浅谈光面爆破技术的应用
摘要：光面爆破在井巷施工中的运用，大大地减小了巷道围岩破坏范围，最大限度地保持了围岩的自身强度，具有表面平整，损伤小，稳定性好。通过我矿24采区开拓、准备巷道光面爆破的实践，降低巷道支护成本，提高了锚杆支护的安全可靠性，为煤矿取得了较好的技术经济效益和社会效益。
关键词：光面爆破；炮眼；装药；技术应用
1．概况
矿井24采区位于矿井北端，水文地质条件中等，矿井主采煤层为二煤、四煤，煤层赋存较稳定，采区开拓、准备工程一般布置在四煤层底板中，直接顶为砂质泥岩，厚2.8m，坚固性普氏系数为5，直接底为砂质泥岩,厚3.6m，坚固性普氏系数为5.5，掘进方式为炮掘。矿井掘进自九十年代初期已开始推广应用光面爆破技术，但由于施工普遍存在少打眼、乱打眼、多装药、乱放炮的现象，造成光爆效果欠缺。通过近几年掘进支护技术不断革新，掘进眼具更新，操作工序改进，在一定的程度上达到了提高爆破效率、改善爆破效果、增加进尺、保证了巷道成型。
2、光面爆破的原理概述
2.1 光面爆破的原理：沿巷道开挖边界布置密集炮孔，采取不耦合装药或填低威力炸药，在主爆区之后起爆，以形成平整的轮廓面的爆破作业。掘进巷道一般情况下,炸药爆炸时,药包表面的冲击波压力峰值可达数百万千帕( kPa) ,这个数值远远超过了岩石的抗压强度。因此,药包周围的岩体被压碎成粉状,形成一个粉碎区。光面爆破的原理就是降低炮孔壁上的压力峰值,使炸药爆炸后,孔壁上产生的冲击压力低于处于体积应力状态下的岩石抗压强度,而由此产生的切向拉应力要超过岩体的抗拉强度。这样,当周边眼起爆时,由于应力波的叠加和爆生气体准静压力的作用,炮眼连线上切向拉应力超过岩石抗拉强度，而首先产生裂缝并贯通, 同时也抑制了孔壁上其它方向裂缝的产生从而达到不破坏围岩的目的。
2.2光面爆破的优越性
光面爆破在岩巷中得到了较好的推广应用。采用“多钻眼、少装药”，合理布置炮眼和适量装药，获得光爆预留层，使围岩破坏范围和破坏程度减小，从而提高围岩抗拉平衡能力，巷道成形规整。这种爆破技术有煤巷施工当中也非常适用。我矿根据本矿区的地质条件和地压显现规律，针对不同的巷道布置和岩层性质，制定合理的光爆图表，在掘进爆破过程中，限制炮眼装药量、降低煤岩抵抗线，减小爆轰波对围岩的破坏程度，使巷道开挖后对围岩应力处于弹塑性状态。这样就为锚杆支护创造了有光面爆破的优点
3．光面爆破的应用
推广应用地点:24采区运输下山(皮带运输道),上标高为-430m与上22采区-430皮带道相连,下标高为-520m,与24采区-520甩车场联络巷相连.巷道布置在距四断层顶板15～25米间,巷道坡度约19°,巷道总长约276 m。
3.1打眼及炮眼的布置
掘进施工采用ZY—7665型风钻、空六角钻杆、直径为43mm “一”字型钻头打眼。工作面二部凿岩机作业，爆破落矸，耙装机扒矸，1吨矿车装车，蓄电池电机车运输。
3.1.1循环作业方式
合理的炮眼深度应与循环作业方式相适应，即合理的炮眼深度应能保证每班或圆班完成整循环，保证实现正规循环作业，这样，每班工作任务明确，便于组织和管理，配合锚喷支护及其掘支作业方式，在合理的炮眼深度内，力争达到一班一循环。24运输上山巷道为1/3圆弧拱形断面,巷道宽2.6米,巷中心线高2.8米,断面6.5米2弧巷道断面较小,适应一班一循环作业方式,循环进度1米。
3.1.2 掏槽形式
目前,浅眼多循环的巷道掘进爆破中，最常用的掏槽形式是垂直楔形掏槽。而中深孔爆破时垂直楔形掏槽的应用受到了巷道断面宽度的限制，多采用直眼掏槽。直眼掏槽的形式有多种，较为常见的有菱形掏槽、角柱掏槽、螺旋掏槽等。各种掏槽形式的共同特点是利用数量不等的平行空眼作为首爆装药眼的辅助自由面和破碎岩石的膨胀补偿空间。直眼掏槽外，直眼和斜眼复合式掏槽(线形和垂直楔形、菱形和垂直楔形复合)也不失为一种较好的掏槽方式。我矿24运输下山布置在四煤层坚硬的底板岩层中,因此,煤眼采用直眼掏槽，掏槽炮眼深度1.3m，爆破后炮眼利用率85～90％，爆破块度也较为均匀。
3.1.3 炮眼数量及眼深
炮眼间距、直眼掏槽参数多由经验确定。笔者认为，掏槽爆破主要是利用装药爆炸后岩石中产生的破碎破裂作用，因此对于直眼掏槽，要保证槽腔内岩石充分破裂破坏，掏槽炮眼应布置在破裂区内。合理的炮眼间距应保证炮眼间贯通裂隙完全形成。综合考虑爆炸应力波和爆生气体在贯通裂隙形成过程中的作用，光爆周边眼的间距与其最小抵抗线存在着一定的比例关系，即： K=E/F
式中: K—炮眼密集系数,一般0.6～1,岩石坚硬时取大值,软时取小值.
