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隧洞光面爆破施工技术某工程线路总长355km（其中隧洞长约112km），根据不同的地质情况隧洞选择相应的开挖支护方法。
目前各施工单位大都采用钻爆法开挖，通过光面爆破设计取得满意的爆破效果。
一、光面爆破简介隧洞工程在钻孔爆破施工过程中往往会由于爆破效果差而造成洞室开挖轮廓凹凸不平，甚至会出现严重的超挖、欠挖等情况，增加了二次爆破量和混凝土回填量，既延长了工期，又影响了原围岩的稳定性。
为了避免以上情况的出现，在施工中选择合理有效的爆破方法显得尤为重要，而光面爆破正是一种能够有效控制洞室开挖轮廓的爆破技术，它是通过正确确定爆破参数和施工方法，先将设计断面内的岩体爆破崩落后再引爆周边孔，不仅可以实现洞室开挖轮廓成型规整、减少混凝土回填量和围岩应力集中，而且能够最大限度的减轻爆破对围岩的扰动和破坏，尽可能保持围岩原有的承载能力，改善支护结构的受力情况。
二、光面爆破参数选择光面爆破主要参数包括：炮孔直径、周边孔间距、最小抵抗线、炮孔密集系数、装药量、不耦合系数等。
影响光面爆破参数选择的因素多种多样，主要包括地质条件、岩石特性、炸药种类、断面大小以及钻孔质量等。
∙炮孔直径d钻孔爆破中开挖断面上一般布置的炮孔可以分为三类：掏槽孔、崩落孔和周边孔。
掏槽孔是布置在开挖断面中央偏下部，包括楔形掏槽、锥形掏槽及直孔掏槽等方式，目的是将开挖断面炸出一个槽腔，增加临空工作面；周边孔是布置在开挖断面轮廓上，钻孔时候需要有一定的外插斜率，其作用是要爆出一个平整的洞室开挖轮廓；崩落孔是布置在掏槽孔和周边孔之间，主要是扩大掏槽孔炸出来的槽腔，同时也为周边孔创造自由面。
一般隧洞施工开挖现场常用的炮眼直径为35-45mm。
∙周边孔间距E周边孔间距与最小抵抗线是光面爆破中的两个重要参数。
通常在岩质软弱、裂隙发育地段，孔间距应小而抵抗线应大；在坚硬、整体性较好的岩石上，孔间距应大而抵抗线应小。
光面爆破中的周边孔间距一般取E=（8～18）d。
隧道工程进出洞施工方法及要点1.1.1设计优化根据项目进场后对洞口位置复勘的结果，焦树坪隧道出口地形与原设计严重不符，出口左右洞均位于陡峻峭壁位置，悬壁临河，现场地形十分复杂，具备山陡、沟深、谷窄、临路、近水等特点，隧道进洞施工条件极差。
图4-12 隧道洞口位置三维地形图隧道右洞洞口位于50m高陡峻峭壁位置，下临河道，与河道高差约50m，水平距离约43m，且洞口深入岩体6m，洞口段埋深约20m，隧道不具备直接进洞条件，围岩实际为中风化片麻岩，灰绿色、灰黄色，完整性较好，片麻状构造，节理裂隙较发育。
如按原设计方案施工，存在以下问题：（1）隧道洞口位于山体内，洞口边仰坡爆破开挖方量大，约2400m³，将对山体结构破坏严重，施工耗时较长，对其他工程干扰极大，安全风险极高。
（2）削坡后隧道洞口缺乏作业平台，受洞口场地限制，无法进行大管棚作业、正常进洞施工和二衬台车拼装等。
针对现场问题，通过动态的设计和合理的方案应用，彻底解决陡峻峭壁位置隧道进洞问题。
（1）将洞口大开挖设计优化为“隧道延长+倒削竹洞门”形式，为避免大规模的山体爆破开挖，实现隧道“早进洞”，将隧道暗洞进行3m延长，从而减少开挖方量，同时将洞门形式调整为倒削竹，避免了端墙式洞门墙趾对桥台背墙的影响。
焦树坪隧道右洞1:0.3便道营盘河大桥0#台图4-13 隧道洞口段调整后示意图（2）采用小型钻孔机具进行“分层分段爆破”技术，施作洞口5m 小平台；同时根据洞口围岩较好情况，通过动态设计将超前大管棚变更为双层超前小导管，利用洞口小平台，完成超前作业，保证进洞时间和安全；并采用洞渣进行多级挡墙砌筑和回填，扩宽洞前平台至13m ，解决陡峻峭壁位置进洞难题，实现了资源的合理利用。
