隧道光面爆破设计

隧道光面爆破方案1. 引言隧道光面爆破是一种常见的隧道施工方法，它通过使用高压气体或液体在隧道岩石表面形成高热和高压力，从而破裂和剥离岩石。

本文将介绍隧道光面爆破方案的详细步骤和要点。

2. 方案准备在进行隧道光面爆破之前，需要进行充分的方案准备工作，包括以下步骤：• 2.1 确定施工范围和目标：确定需要爆破的隧道部分和预期的爆破效果。

• 2.2 进行现场勘探和测量：对施工区域进行详细的现场勘探和测量，了解地质条件和岩石性质。

• 2.3 分析岩石性质和强度：根据勘探和测量结果，分析岩石的性质和强度，确定适合的爆破参数。

• 2.4 制定爆破方案：根据岩石性质和工程要求，制定详细的爆破方案，包括爆破参数、爆破序列和安全措施等。

3. 方案实施实施隧道光面爆破方案时，需要遵循以下步骤和要点：• 3.1 清理施工区域：在爆破前，需要清理施工区域，将可能干扰施工的障碍物清除。

• 3.2 铺设爆破孔：根据爆破方案，使用钻探设备在岩石表面钻探爆破孔，确保孔深和孔径符合要求。

• 3.3 注入爆破药剂：将爆破药剂注入爆破孔中，并按照方案要求进行药量和药剂类型的控制。

• 3.4 密封爆破孔：在完成爆破药剂注入后，使用爆破密封材料密封爆破孔，确保爆破能量集中在孔内。

• 3.5 进行爆破作业：在确保施工区域安全的前提下，使用爆破装置引爆爆破药剂，观察并记录爆破效果。

• 3.6 清理爆破残留物：在爆破后，清理施工区域的爆破残留物，并进行必要的修复工作。

4. 安全措施为了保障施工人员的安全和减少施工风险，必须采取以下安全措施：• 4.1 员工培训：对施工人员进行专业培训，提高他们对施工风险和安全措施的认知。

• 4.2 安全装备：为施工人员配备适当的个人防护装备，如安全帽、防护眼镜、耳塞等。

• 4.3 安全区域设立：在施工区域周边设立安全区域，限制未经授权人员的进入。

• 4.4 安全监测：对施工区域进行安全监测，及时发现和排除安全隐患。

隧道爆破设计方案（台阶法）一、工程概述本合同段有四座隧道。

隧道区域处于构造剥蚀丘陵—低山地貌区，主要出第四系全新统残坡积碎石土、中元古武当山群片岩和上元古界震旦系上统灯组片岩。

本段内短隧道为Ⅳ、Ⅴ级围岩，中长隧道为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩，其中Ⅳ级围岩采用台阶法爆破开挖（Ⅴ级围岩主要采取人工配合机械开挖，不需要爆破）、锚、喷、格栅、网、初期支护，全断面复合式衬砌。

爆破方法采用光面爆破。

二、光面爆破的特点光面爆破施工，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。

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，我标段的四座隧道中的Ⅲ、Ⅳ级围岩决定采用光面爆破施工。

三、光面爆破方案的确定目前，大断面隧道光面爆破施工有2种方法：一是预留光爆层法；二是全断面一次性开挖法。

根据施工现场的实际条件及围岩情况，本段隧道采用全断面一次性开挖法。

四、台阶法（Ⅳ级围岩）光面爆破设计方案（结合前文内容）1.光面爆破不偶合系数、装药直径公式：/k i D d d == 式中 D 一不偶合系数； dk —炮眼直径，mm; di —炸药直径，mm;a —爆生气体分子余容系数； P —爆生气体初始压力；cσ—岩石的三轴抗压强度；r —绝热指数，；在实际操作过程中，对于周边眼的药卷，我们采取将标准φ32mm 的2号岩石乳化炸药沿轴线对半切（相当于φ20mm ）。