E—周边眼间距,一般取250mm～350mm;
F—最小抵抗线.
周边眼的间距和最小抵抗线在采用预留光面层的爆破中,爆破后岩面的平整程度与最小低抗线 W 和周边肯距 E 的比值 K(密集系数)有关。查资料可知 K= 0.8～1.0 时,能得到较好的爆破效果;周边眼距 E,一般取 400 — 500、毫米;在软岩中增加 1～2 个起导向作用的空眼,以保证成形规整。按照光面爆破的要求，周边眼的中心都应布置在巷道设计掘进断面的轮廓线上，而眼底应稍向
轮廓线上偏斜，一般不超过100～150mm，这样可使下一循环打眼时凿岩机有足够的工作空间，同时要尽量减少超挖量。
24运输下山岩石较坚硬,共布置煤眼46个,其中5个掏槽眼,深度1.3米;14个辅助眼深度1.2米;23个周边眼，深度1.2米;4个底眼, 眼深1.3米.周边眼眼距250mm～300mm,掏槽眼间距200mm～250mm,其它眼距400mm～450mm.岩石硬度系数高取小值, 岩石硬度系数低软取大值。
3.2 2 装药结构和装药集中度
较合理的光爆装药结构为径向空气间隙不偶合和轴向软垫层不偶合装药。巷道周边光面炮眼装药量通常用装药集中度来控制，所选装药集中度的大小要求爆破后在炮眼周围的岩石中不产生粉碎性破坏，并能在岩壁上留有眼痕，炮眼装药量对保持岩壁平整无明显裂隙，具有很大影响。装药量过多，岩壁破碎严重；装药量过少，周边眼不能贯通。经验表明，周边眼的装药量每米炮眼(装药集中度)为0.～0.5kg/m。
24运输下山巷道施煤眼参数指标
定向断裂控制爆破是利用一些方法首先使炮眼壁某部位应力集中而产
生径向裂缝，同时避免眼壁其他部位产生微裂缝，随后在爆炸应力波和爆生气体的共同作用下，径向裂缝持续发展，形成预期的断裂面。与普通光面爆破相比，其主要的技术特点有巷道周边成型质量提高、围岩破坏程度降低、眼距加大、周边钻眼工作量减少。特别是在软岩巷道效果常用的断裂控制爆
破方法有两种，一是在炮眼壁沿纵向v形槽，当柱状装药爆炸后产生的应力波首先在切槽尖端引起应力集中而开裂，尔后爆炸气体作用使裂缝沿切槽方向延伸，直到相邻炮眼贯通；二是利用特殊形状的药包爆炸后首先在炮眼壁的某一部位产生初始裂缝，然后在爆生气体作用下裂缝持续发展，形成定向断裂面。在巷道爆破中使用最多是切缝药包。
3.2.3 定向断裂使用爆破材料
矿井使用的是三级煤矿许用乳化炸药,药卷直径φ30mm；药卷质量
200g；药卷长度300mm。操作方法如下：
①、乳化炸药经雷管起爆后，炸药在药卷内以一定爆速进行传播，直至药卷爆轰结束。
②、使用1～5段毫秒电雷管起爆，并从药卷顶端插入。
③、装药前必须将炮眼内的煤粉或岩粉掏净，以避免爆炸不良或残留药等现象。炮眼封泥采用粘土炮泥或用不燃性的、可塑性松散材料制成的炮泥封实。严禁用煤粉、块状材料或其他可燃性材料作炮眼封泥。
④、装药时，用专用炮棍的顶部楔形放在药卷底部槽内轻轻将药卷推入周边眼的炮孔内，药卷间不应有明显的间隙。
⑤、遇有水工作面时，可直接将乳化炸药装入炮孔内使用，无需排水和安装防水袋。
3.2.4 光面爆破的技术要求
(1).光面爆破对炮眼布置的技术要求:光面爆破对炮眼布置的技术要求光面爆破的目的是,最大可能地按设计断面尺寸将巷道开挖出来,尽量保持煤体自身强度, 使之少受破坏。为达此目的,可在工作面的中间适当加密炮眼,首先掏出一个空腔(即掏槽) ,然后,爆破才能由里向外一圈圈地将煤体向里压下来。所以,光面爆破的炮眼由里向外是一圈圈地布置,且每圈炮眼的间距、抵抗值与装药量也是由里向外逐圈依次减少,到周边眼减至最小, 最后才能轻轻地把煤体压下来,使煤体
破坏最小,达到光面爆破的目的。光面爆破应采用全断面一次性爆破,以减少对围岩的工程破坏次数,但在煤巷掘进过程中,雷管的总延期不得超过 130 ms。光面爆破应合理布置炮眼,按由里向外各圈依次是:掏槽眼→辅助眼→周边眼。
(2).打眼要掌握“准、平、直、齐”4 个要点,即点眼要准、掌钎要平、眼要直、眼底要落在一个垂直面上,使爆后工作面整齐。
为确保达到“准”的要求,每次打眼前,必须将中心、腰线引到工作面,找出巷道轮廓线来,然后按光爆图表标出各类炮眼布置线和每个炮眼位置,眼要准确,误差不允许大于 30 mm, 并采取“定人定钻”的原则。
(3)周边眼选用同号雷管起爆炸药、尽量采用眼底集中装药结构。以利于同时起爆。
4. 结论
