 能量守恒原则；炸药爆炸释放的有效能量≥破坏介质克服阻力消耗的能量 7.能量控制计算公式中，装药系数主要与何种因素有关？ ①面积系数q1与最小抵抗线的乘积接近一个常数，成反比 ②体积系数q2:爆破介质的性质:σ↑，q↑，最小抵抗线W（关键）: w↑, q ↓，临空面的数量及大小(关键):临空面多、大，q↓ 8.体积准则装药量计算公式中，单位用药量系数主要与何种因素有关？ ①爆破介质的性质:σ↑，q↑②最小抵抗线W（关键）: w↑, q ↓③临空面的数量及大小(关键):临空面多、大，q↓ 9.控制爆破中的微分原理的主要内容是什么？ 将爆炸某一目标所需的总装药量进行分散化与微量化处理，故称为微分原理，中心思想：“多打眼，少装药”，把微量的炸药合理地装在分散的炮孔中，通过分批微差多段起爆，达到爆破质量的要求、显著地降低爆破危害的目的。 10.控制爆破中孔网参数（a孔距、b排距）的布置要考虑哪些因素？ ① a、b 取值过大，装药量相对集中，对爆破震动影响较大,不利于安全，破碎块度也大。 ②a、b 取值过小钻孔及爆破成本提高，或沿孔间贯穿出现大块，或先响炮孔将后响炮孔内的炸药压死造成拒爆。 11.控制爆破中炮眼深度主要根据什么原则确定？其主要影响因素是什么？ ①：原则是装药中心位于被爆破结构体的中心或形心。 ②：使得药包在各个方向的抵抗线保持均匀一致，抵抗包括结构的抵抗和几何材料的抵抗。 12.控制爆破中，在何种条件下要使用分层装药？分层装药结构中，相邻药包间的最小距离是多少？
编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 暗挖矿山法隧道减震爆破 技术 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-6254-96 暗挖矿山法隧道减震爆破技术 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 1 工程概况 广州市轨道交通三号线【广州东站～林和西站】暗挖区间分为左右两线隧道，折合单线长度1676. 99延米，隧道埋深9.2～27m，局部埋深5.0m。隧道穿越处围岩以红层全风化至红层微风化粉砂岩为主，拱部多处于土、石交界地层，施工中围岩变化频繁。 该段地形平坦，地表为林和西路，交通繁忙。线路两侧基本为多层和高层建筑物，起始端35m位于东站站厅层下方，终点左线45m紧邻中信大厦，东侧中间地段均为公共绿地；西侧建筑较多，主要建筑有广州东站建筑群、景星酒店、中水广场、电力设计院、中信广场等。 2 减震开挖方案 2.1 钻爆技术要点
本区间隧道洞身穿越处主要为中、微风化岩层，需要爆破开挖。但钻爆开挖必须考虑以下技术要点： 2.1.1 钻爆开挖时，要防止爆破震动引起上方软弱地层的坍塌，危及施工安全和地面安全。 2.1.2 由于本主体暗挖隧道左、右线间距较小,隧道之间岩墙体厚度最小间距为7.0m，因此，先行开挖的隧道易受后开挖隧道爆破震动的影响，甚至破坏。 2.1.3 隧道埋深浅，距离建筑物过近，钻爆施工易对地面建筑物及地下建、构筑物产生震动影响，甚至破坏。 为避免震动对地面建筑物的危害，采用减震、光面爆破。爆破作业遵循浅孔密布的原则：少装药，短进尺，多循环、分台阶开挖。左右线隧道同时施工时，严格控制光爆层的厚度、炮眼间距和装药量，尽可能的减少对地表建筑和周边地层的扰动。并先行一条隧道，后行隧道爆破开挖时，尽可能的减少对先行隧道已成结构的扰动。故爆破方案如下： 2.2 减震开挖方案
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。