这个数值与理论计算值相近，则实际周边眼不偶合系数D=dk/di =42/20=2.1，符合规范中软岩装药不耦合系数D=2.0-2.5的要求。

XXXXXX隧道工程隧道光面爆破施工计算书编制：复核：审批：XXXXX项目经理部年月目录一、编制依据 (2)二、工程概况 (2)1、地理位置 (2)2、工程简况 (2)3、水文地质概况 (2)三、施工总体安排 (2)1、爆破方案选择 (3)2、工程总体参数 (3)3、凿岩爆破器材选用 (4)4、选用炸药参数表 (4)四、爆破参数的选择与装药量计算 (4)1、周边眼间距 (4)2、光面爆破层 (5)3、周边眼密集系数 (5)4、炮眼深度L (5)5、钻爆破设计参数 (5)6、中心掏槽设计 (10)五、装药方法、装药结构及炮孔堵塞 (11)1、装药方法 (11)2、装药结构 (11)3. 炮孔堵塞 (11)六、网络设计及起爆方法 (11)1. 起爆网络 (11)2.起爆器材： (15)3.起爆方法： (15)3. 起爆顺序和延期时间 (15)七、爆破安全距离 (15)八、技术要求及安全防护环水保措施 (15)1、技术要求 (15)2、安全防护环水保措施 (17)九、爆破布眼图及爆破参数成果表 (18)1、爆破参数成果表 (18)2、爆破布眼图 (19)隧道光面爆破施工计算书一、编制依据《公路隧道施工技术细则》《爆破安全规程》《公路隧道施工技术规范》《民用爆破器材工程设计安全规范》《土方与爆破工程施工及验收规范》《交通土建工程爆破工程师手册》张志毅《爆破设计与施工》汪旭光公司的技术装备力量、机械设备状况、管理水平、及类似工程施工经验。

二、工程概况1、地理位置XXXXXXXXXXXXXXXXXXX2、工程简况XXXXXXXXXXXXXXXXXXX3、水文地质概况XXXXXXXXXXXXXXXXXXX三、施工总体安排1、爆破方案选择⑴、根据本工程的断面参数及现场的地质及设计施工要求，本隧道采用台阶法+上中下3台阶施工。

⑵、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，掏槽炮眼加深20cm，采用楔形掏槽。

光面爆破设计由于光面爆破可以最大限度保护隧道周边岩体的稳定性，同时减少欠、超挖量，并强调发挥围岩的自身承载能力，因此，隧道施工开挖中也越来越多的用到光面爆破。

1 光面爆破的一些要求1）质量要求（1）隧道开挖断面的中线及高程符合设计要求。

（2）隧道开挖两茬炮的台阶形差均匀分布并符合施工规范。

（3）隧道开挖轮廓圆顺，边墙顺直。

（4）周边眼半孔平行且残留率较高。

2）施工技术要求（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。

（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）周边孔直径小于50mm。

2 施工方案的选择隧道宽4m，高5m，掘进面积达20m2，拱形结构。

根据本工程特点和要求，决定爆破时选择全断面开挖方式。

该种方式能减少钻孔数量，改善爆破效果，并采用楔形掏槽方式进行爆破，能提高掘进速度等作用。

3 爆破参数设计（1）钻孔直径D：D=42mm（2）钻孔角度θ掏槽孔和扩槽孔钻孔角度θ=85°。

周边光面孔钻眼按2-5%或2-5cm/m的斜率外插，拱部取大值，边墙取小值。

其余孔为直孔，钻孔时严格控制钻孔精度，孔斜偏差小于1°。

（3）孔深L，根据本工程取L=2m。

（4）超深h：由经验h=（0.05~0.25）L得，h=0.1~0.5m，根据岩石的硬度来看，取h=0.2m。

（5) 钻孔长度l：根据设计要求，l=L/sinθ+h=2.2m。

（6）掏槽炮孔布置掏槽孔两排孔孔口之间距离a=0.6m，孔底间距a’=0.6-2×2.2×tg50=0.25m，同排炮孔孔间距为0.6m,掏槽孔数为8孔，布置详见附图1。

（7）炮孔布置1）掏槽孔按图1布置6个孔2）扩槽孔共2排4个孔，孔间距0.6m。

3）周边光面孔，按a=0.5m,可布置25个孔，光面层厚度0.5m。

隧道工程光面爆破控制措施（一）一、光面爆破效果要求1、轮廓整齐、美观圆顺，不欠挖，平均线性超挖小于10cm；2、炮眼痕迹保存率大于85%，每循环炮眼对齐大致一条线；3、两茬炮衔接台阶平均值小于10cm。

二、钻爆施工工艺钻孔采用自制钻孔台车配合气腿式凿岩机，为了保证开挖轮廓圆顺、准确，维护围岩自身承载能力，减少对围岩扰动，为下步工序创造有利条件，III级、IV级围岩采用光面爆破，V级围岩采用松动爆破。

1、钻爆设计（1）爆破器材选择用Φ35mm2#岩石硝铵炸药，有水地段则选用Φ35mm防水乳化炸药，周边眼则采用Φ22mm的小药卷，并采用导爆索绑小药卷空气间隔不连续装药结构，隧道爆破采用非电毫秒雷管起爆系统。