4.1 应用效果;从24运输下山施工来看，巷道共276米，从2012年5月4日开门掘进至2012年8月18日峻工，共计107天。实施工光爆后取得的成绩：
①、按月循环率88%计算，掘进循环进度1米，每小班（8小时）一个循环，每天三个循环，月循环进度79米。较原来月进尺60米，增高了19米。有效地提高了掘进速度。
②、通过加强现场光爆效果管理，巷道除在标高-470遇F1正断层顶板破碎带巷道围岩眼痕数不低于80%，炮眼残留眼痕不低于50%。超挖尺寸不得大于150mm, 欠挖不得小于20mm。
③、由于光爆成形规整，喷浆支护一般只做 5～10cm 的喷射混凝土支护。与普通爆破后的混凝土碹（衬砌）相比，可相应的增大使用面积，更合理、更有效地利用空间。
④、节约材料，降低工程造价。光面爆破与普通爆破相比，可节省炸药 15％左右，眼孔利用率高 10％左右。
4.2 结语
我矿的实践证明，光爆技术对掘进巷道具有较强的推广意义，光爆技术性强,施工要求严格,要达到理想的光爆效果,除选择合理的光爆参数外,还必须严格按光爆技术要求施工,才能达到好的效果。因此，只要联系实际，不断进行技术创新，制定科学合理的的光面爆破图表，加强现场落实与监督，巷道的支护效果就明显提高。掘进巷道才会达到最佳的爆破效果。
参考文献：
【1】《浅谈光面爆破》湖南科技资讯.2007年第二期
【2】《巷道光面爆破技术与应用》山东煤炭科技.2006年第十期；
【3】《煤矿安全规程》2012年版。
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㎝.
光面爆破设计 1.光爆标准：眼痕率不少于70%；超挖尺寸不得大于150mm，欠挖尺寸不得超过质量标准要求；岩面上不应有明显的炮震裂隙。 2．光面爆破的起爆顺序。起爆顺序：掏槽炮→辅助炮→周边炮→底板炮→底角炮。 3．光面爆破参数的确定 （1）周边孔间距E。周边眼通常布置在距开挖断面边缘0.1m至0.2m处,光爆孔的孔底的孔底朝隧道开挖轮廓线方向倾斜3～5°。当爆孔孔径D为42mm时，周边孔间距E =（10～14）D，即0.42mm～0.59mm；Ⅱ、Ⅲ级围岩周边眼的间距为0.55m，Ⅳ级围岩约为0.50m比较合适。 （2）光爆层厚度W。光爆层厚度就是周边眼最小抵抗线，它与开挖的隧道断面大小有关。断面大，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，光爆层厚度相对要小些。同时，光爆层厚度与岩石的性质和地质构造有关，坚硬岩石光爆层可小些，松软破碎的岩石光爆层可大些。 （3）密集系数K。周边眼密度系数是周边眼间距E与光爆层厚度W的比值，是影响爆破效果的重要因素。 K=E/W（K取值0.8） （4）孔深L。围岩循环进尺：L=0.5×B×90%=0.5×6.0×90%=2.70m(隧道宽度B=6.0m)。除掏槽眼和底角眼取值3.2m外，其余各眼炮孔深度取3.0m。在实际操作中应视掌子面的凹凸情况，调整各炮眼钻孔长度，使所有炮眼眼底处于同一垂直面上。 （5）装药量Q。一是确定炸药单耗量q，炸药单耗量对装药效率、炮孔利用率、开挖壁面的平整程度和围岩的稳定性都有较大的影响。它取决于岩性、断面积、炮孔直径和炮孔深度等多种因素。q取值1.2kg/m3。二是装药集中度Q。光面爆破装药量的计算，主要是确定周边眼光爆层炮眼装药集中度，即Q=qEW Q确定为0.11～0.30kg/m。 （6）炮孔数量N。炮孔数量取决于掘进断面积、岩石性能和炸药性能。孔数过少将造成大块增多，周壁不平整，甚至会出现炸不开的情况；相反，孔数过多将使凿岩工作量增大。 N=0.0012qS/ad2 式中N—炮孔数量，个；q—单位炸药消耗量, 取1.2kg/m3；S—开挖断面面积，（Ⅳ级围岩S=52m2 ，Ⅱ、Ⅲ级围岩S=42m2）a—炮眼装填系数，取0.62；d—炸药直径，硝铵炸药为32mm。Ⅱ、Ⅲ级围岩炮孔数量N=95个，Ⅳ级围岩炮孔数量N=118个。 4．装药结构。周边眼装药采用径向不偶合间隔装药结构，不偶合系数为1.5～2.0。所有爆眼统一装φ32标准药卷，周边眼间隔装药，岩石炸药与乳化炸药混装，周边眼药卷不需绑在竹片上，直接装入，孔口用炮泥堵塞。光面爆破装药过程中，如果只注意控制周边眼用药量而忽视内圈辅助眼的药量控制，很难达到理
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）