（3）在洞前短平台问题（洞前平台仅13m ）上采用二衬台车“逐段拼装逐段进洞”技术，降低了交叉作业造成的施工干扰，解决了短平台二衬台车拼装难题。
1.1.2边仰坡施工1.1.2.1 分层分段爆破削坡流程图图4-14 分层分段爆破削坡施工工艺流程图1.1.2.2 测量放样按照变更后图纸中给定的洞口边仰坡坡率、平台宽度、明暗洞交界点、边仰坡起点设计高程、宽度，同时结合实际情况，进行洞口边仰坡开口线测量放样。
目录一、编制说明 (3)1.1编制依据 (3)1.2编制范围 (3)1.3编制原则 (3)二、工程概况 (4)2.1地理位置 (4)2.2气象条件 (4)2.3水文地质条件 (4)2.4设计概要 (4)三、施工目标及人员、机械设备配置 (4)3.1施工目标 (4)3.2施工人员、机械设备 (5)四、施工方案、技术及工艺 (5)4.1施工总体方案 (5)4.2施工工艺流程图 (6)4.3施工准备 (6)4.4爆破参数设计 (8)4.4.1主爆区参数设计 (8)4.4.2 预裂排参数设计 (10)4.5、起爆网络设计 (12)五、质量保证措施 (12)六、安全保证措施 (13)基坑石方爆破施工技术方案一、编制说明1.1编制依据1．《爆破安全规程》GB6722-2003。
2．国家技术监督局《土方与爆破工程施工及验收规范》。
3．《中华人民共和国民用爆破物品管理条例》。
5．《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》TZ203-2008。
7．《建设工程施工现场供用电安全规范》JGJ50194-93。
8．《铁路工程施工安全技术规程》（上册）TB10401.1-2003。
9．《铁路工程施工安全技术规程》（下册）TB10401.2-2003。
10．合同文件和其他设计文件。
1.2编制范围工程基坑石方爆破施工。
1.3编制原则采用先进爆破技术。
如采用塑料导爆管毫秒延期爆破，分段爆破，预裂爆破技术。
采用小间距、小药量布药原则，使爆破能量均匀分布，采用松动爆破，加以有效的防护措施，避免产生飞石，降低噪声，确保周围环境安全。
采用严密而有效的防护措施，严格控制各段装药量和覆盖防护措施，严格控制爆破震动强度和飞石危害，不做好防护严禁爆破作业。
合理选择技术参数，精心设计、精心组织、精心施工，争取“安全、优质、高效、低耗”完成本工程。
坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的原则。
尤其是既有铁路线施工，安全施工显得更为重要。
施工过程需确保万无一失，采取切行可行的措施进行防范。
爆破方案与施工组织设计1 工程概况1.1 工程目的为建造高速公路，需进行土石方爆破开挖和边坡整治光面爆破。
1.2 工程地质岩体主要为石灰岩、灰岩、砾岩、土灰石和亚粘土。
1.3 爆破规模硬石爆破：584868m3；边坡光面爆破：8000m2。
1.4 工期要求按照附表7施工总体计划表与路基土石方施工同步。
1.5 工程要求⑴、确保工期满足业主所提出的施工要求，采取先进的爆破方法、合理的施工工艺及强有力的技术措施，保证爆破工作顺利完成；⑵、确保安全保证附近建筑设施以及周围人员的绝对安全；⑶、确保质量按照业主要求爆破到位，光面爆破半孔率达90%，平整度不大于10cm，工程质量达到优等标准。
