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地铁隧道施工中的爆破控制技术近年来，城市的地铁建设蓬勃发展，以满足人们日益增长的交通需求。
地铁隧道作为地铁建设中的核心组成部分，其施工技术一直备受关注。
而地铁隧道施工中的爆破控制技术则是其中至关重要的一环。
一、爆破技术在地铁隧道施工中的应用现状地铁隧道的施工是一个复杂而庞大的工程，需要经历地质勘察、洞口开挖、洞内支护以及地质灾害防治等多个环节。
而爆破技术在地铁隧道施工中起到了至关重要的作用。
爆破作为一种土方开挖方法，能够快速、高效地完成地铁隧道的开挖工作。
而现代地铁隧道的施工往往选择爆破技术的原因主要有以下几点：1. 提高施工效率：爆破工艺可以一次性开挖出大量土方，节约了时间和人力成本。
2. 保证施工安全：通过对地质情况进行科学评估和合理设计，可以预先确定爆破工艺参数，减少地质灾害风险。
3. 降低工程造价：爆破技术可以减少人工开挖对土方的破坏，节省较多的支护成本。
二、爆破控制技术的关键因素在地铁隧道爆破施工中，爆破控制技术是决定爆破效果和施工安全的关键。
其涉及的关键因素主要包括：1. 地质条件：地质条件是决定爆破效果的重要因素。
地质勘察对爆破参数的确定非常重要，在施工前应充分了解地层的构造、岩性、水文地质等信息，以便科学设计爆破工艺。
2. 爆破参数：爆破参数包括装药量、药包排列方式、装药深度等指标。
不同地质条件下的隧道施工需要根据实际情况调整爆破参数，以实现最佳的爆破效果。
3. 支护结构：地铁隧道由于存在地下水、岩层变形等不利因素，支护结构的设计对隧道的安全运行至关重要。
爆破控制技术要针对支护结构进行合理设计，以保证施工安全和持久性。
三、地铁隧道爆破控制技术的发展趋势随着科技的不断进步，地铁隧道爆破控制技术也在不断发展和改进。
1. 爆破监测技术的应用：通过弱减震雷达、振动监测系统等设备，对爆破地区的振动、位移等进行实时监测，可以准确掌握施工过程中的地质反应情况，及时调整施工参数，降低地质灾害风险。
隧道工程项目施工中光面爆破技术的应用李兆华摘要：光面爆破技术主要就是指在岩石抗劈能力的基础上，应用准确的爆破参数，使得光面爆破能够和岩石周边保持裂开，对围岩不会产生很大的损坏，是现阶段较好的一种可以接近开挖轮廓线的爆破方式。
在对该技术应用中，需要在开挖面设计一圈周边眼进行预订，在周边眼的设计中可以采用科学合理的间距和阻力作为其弱充填结构。
并且在对炮眼设计中，设计人员需要确保每一个炮眼具有合理的距离，以此使得爆破轮廓是炮眼之间所产生的冲破力而产生。
而炮眼孔壁上的炸药压力采用的是弱性装药，以保证爆破后岩层精确地沿周边炮孔的连线断裂下来，从而使围岩的整体性、稳定性不受损害，最大限度地保证施工人员的施工安全。
关键词：隧道工程项目；光面爆破技术；应用1光面爆破技术分析1.1光面爆破技术的优势特点分析与传统的爆破技术相比，光面爆破技术具有相对明显的优势和特点。
在光面喷射技术的实际应用中，确保钻孔精度是有用的，同时可以避免过度发生并最大限度地保证隧道施工的安全。
1.2光面爆破技术的效果要求在现有隧道施工过程中，为了最大限度地发挥该技术的功能和价值，科学合理地应用了爆破技术。
应用程序应遵循相应的要求。
首先，在应用该技术时，必须确保轮廓的整体均匀性，同时必须在100mm内进行过度控制。
其次，孔痕的保留率为85％以上，并且在循环过程中每个孔可以控制在同一条线上，以保证最终效果。
2光面爆破施工原则首先，要合理布置隧道中的炮眼；其次，为了提高隧道爆破的效果，工作人员应适当优化爆破参数；再次，在爆破过程中，工作人员要加强对开挖轮廓的控制；最后，施工人员要保证施工过程中自身的安全，然后在此基础上加快施工速度，保证施工任务按时按质完成。