目前光面爆破广泛应用到边坡工程以及防护中，本文首先简要的介绍边坡的概念，对边坡采用光面爆破存在的问题进行分析总结，分别提出解决措施，最后对边坡光面爆破进行总结。这对提高施工安全可靠、经济以及边坡稳定都有重要的意义。 关键字：边坡工程 光面爆破 解决措施 SMOOTH BLASTING OF SLOPE PROBLEMS AND SOLUTIONS Zhang Tingfeng （Southwest University Of Science And Technology） Abstract: The smooth blasting
widely applied to slope engineering and protection, this paper first briefly introduces the concept of the slope, the smooth blasting to slope analysis of existing problems, solving measures
put forward respectively, and finally to summarize slope smooth blasting. This to improve the construction of safe and reliable, economic, and slope stability has important meaning. The smooth
is widely applied to slope engineering and protection, this paper first briefly introduces the concept of the slope, the smooth blasting to slope analysis of existing problems, solving
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:
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）
官舟隧道光面爆破质量控制 发表时间：2017-07-10T15:48:37.603Z 来源：《基层建设》2017年第7期作者：朱争锋 [导读] 摘要：为提高隧道开挖质量，保证施工安全，减少超、欠挖，提高工程质量和效率，节约成本。中交第一公路工程局 摘要：为提高隧道开挖质量，保证施工安全，减少超、欠挖，提高工程质量和效率，节约成本。以官舟隧道为例，阐述了光面爆破特点及原理，分析其施工工艺流程及操作要点，并对确保光面爆破质量的技术措施进行了归纳总结。 关键词：光面爆破；质量控制；施工；官舟隧道 1、工程概况 官舟隧道左洞长2295米，右洞长2261米，是沿德高速公路项目全线最长的隧道。隧道洞内围岩级别主要有Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ等三级，现主要以Ⅲ级围岩施工为例进行简要论述，Ⅲ级围岩岩性主要为中风化灰岩，岩体较完整，呈大块状砌体层状结构，在施工过程中官舟隧道进口采用台阶法开挖；官舟隧道出口采用全断面法开挖。 2、光面爆破特点及原理 根据公路隧道“新奥法”施工的需要和工程地质条件，结合施工现场实际情况，决定采用光面爆破施工。光面爆破施工，可以减少对围岩的扰动，增强围岩的自承能力，特别是在不良地质条件下效果更为显著，不仅可以减少危石和支护的工程量，而且保证了施工的安全。由于光面爆破使开挖面平整，岩石无破碎，减少了裂隙，这样可以大大减少超欠挖量。据有关资料统计，光面爆破与普通爆破相比，超挖量由原来的15%～20%降低到4%～7%，不但减少出碴量，而且还很大程度的减少了支护的工作量，从而降低的成本，加快了施工进度。光面爆破的破岩机理是一个十分复杂的问题，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；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，形成平整的爆裂面。 3、施工工艺流程及操作要点 3.1 钻爆设计 3.1.1 掏槽眼形式 Ⅲ级围岩掏槽眼形式采用楔形斜眼掏槽，不同的围岩类别、不同的开挖方法，掏槽眼的深度也不同。 