2 设计依据、参考文献及设计原则2.1 设计依据与参考文献⑴、现场对工程场地的初步勘察⑵、国家标准局：爆破安全规程（GB6722—86）⑶、国务院：中华人民共和国爆炸物品管理条例，1984.1.6⑷、城乡建设环境保护部:土方与爆破工程施工及验收规范(GBJ201-83)⑸、林学圣：土石爆破，中国人民解放军工程兵工程学院，1985.6⑹、黄绍均：工程爆破设计，兵器工业出版社，1996.8⑺、[瑞典]Rune Gustafsson：Swedish Blasting，1973⑻、[芬兰]J.普基拉:Handbook of Surface Drilling and Blasting,1978⑼、[美]The Du Pont：Blasters’ handbook，1986.12.2 设计原则在确保人员、建筑、设施的绝对安全前提下，保证工程质量，尽量缩短工期，满足业主的工程要求，做到准爆、安全、合理、先进、高效、可行。
3 方案选择由于该工程的爆破环境较好，可采用深孔松动爆破技术进行大方量的爆破；采用浅孔爆破进行二次破碎；用光面爆破技术对边坡进行整治。
根据施工场地较大的特点以及工点的地形、地貌、水文地质及本工程的要求，为保证在有限的施工工艺，充分利用作业面，尽量多投入机械、设备和劳动力，创造条件，保证多处工点同时开工，确保在最短时间内完成此项开挖工程。
5.2 预裂爆破定义：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，在主爆区之前起爆，在爆破与保留区之间形成一道有一定宽度的贯穿裂缝，以减弱主爆区爆破时对保留岩体的破坏，并形成平整轮廓面的爆破作业，称为预裂爆破。
预裂爆破是露天深孔周边控制爆破的一种主要爆破技术，由于具有明显的降震作用，已被广泛采用。
国内露天预裂爆破一次预裂的深度达25m。
5.2.1 露天预裂爆破参数设计5.2.1.1 孔网参数包括：预裂孔直径、孔间距、孔深、预裂孔的排列方式及预裂孔与主爆孔的相互排列方式。
（1）炮孔直径d一般孔径越小，孔痕率就越高。
一般采用50～120mm的孔径；国内一些矿山，采用Φ150mm~250mm 也能获得满意的效果。
（2）孔间距a孔间距是直接影响预裂带壁面光滑程度的重要参数，孔间距小则预裂带壁面光滑平整。
①永久边坡宜取：a =（7～10）d ；②3～5年的临时边坡宜取：a =（10～15）d 倍；③其他临时边坡取：a =（15～20）d 。
原则是硬岩取大值，软岩、破碎岩石取小值。
（3）炮孔深度与超深孔深必须考虑减少对台阶底部的破坏。
因此，超深值必须尽量减少。
预裂孔原则不得超深，最多不超过0.5m。
（4）与邻近孔的排距一般为正常炮孔的一半，主要是控制孔底距离不得大于1.5—2.5m。
如果最后一排主爆孔的孔径和装药量都比较大，其值可适当放宽到6~7 m。
其评价标准是，预裂缝与最后一排炮孔之间的岩体能够得到应有的破碎，且不能破坏已形成的预裂面。
5.2.1.2 装药参数（1）不耦合系数k在实际使用中，其控制在2～5，以2～4为多。
硬岩取小值，软岩、破碎岩石取大值。
（2）线装药密度Q线线装药密度指炮孔装药量对不包括堵塞部分的炮孔长度之比。
其一般为0.1～1.5kg／m。
由于孔底岩石夹制作用大，为确保预裂缝贯通到孔底，在孔底：l～2m长度上，应适当增加装药量：当孔深小于5m时，每延米装药量增加1～2倍；孔深为5～10m时，增加2～3倍，孔深大于10m 时，增加3～5倍。
表面聚能爆破一聚能爆破简介聚能爆破是一种比较适用于石材切割、巷道成型的爆破方法,它可以产生极大的能量射流，控制预定方向的裂纹的扩展、减少其它方向随机生成的裂纹;能大大提高炮孔的利用率,加快掘进速度,大大减少边壁超挖和欠挖，而且与其他爆破方法相比可采用更大的不耦合系数,这为减少对岩体的损伤创造条件聚能效应通常被称为“门罗效应”，即炸药爆炸后，爆炸产物在高温高压下基本是沿炸药表面的法线方向向外飞散的。