3工程概况某隧道工程是新建单线铁路隧道，长272m。
该工程在进口处以直线进入，但在全长中也有曲线，且进口处与出口处方向有3‰的坡度。
该工程隧道的岩石属于石灰岩一类，施工过程中没有地下水渗入。
3.1技术参数和装药量结构3.1.1合理确定周边眼间距在隧道施工中，影响光面爆破施工技术的重要参数是周边眼孔距。
光面爆破技术与隧道掘进中的应用研究发布时间：2021-09-09T00:40:10.982Z 来源：《新型城镇化》2021年13期作者：马学斌[导读] 对可能存在的风险具备管控能力 , 将光面爆破完美运用于隧道掘进, 会为我国的基础建设助力。
杭州市交通工程集团有限公司浙江杭州 310007摘要：中国的铁路建设日益完善，给人们带来了极大的交通便利。
隧道开挖是铁路建设中非常重要的一部分。
隧道施工中合理的光面爆破可以提高开挖速度，缩短工期，有效减少人力、机械和爆破器材的消耗和超挖，降低施工成本，增加质量可控性，提高围岩轮廓质量，为后续施工提供安全保障。
关键词：光面爆破；隧道掘进；施工工艺；应用一、影响光面爆破的因素1.爆破参数。
（1）钻孔眼参数，即孔深，孔径和孔距。
（2）装药参数，即装药长度，药包直径和密度、间隔装药等。
（3）爆炸参数，即起爆段数、各段时差、传爆长度和爆破范围。
此外，还有相对威力系数和量纲为一的参数等。
随着爆破方案的不同需要选择不同的爆破参数，而选择的爆破参数是否合理可靠，将直接影响爆破效果。
2.钻眼。
（1）凿岩机具选择。
在确定了正确的爆破参数和适合的爆破方案之后，要根据型号，钻头直径，钻杆规格，钻杆长度精确选取隧道爆破机。
（2）爆破器材选取。
光面爆破中使用的爆破器材的规格、尺寸、数量等依照爆破方案中的图纸设计的要求进行选取，保证用于施工的器材符合国家质量标准。
按照要求选择合适的炸药、雷管、导爆索，装药结构等爆破器材以保证爆破工作的有序进行。
3.光面爆破施工技术的控制。
爆破施工队伍必须具备过硬的专业爆破知识，在隧道掘进过程中选择熟练专业的施工人员，才能保证在设计爆破方案，确定爆破参数，选择爆破器材上出现尽量小的误差，避免因为人为的失误造成经济和生命安全的损失。
爆破是一项对各个环节的数字要求极为精准的项目，所以爆破队伍的施工技术要足够完善，并具有一定的风险应对能力，对爆破工作过程有全面的管理和控制。
隧道光面爆破技术的改进与应用摘要：在隧道挖进过程中，采用一般的爆破方法会使围岩受到一定程度的损坏，影响围岩稳定性，并产生严重的超欠挖，经济上造成很大的浪费。
光面爆破是为了控制周边轮廓并能维持围岩稳定的一种科学的施工技术，尤其在隧道、地铁等对周边轮廓要求较高的爆破施工中具有较明显的效果，可形成规则、光滑、符合设计要求的轮廓。
光面爆破效果受到围岩条件、爆破器材、爆破参数、装药结构等多种因素的影响，在不同的工作环境中，需要经过反复的试验与优化，才能获得最佳效果。
关键词：隧道;光面爆破;围岩1.工程概况某隧道工程续穿越含砂粘性土、强风化花岗岩、中亚带、强风化煌斑岩，其余段为中～微风化隧道围岩。
地貌形态为剥蚀斜坡，场地地形稍有起伏，对II、III 级围岩采用上、下断面光面爆破技术进行施工，为了降低施工成本、控制周边轮廓、减小对邻近围岩稳定性的影响，在施工过程中需要不断地探索合适的爆破参数与工艺。
2.光面爆破技术的优化在隧道掘进过程中，针对大断面隧道安全高效钻爆施工技术进行了专门的试验与研究，取得了很好的效果。
2.1. 爆破参数2.1.1. 周边孔间距E周边眼间距是影响开挖轮廓面平整度的主要因素，一般采用以下经验公式确定E = (12～15)d 式中，d为炮孔直径，经统计，现场平均炮孔直径为42 mm。