3.1.2 光爆参数选择 光面爆破参数选择主要与地质条件有关，其次是炸药的品种与性能。隧道开挖断面的形状与尺寸，装药结构与起爆方法，严格控制周边眼的装药量，采用合理的装药结构，尽可能的使药沿药眼长均匀的分布，这是实现光面爆破的重要条件。影响光面爆破效果的因素有很多，主要因素有：地质条件、周边眼的间距、光爆层的厚度以及周边眼装药量的多少等。在光面爆破中，炮眼间距E、最小抵抗线W、炮眼 密集系数K、装药集中度q是相互制约的。 1）光爆层厚度（B） 光爆层厚度就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，光爆层厚度可以大些，断面小，光爆眼所受到的夹制作用大，光爆层厚度可以小些，光爆层厚度与岩石的性质和地质构造也有关，坚硬岩石光爆层可小些，松软破碎的岩石光爆层可大些。官舟隧道确定光爆层厚度（B）为60～80cm。Ⅲ级围岩周边眼最小抵抗线取值为65cm。 2）周边眼密集系数 周边眼密集系数是周边眼间距（a）与光爆层厚度（B）的比值，是影响爆破效果的重要因素。 A=（12～16）d K= a/B 式中，a为周边炮眼间距，cm；d为炮眼直径，mm。K值总是小于1当d=38～46mm，a=30～60cm，B=75～80cm时，K=0.6～0.8。 3）装药量计算： 光面爆破装药量的计算，主要是确定周边眼光爆层炮眼装药集中度，即以kg/m表示，一般采用实验方法求得或从同类工程中选取。 q=QaB 式中，q—装药集中度，kg/m；Q—单位体积耗药量，g/m3；a—周边眼间距，m；B—光爆层厚度，m；通过现场试验和施工经验数据，用计算法进行校核，确定q=0.2～0.35kg/m。 4）周边眼装药结构 周边炮眼采用φ20mm小药卷间隔装药，导爆管、导爆索、竹片用电工胶布与炸药卷绑在一起。
光面爆破施工工艺 1 前言 1.1工艺概况 光面爆破20世纪50年代末首先在瑞典兴起，1952年在加拿大首先使用，现已被规定为隧道掘进工程中的标准方法。隧道采用光面爆破能使围岩周边形成平滑圆顺的表面，可以有效控制周边超欠挖，减少围岩扰动，减少支护工程量。同普通爆破相比，光面爆破能取得巨大经济效益、安全效益和其它综合效益。 光面爆破的优点是明显的，但光爆效果随着地质条件的不同差异很大，参数选择也必须根据地质条件不同而采用不同的参数。要取得理想的爆破效果，必须了解光爆的作用原理和影响参数，通过爆破初步设计，并反复实践才可达到良好的爆破效果。我们通过石林隧道Ⅱ、Ⅲ级围岩光面爆破的设计，并结合地质条件、钻孔设备、设计要求，多次调整施工参数和工艺，不断摸索、完善，经总结形成本标准工艺。 1.2工艺原理 光面爆破是控制开挖轮廓超欠挖和平整度的爆破技术。它沿开挖轮廓周边布孔，利用掏槽眼和掘进孔爆破后形成的良好临空面，在光爆层中起爆，借以减少光爆层爆破时内侧岩层对光爆层的夹制作用，降低炸药单耗，减少一次起爆药量，降低爆破震动效应，减小对周边围岩的破坏，使其获得平滑的开挖廓面及降低超欠挖的一种施工技术。 2 工法的特点 1）光爆周边眼钻眼精度要求高、装药技术要求较高； 2）适用于各种围岩类型； 3）开挖轮廓外观质量好，对围岩扰动少，增加施工安全，具有良好经济效益； 4）施工参数因地而异，方法灵活。 3 适用范围 本工法适用软岩、硬岩等地质条件下的铁路、公路、水工等隧道和岩石边坡处理。 4 技术标准 《工程地质手册》第四版-2007；《爆破工程消耗量定额》GY102-2008；《爆破安全技术规程》GB6722-2011；《高速铁路隧道工程施工技术指南》铁建设[2010]241号；《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10753-2010；《隧道现代爆破技术》。 5 施工方法 光面爆破是根据岩石岩性、产状和开挖断面大小入手，确定爆破深度、炸药类型、
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
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
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。
石方光面爆破 爆破方案 设计人： 审核人： 批准人： 设计单位： 设计时间：2014年11月14日