利用炸药爆炸产物运动方向与装药表面近似垂直的规律,做成特殊形状的装药结构,就能使爆炸产物聚集起来，提高了爆炸能量流的密度,增强爆炸效果。
聚能药包由引信装置、隔板、炸药、金属罩、支架等5部分组成，如图1所示。
聚能效应的主要特点是能量密度高和方向性强,但仅仅在锥孔方向上有很大的能量密度和破坏作用。
其他方向则和普通装药的破坏作用是一样的。
因此,聚能装药一般只适用于产生局部破坏作用的工程中，例如岩石的控制爆破。
图 1 聚能药包结构示意图图2试验所用聚能罩及聚能装药图3聚能装药射流作用示意图图4聚能装药破岩作用示意图二聚能爆破试验聚能爆破用于破碎岩石时，岩石的破碎深度、直径和体积是评价爆破效果的主要标准，由于爆炸试验是一个瞬时、复杂的过程，试验结果往往存在较大的随机性，对爆破漏斗直径的影响尤为明显，各组试验的爆破漏斗轮廓往往很不规则，给爆破漏斗直径的取值带来很大误差，同时受试件表面强度不均匀的影响，爆破直径的试验结果往往有较大误差。
因此，试验以岩石的破碎深度和破碎体积作为评价聚能爆破效果的依据。
试验炸药采用人工压装的黑索金( RDX) ，密度约 1.0 g /cm3。
，试验聚能穴采用底角为70 °的锥形，顶部为球缺，聚能穴底径36 mm，高32 mm。
试验将采用380 ×350 mm 圆柱体水泥砂浆试件( 重约80 kg) ，试验药量60 g。
试验药包外形均采用圆柱体。
试验所用聚能罩及聚能装药如图2所示。
四、孔桩浅孔松动爆破参数设计孔内石质为泥岩夹砂岩、砂岩，较坚硬，工程划分属次坚石，桩身开挖断面面积S=3～3.7m2，根据爆破漏斗理论，确定各钻爆参数。
（1）钻孔深度h 对于较硬岩石h=1.5H h取120～150cm。
H为阶梯高度（2）最小抵抗线W=（0.5～0.9）H=50cm （3）爆破器材炸药：采用2＃岩石销铵炸药，药卷直径φ32mm。
火雷管：孔外采用火雷管引爆，连接件及孔内均采用非电毫秒雷管非电毫秒雷管：导火索：火雷管采用导火索引爆。
导爆管：连接火雷管和非电毫秒雷管，实现微差爆破，达到控制爆破目的。
（4）炮眼间距a，采用非电毫秒雷管起爆，a=（1.4～2.0）W，a取60cm （5）炮眼排距b=（0.8～ 1.2）W，b取40cm （6）炮眼布置：炮眼呈梅花形交错布置，间距a=60cm，炮眼排距b=40cm，图中，1、3段为掏槽眼，5段为周边眼，循环炮眼总数为19个。
（见图2 炮眼布置图）（a）采用手风钻人工钻孔，一般炮孔孔径D=38～42㎜，预裂孔钻孔直径D≥50㎜。
（b）炮孔必须由专门技术人员按设计的孔网参数现场布设；（c）钻孔必须按设计的孔位、设计深度和设计角度进行，做到“对位准、方向正、角度精”的三点要求,同时要保证孔径，清理净孔内残渣，并及时用草或编织袋塞孔防护。
图 2 炮眼布置图单位：cm（7）循环装药总量Q=K×A×B×h g—炸药单位消耗量，取0.35Kg/m3则Q=0.35×1. 9×2.4×1.5=2.4kg(8)各眼装药分配分配原则：单孔装药长度不大于炮眼深度1/3为宜。
掏槽眼：装1.5卷药，装药长度22.5cm，药量计0.225Kg；周边眼：装0.5卷药，装药长度7.5cm，药量计0.075Kg，各孔装药合计：7×0.225+12×0.075=2.48Kg （9）装药结构炮孔较浅采用集中装药结构，人工装药要求：必须按设计装药量，炸药应装到设计位置，严禁多装药或少装药。