（2）掏槽形式掏槽选用直眼掏槽，采用五孔梅花型中空孔掏槽。

（3）光面爆破参数III、IV级围岩光面爆破参数见下表围岩类别周边眼间距E（cm）周边眼抵抗线W（cm）相对距离E/W装药集中度（kg/m）IV级围岩45600.750.15III级围岩54650.830.212、钻爆作业钻爆作业必须按照爆破设计进行钻眼、装药、接线和引爆。

开挖条件出现变化，需要变更设计时，由主管技术人员或领工员确定。

（1）测量测量是控制开挖轮廓线精度关键，每循环在工作面标出开挖轮廓和炮孔位置，钻眼前绘出开挖断面中线、水平线和断面轮廓线，并根据爆破设计标示出炮孔位置，经检查符合设计要求后才可钻眼。

钻孔时要做到准（位置）、平（平行）、直（方向）、齐（孔底），具体应符合下列要求：（2）钻孔①按照炮眼布置图正确钻孔；②掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差不大于5cm；③辅助眼深度、角度按设计施工，眼口排距、行距误差不得大于10cm；④周边眼位置在设计断面轮廓线上，允许沿轮廓线调，其误差不大于5cm，眼底不超出开挖断面轮廓线10cm；⑤内圈炮眼至周边眼排距误差不大于5cm；⑥当开挖面凸凹面较大时，应按实际情况，调整炮眼深度，力求所有炮眼（除掏槽眼和底板眼外）眼底在同一垂直面上。

隧道预留光爆层光面爆破工法郭泽川一、前言隧道开挖中采光面爆破技术，既可节约成本，加快进度，又容易保证施工安全，开挖出来的隧道轮廊表面光华、圆顺。

近几年来我们在隧道施工中，结合地质条件、钻孔设备，不断摸索、完善，调整施工参数和工艺，找出一套经济、实用、应用范围广，又便于掌握的隧道光面爆破技术，经总结形成工法。

二、工法特点①工艺简单，便于操作，投入的机械设备少。

②可根据预留光爆层的爆破情况调整光爆参数，爆破效果好，作业效果高，炸药单耗小，经济效益显著。

③根据不同的围岩类别，施工方法转换灵活机动，对隧道施工的适用范围广。

④对围岩的扰动小，施工安全可靠。

三、适用范围本工法适用于Ⅲ类以上围岩采用钻孔台车或简易钻孔平台的单、双线铁路隧道、公路隧道、引水洞全短面开挖施工。

四、施工工艺中导洞超前，预留光爆层。

前后同时作业，复合式爆破。

（一）工艺流程见图1（二）施工要点1爆破设计（1）确定导洞的断面尺寸根据所施工隧道的地质条件、采用的施工设备、隧道的开挖轮廊尺寸等综合确定导洞的断面尺寸。

（2）确定导洞掌子面与光面爆破作业面的距离。

隧道的断面不同，采用的施工设备不同，导洞掌子面与光面爆破作业面的距离也不一样。

确定合适的距离使导洞与光面爆破同时作业时双方不受影响，提高作业效率，保证施工安全。

采用钻孔台架打眼时，两工作面距离12~17m为宜，采用钻孔台车施工时，以25~30m 为宜。

（3）导洞爆破设计采用常规的爆破方法来开挖导洞，关键是控制好爆破进尺。

而想获得大的爆破进尺的关键是选择合适的掏槽方式。

根据围岩类别和不同的导洞断面，可选择如下掏槽形式：①复式楔形掏槽这种掏槽形式是在浅眼楔形掏槽的基础上，进行双级甚至三级的掏槽，只要钻眼精确，按设计装药，一般均能得到良好的效果，且适用于不同围岩类别的中深眼隧道爆破。

②螺旅形掏槽可根据石质的软硬分别布置2~3个空眼，以作为1号炮眼爆破的临空面，起爆的顺序从1号眼开始，而后2号、3号、4号螺旅形进行，装药长度为炮眼深度的91%左右。

山尖石隧道光面爆破施工技术【摘要】工程爆破生产实践中的一个显著特点是理论与经验并重，通过对山尖石隧道光面爆破施工设计理论分析，实践应用，以及光面爆破效果评价对比，进一步完善光面爆破施工设计，对隧道施工有很好的借鉴意义。

【关键词】隧道光面爆破施工设计1、工程概况山尖石隧道是西部开发省际公路通道重庆至长沙公路酉阳至大涵段F4合同段一座上、下行分离的四车道高速公路长隧道，线间距35m，右线总长1510m，隧道进口处于R-2700m的右偏曲线上，出口段处于R-1290m的左偏曲线上，隧道中部位于直线上，纵坡2.21%；左线总长1495m，隧道进口处于R-2700m的右偏曲线上，出口段处于R-1500m的左偏曲线上，隧道中部位于直线上，纵坡2.20%；隧道最大埋深248 m ，隧道进出口均采用削竹式。