合理的周边眼间距需要结合围岩类型、岩石条件等因素进行选择，对于节理发育、层理明显的地段，周边眼间距可适当减小。
隧道掘进过程中，遇到的主要是II、III级围岩。
在经验公式计算值的基础上，结合工程实践中的爆破效果比较，对II 级围岩，取E = 350 mm;对III 级围岩，取E = 350 mm。
2.1.2 炮孔密集系数m炮孔密集系数m 是衡量光面爆破效果的一项重要指标，取决于周边孔间距E 与最小抵抗线W。
根据实践经验，在隧道施工中一般取m =0.6 ～1.2为宜。
本工程经过多次试验与效果对比，确定炮孔密集系数m=0.9。
道桥建设光面爆破技术在隧道施工中的应用分析李胜强(贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州贵阳550000)摘要：在进行隧道工程爆破开挖施工中，可采用光面爆破施工技术，能够有效减少对于周边围岩造成扰动作用，进而降低施工风险，同时还可有效控制超欠挖，保证施工工效。
现如今，光面爆破施工技术已逐渐被应用于隧道工程施工中，本文首 先对光面爆破施工技术进行介绍，然后以某隧道工程为研究对象，对光面爆破技术应用要点进行详细探究。
关键词：光面爆破技术；设计；钻孔；爆破在光面爆破施工技术的应用中，要求选择正确的爆破参 数，并且应用科学有效的方式使得光面爆破可沿周边的岩石 裂开，并且不对隧道工程周围岩石表面造成损坏，能够保证 岩石的稳定性，进而呈现出开挖的轮廓图，保证隧道开挖施 工效果。
因此，其在隧道工程施工中的应用进行深入研究 具有十分重要的现实意义。
1光面爆破技术的原理概述光面爆破技术是挖掘施工中的常见类型，通过将其应用 于隧道工程施工中，能够实现快速、高效的挖掘。
在隧道工 程光面爆破施工中，炮眼的类型有三种，即即周边眼，辅助 眼以及掏槽眼。
在进行隧道工程挖掘施工过程中，光面爆破 技术要求在断面的轮廓设置周边眼，通过对周边眼进行合理 布置，有利于对火药的威力以及爆发度进行有效控制，避免 对炮孔周边造成不良影响。
在光面爆破技术的实际应用中， 对于炸药，一般需要采用不耦合的装炸药方式，在炸药爆炸 后，炮眼周围的压力显著降低，此时，炸药可发挥准静压力 的作用。
在爆破施工中，如果炮孔自身的压力不足岩石自身 的抵压力，则会产生压碎现象，而通过应用光面爆破施工方 式，只会产生少量裂缝，有利于保证隧道工程施工效果。
2工程概况某隧道工程口里程为DK 243+255，出口里程为DK 254+ 925,全长 11670m 。
隧道进口至 DK 244+603.69 位于 R =9000 m 的曲线上，其他地段位于直线上；隧道内设人字坡， DK 243+255〜DK 249+500 (6245 m )为 9.2%的上坡，DK 249+ 500〜DK 254+914 (5425 m )为4.6%。
地铁隧道全断面开挖施工中光面爆破技术的运用摘要：在隧道工程施工过程中，光面爆破是一种常用的施工技术，可以降低爆破过程中对围堰造成的影响，保证洞室的安全性，提高工程施工进度。
文章以实际工程为例，对地铁矿山法隧道施工过程中施工方案的选择进行了分析，然后对光面爆破开挖施工技术进行探讨，取得了良好的爆破效果，达到了预期要求，缩短了施工工期，保证了洞室的安全性。
关键词：地铁矿山法；光面爆破；开挖施工引言：新时代背景下，社会的发展和科技的进步，促使城市轨道交通得到了极为迅猛的发展。
光面爆破技术作为地铁隧道工程中应用极为广泛的关键性技术，其对地铁隧道工程的施工进度与质量等，都会产生极其重要的影响。
而通过加大光面爆破技术在隧道全断面开挖中的应用，也能够促使爆破精度与效果等得到更为显著的提升。