目录 一、工程概况 (3) 二、施工要求 (4) 三、爆破设计施工方案的编制依据 (4) 四、爆破设计方案 (4) ⑼装药不偶合系数δ (9) 五、炮孔布置 (11) 六、装药填塞 (12) 七、起爆网路 (13) 八、爆破安全距离计算 (15) 九、试验炮 (16) 第二章施工组织设计 (18) 一、施工准备 (18) 二、人员职责 (18) 三、边坡光面爆破施工工艺 (20) 3.1施工工艺流程图 (20) 20 3.2孔位测量放样 (21) 根据原地面标高数据及设计图纸，测量放样边坡台阶的坡脚前沿线，并用竹桩拉线
标记，孔位沿台阶的坡脚前沿线布置，根据已确定光面爆破参数，确定的孔距进行孔位测设，每一个孔位打竹桩标记，并标明炮孔编号及孔深。 (21) 在进行具体的孔位放样过程中，除了要满足孔距等参数要求外，炮位设计还应充分考虑岩石的产状、类别、节理发育程度、溶蚀情况等，避免在两种岩石硬度相差很大的交界面处设置炮孔，边坡大于2级台阶时，应自上而下进行爆破。 (21) 3.3钻孔 (21) 钻孔采用KQJ—100B型潜孔钻机钻孔，根据边坡爆破钻孔孔位测设成果选取孔位，钻机架设角度与边坡角度一致，采用钢管搭设与设计坡比相同的架子，调整潜孔钻机的倾斜角度，确保钻孔倾斜角度与设计要求一致，同时采用水平尺进行调整。 (21) 填土层采用粘土护壁，使钻机可以顺利钻进成孔，钻机钻杆每节1m，钻进快到底标高时，应严格控制钻孔深度，以免造成抵抗线过小或过大，影响爆破质量。 (21) 3.4爆破装药 (21) （1）装药结构 (21) 堵塞段：堵塞段的作用是延长爆破产生气体的作用时间，且保证孔口段只产生裂缝而不出现爆破漏斗，根据上述已确定的参数，本工程选堵塞段长度为1.5m。 (21) 均匀装药段：该段一般为轴向间隔不偶合装药，并要求沿孔轴线方向均匀分布。轴向间隔装药须用导爆索串联各药卷起爆。根据上述选定的参数及乳化炸药规格，均匀装药段每米绑扎3个药卷。 (22) 孔底加强段：加强段长度大体等于堵塞段，取1m。由于孔底受岩石夹持作用，故需用较大的线装药密度。根据上述选定的参数及乳化炸药规格，孔底加强段共绑扎5个药卷。 (22) （2）装药及堵塞 (22) 装药前应清除炮眼内的石粉和泥浆等物，对于积水，用空压机吹孔清理，为防止炸药受潮，还应垫上油纸。 (22) 第一、二、三级台阶炸药装药采用轴向间隔装药，必须采用导爆索起爆，用导爆索串联各药卷起爆，要求导爆索爆速不小于6000m/s，导爆索之间的相互连接采用线绳或胶带紧紧捆扎在一起，捆扎长度不应小于150mm。 (22) 为保证孔壁不被粉碎，药卷应尽量置于孔的中心。本工程装药定位采用将药卷及导爆索绑于竹片进行药卷定位。 (22) 起爆导爆索所用雷管采用线绳或胶带牢固的与导爆索捆扎在一起，起爆点放在中间，为防止盲炮，一般设置两个起爆点。在装药过程中随时用卷尺测量孔深。 (22) 炮眼的堵塞材料，一般为干细砂土、砂、粘土等，最好以一份粘土、三份砂（粗砂）在最佳含水量下混合而成的堵塞料。堵塞时对紧贴起爆药卷的堵塞物不要捣压，以防振动雷管引起爆炸，其余的堵塞物要轻轻捣实，但要注意防止捣坏导火线或雷管脚线。 (22)
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。
石方光面爆破爆破方案 设计人： 审核人： 批准人： 设计单位： 设计时间：2014年11月14日
目录 一、工程概况 (3) 二、施工要求 (4) 三、爆破设计施工方案的编制依据 (4) 四、爆破设计方案 (4) ⑼装药不偶合系数δ (9) 五、炮孔布置 (11) 六、装药填塞 (12) 七、起爆网路 (13) 八、爆破安全距离计算 (15) 九、试验炮 (16) 第二章施工组织设计 (18) 一、施工准备 (18) 二、人员职责 (18) 三、边坡光面爆破施工工艺 (20) 20 20 3.2孔位测量放样 (21) 根据原地面标高数据及设计图纸，测量放样边坡台阶的坡脚前沿线，并用竹桩拉线标记，孔位沿台阶的坡脚前沿线布置，根据已确定光面爆破参数，确定的孔距进行孔位测设，每一个孔位打竹桩标记，并标明炮孔编号及孔深。 (21) 在进行具体的孔位放样过程中，除了要满足孔距等参数要求外，炮位设计还应充分考虑岩石的产状、类别、节理发育程度、溶蚀情况等，避免在两种岩石硬度相差很大的交界面处设置炮孔，边坡大于2级台阶时，应自上而下进行爆破。 (21) 3.3钻孔 (21)