浅谈控制爆破技术的应用 近年公路改扩建工程建设较多，属于营运线施工，因此，控制爆破技术在公路工程建设中的应用越来越广泛，并且爆破技术日趋成熟，极大的加快了公路工程建设的施工进度。本文介绍了控制爆破的计算及控制技术，确定了在距离G107道路较近的岩石爆破开挖的控制方法。 标签：控制爆破；近距离；爆破安全 1、控制爆破的概念 控制爆破是指通过一定的控制技术措施，合理地确定炮孔位置、距离，严格爆炸能量和爆破规模（亦即一次起爆的最大装药量），使爆破的声响、振动、破坏区域以及破碎物的散落范围、倾倒方向，控制在规定的限度以内。 现就岳阳市临湘至湖滨公路（即G107道路扩建）A2标石山爆破为实例，浅谈一下控制爆破技术的应用。 2、工程概况 岳阳市临湘至湖滨公路A2标总长为33.06km，是沿G107道路扩建而成，道路加宽14m至48m，建成后为一级公路，宽度为26m～60m。土石方开挖总量98万m3。 临湖公路A2标挖方地段岩质为页岩，强风化～微风化，石质坚硬，开挖过程中采用机械开挖和控制爆破相结合。其中难度较大的一段山体位于K9+700～K9+990段，该段路堑位于G107道路的南侧，京广铁路的东侧，最大高度为62.5m，爆破区距离G107道路最近距离只有4m，距离京广铁路最近距离只有20m，爆破作业难度非常大。 3、爆破总体方案 3.1爆破施工场地安排 根据现有的地形条件，该路堑开挖采用机械开挖和爆破开挖相结合的方式进行，先利用大型挖掘机开挖，挖至弱风化岩层时，再利用控制爆破开挖。该爆破工程分两个作业面，两个爆破作业区轮流爆破作业，该山体爆破出渣只有一条通道，位于山体的西侧，所有开挖石方都经山体西侧便道运出，两个爆破作业区轮流出渣。因考虑到爆破作业区距离G107道路和京广铁路太近，为减小对既有道路行车的影响，保证行车安全，我单位决定采用控制爆破，大型挖掘机配合开挖，同时在G107道路上方设置钢防护棚。 3.2爆破方案
隧道光面爆破技术 隧道爆破的特点 （1）只有一个自由面（临空面）； （2）炮眼深度受到一定限制，这是与隧道围岩条件、打眼机械工具、爆破技术等有关系； （3）受隧道围岩条件的控制，爆破参数主要取决于围岩级别；还取决于开挖方法与断面大小； （4）钻孔、装药、引爆都在较恶劣的条件下进行； （5）隧道爆破、炮眼比较集中， 1.5-2个/m2; （6）多采用类比法设计，计算简单。不象洞室爆破、拆除爆破等要进行较复杂的计算和药包的 布置。 1 、光面爆破的特点 1.1 隧道成形规整，应力分布均匀，有利于围岩稳定，从而提高围岩自承能力。 1.2 对围岩的扰动范围小，相应的炮震裂缝少，从而增加施工安全性。 1.3 光爆成形规整，有利于施作锚喷支护。 1.4 节约材料，降低工程造价。尤其是减少超欠挖，可大大减少衬砌砼超灌量。 2、光面爆破的作用原理炮眼中炸药爆炸时对围岩产生两种作用，一种是爆炸产生的高温高压气体膨胀过 程对围岩的静压 和尖劈作用，这种作用时间较长，一般为几至几十毫秒；另一种是炸药爆炸瞬间的冲击波对围岩动压作用，这种作用的时间较短，但作用比静压作用猛烈。一般爆破中，冲击波动压的作用是主要的。 光面爆破，就是人为地采取技术措施，减弱动压对炮眼周壁岩石的冲击作用，而使高压气体产生的静压作用成为主导。如果相邻的炮眼间距适当，爆炸时爆炸气体将在炮眼连线方向产生较大的集中应力，作用于这个方向的眼壁上，由于岩石抗拉强度远远低于抗压强度，于是沿相邻眼连线方向眼壁出现裂缝，而爆炸产生的高压气体形成的尖劈作用，使既成裂缝进一步扩展，最终形成规整的破裂面。 控制并减弱爆破冲击波动压作用的主要技术措施是： a、采用小直径药卷。使不偶合系数大于1，爆破时有一定的缓冲作用，动压大为降低。 b、采用缓冲装药结构。包括不偶合药包连续装药结构和偶合药包间隔装药结构。 c、控制每米炮眼长度的装药量，并均匀分布于炮眼内。 