建成后将成为重庆至长沙省际高速公路的标志性建筑之一，对于周边环境的环保、水保都有十分重要的意义。

2、工程地质及隧道围岩设计勘探山尖石隧道位于我国西部，地处山岭重丘，山高、谷深，进口为较破碎岩体，围岩围岩设计勘探力学性能表１白云质灰岩中发育二组裂隙；出口段围岩灰质白云岩，岩体较完整；依据“岩石破碎性分级法”，洞身围岩级别划分为III、IV级，围岩总体稳定性好，但局部岩溶发育、破碎带岩体完整性较差，围岩坚固性系数f值在：6.74～6.81,坚固性系数取7；围岩岩石的波阻抗计算在6.685×106kg/m3〃m/s ～13.531×106kg/m3〃m/s ，根据围岩等级情况取10×106kg/m3〃m/s，破坏能量消耗50kJ/m3，岩石破坏性质为准脆性破坏。

3、光面爆破施工初步设计3.1光面爆破施工是为了减轻爆破对围岩的损伤，通过减弱作用在孔壁上的爆炸应力波达到减轻爆破对围岩的损伤的效果，光爆炸药的选用一是考虑低威力炸药，二是选用小直径药卷炸药，增加炮孔的不耦合装药系数，以达到保护围岩的目的。

隧道全断面开挖光面爆破工法(附示意图)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、轮廓线符合设计要求的一种控制爆破技术。

隧道全断开挖光面爆破工法，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：一是药包爆炸瞬时高温高压气体形成的冲击波效应；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。

隧道光面爆破设计及施工发布时间：2021-07-05T06:45:26.559Z 来源：《科技新时代》2021年2期作者：陈玉杰[导读] 光面爆破方式由于对隧道围岩结构的稳定性影响较小，而且能够适应复杂地质条件下的施工要求，在山岭隧道施工中得到了广泛的应用。

本文结合工程实例，对隧道光面爆破施工设计及施工质量控制谈一些体会。

陈玉杰（广西工程技术研究设计院有限公司广西南宁 530000）摘要：光面爆破方式由于对隧道围岩结构的稳定性影响较小，而且能够适应复杂地质条件下的施工要求，在山岭隧道施工中得到了广泛的应用。

本文结合工程实例，对隧道光面爆破施工设计及施工质量控制谈一些体会。

关键词：隧道；光面爆破；设计；施工光面爆破是指通过正确选择爆破参数和合理的施工方法，在设计断面内的岩体爆破崩落后，才爆周边孔，使爆破后开挖轮廓成形规则、岩面平整，并使围岩不受明显破坏的控制爆破技术。

光面爆破与喷锚支护、监控量测都是新奥法施工中的一个重要组成部分，采用光面爆破施工，可以减少对围岩的扰动，增强围岩的自承能力，能够极大程度地防止因振动干扰过大而导致塌方等不利现象，增强了施工安全，特别是对于松软破碎岩层其作用和效果尤为显著。

1工程概况某隧道属中低山丘陵地貌。

区内地形起伏大，绝对高程为230～978m，相对高程200～600m。

由于构造格局及岩性的控制，山脉走向与构造走向近于一致，多呈北东走向，形成沟谷及山脊走向亦多呈北东走向，沟谷呈“V”字型，两侧山坡坡度为25°～45°，局部形成陡坡。

本隧道设计标准高，沉降控制要求严，施工环境复杂，施工展开困难；隧道地质差，Ⅳ、Ⅴ级围岩占隧道累计长度的37.5%，且存在断层、浅埋，施工中存在坍塌、冒顶、涌水等施工风险。

故而本工程隧道开挖掘进采用光面爆破，有利于降低对围岩的扰动，充分利用围岩的自稳能力，提高开挖质量，确保施工安全。

2光面爆破设计及施工质量控制 2.1光面爆破设计2.1.1钻爆设计钻爆作业是隧道施工控制工期、保证开挖轮廓的关键。

三、光面爆破设计1．光面爆破的起爆顺序.起爆顺序：掏槽炮→扩槽炮→内圈炮→周边炮→底板炮→底角炮。

2．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40mm时，周边孔间距E =(10~16）D，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。

凤凰山隧道光爆层厚度W=0.5m～0。

8m，Ⅱ、Ⅲ级围岩W取55cm，Ⅳ级围岩W取60cm。

（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=qEWQ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。