钻孔采用KQJ—100B型潜孔钻机钻孔，根据边坡爆破钻孔孔位测设成果选取孔位，钻机架设角度与边坡角度一致，采用钢管搭设与设计坡比相同的架子，调整潜孔钻机的倾斜角度，确保钻孔倾斜角度与设计要求一致，同时采用水平尺进行调整。 (21) 填土层采用粘土护壁，使钻机可以顺利钻进成孔，钻机钻杆每节1m，钻进快到底标高时，应严格控制钻孔深度，以免造成抵抗线过小或过大，影响爆破质量。 (21) 3.4爆破装药 (21) （1）装药结构 (21) 堵塞段：堵塞段的作用是延长爆破产生气体的作用时间，且保证孔口段只产生裂缝而不出现爆破漏斗，根据上述已确定的参数，本工程选堵塞段长度为1.5m。 (21) 均匀装药段：该段一般为轴向间隔不偶合装药，并要求沿孔轴线方向均匀分布。轴向间隔装药须用导爆索串联各药卷起爆。根据上述选定的参数及乳化炸药规格，均匀装药段每米绑扎3个药卷。 (22) 孔底加强段：加强段长度大体等于堵塞段，取1m。由于孔底受岩石夹持作用，故需用较大的线装药密度。根据上述选定的参数及乳化炸药规格，孔底加强段共绑扎5个药卷。 (22) （2）装药及堵塞 (22) 装药前应清除炮眼内的石粉和泥浆等物，对于积水，用空压机吹孔清理，为防止炸药受潮，还应垫上油纸。 (22) 第一、二、三级台阶炸药装药采用轴向间隔装药，必须采用导爆索起爆，用导爆索串联各药卷起爆，要求导爆索爆速不小于6000m/s，导爆索之间的相互连接采用线绳或胶带紧紧捆扎在一起，捆扎长度不应小于150mm。 (22) 为保证孔壁不被粉碎，药卷应尽量置于孔的中心。本工程装药定位采用将药卷及导爆索绑于竹片进行药卷定位。 (22) 起爆导爆索所用雷管采用线绳或胶带牢固的与导爆索捆扎在一起，起爆点放在中间，为防止盲炮，一般设置两个起爆点。在装药过程中随时用卷尺测量孔深。 (22) 炮眼的堵塞材料，一般为干细砂土、砂、粘土等，最好以一份粘土、三份砂（粗砂）在最佳含水量下混合而成的堵塞料。堵塞时对紧贴起爆药卷的堵塞物不要捣压，以防振动雷管引起爆炸，其余的堵塞物要轻轻捣实，但要注意防止捣坏导火线或雷管脚线。 . 22 四、主要机具材料表 (23) 五、安全技术与防护措施 (23) 六、爆破警戒范围和任务 (26) 七、施工安全保证措施 (27) 八、安全警戒 (31) 九、应急预案 (31) 第一章爆破技术设计 一、工程概况 根据工程建设需要，山体需要光面爆破，需要爆破的最大深度超过16m，爆破区域长度130左右m，按照设计要求，靠近山体一侧需要进行光面爆破。整个爆破工程量约计4.6万m3。
隧道施工中的光面爆破技术及实施研究 发表时间：2019-01-11T11:03:48.647Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第31期作者：赵雷[导读] 本文将对隧道施工中的光面爆破技术及实施研究，进行一定分析探讨，并结合实际对其做相应整理和总结。中铁十二局集团第三工程有限公司山西太原 030000 摘要：随着当前社会经济的进步，我国城市化进程的加快，使得隧道交通工程建设项目逐年增多，隧道工程所具有的长度大、断面大、埋深大等特性，在进行施工时所涉及专业知识较广，整体施工要求相对较高。光面爆破技术作为隧道施工中的主要技术，其能够在保障隧道工程质量基础上，有效提升整个隧道工程施工效率，一定程度上促进了我国隧道交通工程整体施工水平。接下来本文将对隧道施工 中的光面爆破技术及实施研究，进行一定分析探讨，并结合实际对其做相应整理和总结。 关键词：隧道施工；光面爆破技术；实施研究 从现实角度出发隧道施工中的光面爆破技术即新奥法施工三大核心之一，其通过正确选择爆破参数和符合实际的施工方法，进行分区分段尾插爆破，来确保爆破后相应轮廓线达到预期设计要求，其可看做是一种临空面平整规则控制爆破技术。光面爆破技术在隧道施工已广泛应用，实际实施期间根据相应地质条件具体情况，在岩体较好地段做全断面开挖施工，而此期间利用光面爆破实现了周围岩体整体性不被破坏同时，有效保障整个隧道开挖质量，使相应工程整体施工安全性和经济效益得到全面提升。 