d、采用爆速低、猛度小、低密度的炸药。 3、光面爆破的质量标准 3.1 周边轮廓基本符合设计要求，岩石壁面平整，隧道壁面起伏在15~20cm 以内。 3.2周边炮眼痕迹保存率：硬岩》80%、中硬岩》60%。 3.3 爆破后的保留的半眼壁面上无粉碎和明显新生裂缝，对围岩破坏轻微。 3.4 爆破后，大的危石、浮石较少。 4、光爆参数的选择 4.1、周边眼孔距（E）及抵抗线（W） 4.1.1 孔距（E）:可选350~700mm左右。当围岩软弱、节理裂隙发育或隧道跨径小时选 350~500mm ;中等硬度岩石选450~650mm ;岩石坚硬完整时选550~700mm。 抵抗线（W）:通常为450~800mm。当岩石软弱时选450~600mm；中等硬度岩石选 4.1.2
岩石爆破技术的现状与发展 要：结合笔者对爆破技术的研究，对近几年来国内外较为先进的岩石爆破技术的理论及控制爆破技术方面进行简要的介绍，随着岩石爆破技术的不断发展，爆破工程机械化程度的提高，人们对工程爆破作业有害效应更加的专注。岩石爆破技术的发展对爆破施工发挥起到了重要的作用。 关键词：岩石爆破技术；爆破理论；现状；发展 在破岩的过程中采用最为普遍也是效果最好的手段就是爆破。岩石爆破技术的发展不仅仅取决机械设备、测量工具等硬件设备的发展，而且还需要依托爆破理论学、岩石力学等方面的理论成果。随着岩石爆破技术的不断发展以及爆破力学的不断深入，以及测量设备的不断改进、计算机技术在爆破中的普及应用，推动了我国爆破技术向着机械化、智能化方面发展，其只要体现在下面几个方面：一是岩石爆破中使用的各种机械设备逐渐的完善，爆破施工的机械化水平快速发展；二是在对岩石等相关材质的分析上广泛的采用了全新的扫描技术和分析处理技术，根据分析出的岩石的性质来选择与之相符的爆破方案；三是爆破的规模在不断的扩大，爆破的工艺也在不断的更新；四是在爆破的过程中更多的考虑到了环境保护，采用各种控制爆破技术，尽可能的降低岩石爆破对环境及生态造成的影响。五是在岩石爆破过程中开始普遍的应用计算机进行辅助爆破，或者进行计算机模拟爆破，特别是将计算机与GPS 定位系统结合之后发展了数字钻爆系统。这些方面的特点都对我国岩石爆破技术的发展起到深远的影响。
1 岩石爆破理论 所谓的岩石爆破就是利用炸药在爆炸的过程中产生的能量来破碎岩石的方法。岩石爆破理论可以系统的分为两个部分来进行概述：一是岩体中的爆破应力波，岩土在炸药爆炸的过程中，岩体会收到冲击和扰动，而在岩体中传播的波，在波的影响下岩体的内在状态会随之发生变化，因此我们将在固定中传播的扰动波称之为应力波；二是岩石爆破破碎机理，爆破机理的研究是一个较为复杂的课题，由于岩石爆破是也在一个高压、高温、高速的三高环境下发生的，在现有的科技条件下是无法进行测试的，而岩石的状态又是不定的，目前也找不到一个合适的状态方程来对岩石的变化进行科学合理的描述，因此，对岩石爆破作用机理的研究还仅仅停留在定性的阶段，现在实际采用的都是多年积累的经验，并没有科学的根据。虽然这个两种不通的机理，但是在实际的爆破过程中这两者都发挥着作用，只是在不通岩石材质下两者发挥的作用程度不一样。 岩石得以破坏是因为在爆破的过程中产生的应力超过了岩石本身多能够承受的最大限度，岩石的破坏与爆炸时产生的能量大小和岩石的力学特性有着紧密的联系。也就是说，要想对岩石进行破坏，在假定装药的型号、形式及自由面相同的条件下，药包装药的多少只要是由岩石的力学特性决定的。在岩石爆破技术的研究过程中，岩石的力学特性与爆破破碎的关系一直都是研究的一个重点。在一定程度上岩石的力学特性决定了这次岩石爆破的难易程度，它主要表现在岩石的抗压、抗拉、抗剪等方面。炸药的单耗与岩石的这些特性是成正比关系的，对于大多