一、隧道施工中的光面爆破技术要点及工艺 1、光面爆破技术要点 隧道施工中的光面爆破技术主要是指在隧道开挖期间，为有效控制其岩体轮廓而采用的一种爆破技术，其通过在周边眼同时起爆的形式，使各炮眼冲击波可以向四周径向传播，相邻炮眼冲击相遇便会产生一定应力波叠加，出现切向拉力，而拉力最大值往往是发生在相邻炮眼中心连线中点，此时岩体极限抗拉强度处于此相应拉力下，岩体便发生拉裂现象，且在炮眼中心连线形成清晰裂缝，之后爆炸产物膨胀作用会使裂缝进一步呈扩展状态继而形成较为平整的爆裂面。光面爆破技术原理即依据提前顺延设定好轮廓，进行完备的裂缝表层建构，按照不耦合特性药包做架构设置，并对其孔壁所布设药包中做环状间隔，使空气阻隔缩减相应附着爆炸压力，确保爆破可控性完全得以展现。 2、光面爆破工艺工序 隧道施工中光面爆破技术工艺工序专业性相对较强，各环节连续性极强，一旦任一环节出现失误偏差都会导致整个光面爆破施工无法达到预期的状况发生，因此对其工艺工序做好实时把控便显得极为必要。当前隧道施工中光面爆破技术工艺工序，先要做好相关准备工作，准备工作达标后开始进行测量放样布置炮眼工作，之后进行定位开眼，定位开眼完成后进行钻孔、清孔、装药设置，待装药完毕做联接起爆网络设置，按照起爆、洒水降尘、通风、危石处理、清渣、整修成型的顺序，来完成着整个光面爆破施工[1]。 二、影响光面爆破因素 隧道施工中光面爆破技术应用可以有效提升整体工程施工效率和施工质量，但其在实际实施期间由于其自身技术特性和工艺环节较多特点，所受各方影响因素相对较多。比如部分围岩类别、节理缝隙发育程度、岩层走向等都会对整个光面爆破效果造成一定影响；在施工期间钻眼精度不足、钻眼角度误差，开眼误差等都是影响整个光面爆破最终施工质量的关键因素。 与此同时爆破参数、爆破器材、爆破工艺等都是影响其光面爆破效果的重要因素，比如在实际实施期间为获取较好爆破效果及开挖进尺，必须根据具体信息选取合适炸药及起爆器材，并规范正确装药结构和起爆顺序，在现场试验基础上不断进行必选，以达到优化爆破设计参数的目的，此期间一旦任一环节出现偏差便会导致最终光面爆破效果无法达到预期的状况发生。 三、隧道施工光面爆破技术实施 1、周边眼间距的合理设定 结合上文对隧道施工中的光面爆破技术要点、工艺、影响因素分析，在实际实施期间，先要对其工序流程环节做合理确认，并对各专业节点做好实时把控，以此使整个隧道施工质量能够完全以保障。注重周边眼间距的合理设定，根据以往经验来看光面爆破周边眼间距通常为E=8---18d。其中E为孔距，而d则为炮眼直径，同时对相应隧道岩层类型做好实时分析，考虑隧道断面较大，按照“短进尺，弱爆破”施工原则确保围岩自承能力得到发挥，以此设定合理的炮眼间距，使发生围岩扰动概率降至最低，整个爆裂轮廓完全达到预期要求[2]。 2、装药量及装药结构设置 结合周边眼数量确定相应线装药密度，这个过程中如果周边眼用药量超过标准数值，便会导致围岩扰动现象，极易引发超挖状况。因此结合实际对其装药量进行实时确定便显得极为必要，此期间按照周边眼的线装药密度一般为0.15～0.25kg/m，如果是采取全断面爆破，装药密度需适当增加，一般可达0.3～0.35kg/m；以此使爆破质量得到有效保障。针对装药结构在实际实施期间，必须采取小直径药卷连续不耦合装药结构设置，相应光面爆破不耦合系数要大于2，且药卷直径不得小于炸药临街直径，确保其爆破定向可控同时，使炸药效能得到最大限度发挥，避免资源浪费的现象发生。 3、光面爆破施工要点把控 进行光面爆破施工期间必须做好钻眼工作，此期间主要将炮孔准确按照相应设计角度、深度、间距钻至既定位置来确保整个光面爆破施工的顺利开展进行；相应炮眼眼位标注、点出、钻凿环节必须严格按照相关图纸进行施工，周边眼必须做到相互平行且最终是落在同一平面上，以此使整个光爆质量能够得到有效保障。通常情况下周边眼往往会以一定角度向轮廓外偏斜，因此对其进行外插设置便显得极为必要，将眼底在设计轮廓线外做不超过20CM设定，继而有效提升整个炮眼实际利用率，获取预定设计轮廓表面同时不会发生欠挖超挖的现象。在进行装药时必须在炸药装入炮眼前，对炮眼进行实时检查，将炮眼残渣、积水做仔细排除，并检查其眼位深度、角度是否达到设计标准等，之后按照规范操作流程进行装药工作。装药完成后必须实时进行堵塞作业，这个过程中明确对炮孔堵塞本质是为保障炸药充分反应，避免不完全爆炸的现象出现，同时为防止高温高压气体过早从炮眼溢出，使爆炸产生能量更多转换成破碎岩体机械功，来全面提升炸药的实际使用率，对其堵塞材料最好选取砂子与黏土的混合物，将堵塞长度控制在20CM以上，以此使光面爆破施工质量得以全面体现。 4、聚能药包以及起爆方法专业应用