对此，本文简要阐述了光面爆破技术在地铁隧道全断面开挖中的应用优势，并针对地铁隧道全断面开挖施工，对光面爆破技术的要点做出了细致的分析。
以期通过本文的分析与研究，能够为光面爆破技术在地铁隧道全断面开挖中的应用愈加完善，提供出可供参考与借鉴的内容。
一、光面爆破技术的应用优势通过对光面爆破技术的长期应用了解到，其对外围岩石及河流所造成的干扰相对较低，由此，将其应用于地铁隧道全断面开挖环节中，将具有极为明显的优势。
不仅能够有效减少安全事故的发生几率，更能促使隧道工程的施工成本得以降低。
而且，在便于施工的基础上，能够更大程度的实现经济收益的最大化目标。
(一)周边眼间距精准可做调控依照光面爆破技术的作业原理，采用微差爆破的形式，通过对火药弹壳结构与药量的设计与调整，能够对爆破四壁的径向裂纹做出精确控制，进而对火药周边的爆破距离做出调控。
利用此种操作，既可尽量降低对围岩的干扰，确保围岩的稳定性，又能保障施工人员的人身安全。
在此基础上，对于施工进度与施工质量等，也能够得到大幅度的提升。
(二)爆破断面统一整齐应用光面爆破技术进行隧道的开挖，可以形成较为光滑且平整的爆破面，十分接近施工所需的设计轮廓线，不仅有较强的受力性，更使得应力的分布趋于均匀，在便于围岩支撑力相对稳定的同时，还可有效减少支护作业的工作量，利于后期作业。
光面爆破技术在隧道施工中的应用超欠挖是一个当今隧道开挖施工中普遍存在的现象，直接影响到施工安全及经济效益，而光面爆破技术有效地控制了超欠挖现象，本文研究了隧道工程的光面爆破技术，对地下洞室群在开挖初期出现的问题进行了相应分析并提出了处理措施，取得了较为满意的效果。
标签：地下工程;钻爆;问题;处理措施引言：光面爆破的破岩机理是一个十分复杂的问题，仍在探索之中。
尽管在理论上还不成熟，在定性分析方面已有共识。
隧道工程洞室群的开挖采用光爆技术，从实施效果看半孔率偏低，洞段成型效果差，尤其在Ⅵ、Ⅴ类岩体地带，超挖严重。
为确保工程质量，制定了相应的措施。
1、半孔率偏低的原因及采取的措施1.1半孔率偏低的原因分析1.1.1周边光爆孔没有按爆破设计要求布孔（1）周边孔间距及抵抗线未按设计要求布置。
设计Ⅲ类围岩周边孔间距a=40～50cm，抵抗线W=50cm，并保证炮眼密集系数M（M=a/w）在0.8～1.0范围;Ⅳ、Ⅴ类围岩周边光爆孔间距a=30～40cm，抵抗线W=40～50cm（软弱破碎岩体取小值，坚硬完整岩石取大值），并保证M在0.6～0.8范围内。
而在实际中，各类围岩周边孔布孔间距较大（60～80cm），抵抗线大，则爆破后岩壁面欠挖;抵抗线过小，则岩壁面产生超挖。
（2）周边光爆孔布孔倾斜、发散，与洞轴线不平行，孔与孔之间也不平行。
布置光爆孔时应向洞壁外偏斜3～5°，偏角太大将产生大量超挖。
如果孔向两侧偏斜（即呈剪刀形）两孔间距离较大，则会产生局部欠爆。
孔距小，局部可能将孔壁爆烂。
1.1.2周边孔光爆线装药量未按要求装药没有将所装炸药与导爆索按要求绑在竹片上，从而导致线装药量不均匀，有的地方密，有的地方稀;故爆破后有的地方孔壁爆烂，有的地方欠爆，从而影响半孔的保存率。
当岩石为Ⅱ、Ⅲ类围岩时，光爆孔线装药量Q线=200～300g/m。
将整节的炸药，间隔20～30cm绑在竹片上，间距为Ⅲ类围岩取30cm，Ⅱ类围岩取20cm（将炸药卷均匀绑在导爆索与竹片上）。
光面爆破技术在隧道施工中的应用龚杨发布时间：2022-02-24T02:32:00.678Z 来源：《基层建设》2021年30期作者：龚杨[导读] 近年来，我国的交通行业有了很大进展中铁三局集团广东建设工程有限公司广东省广州市摘要：近年来，我国的交通行业有了很大进展，隧道工程建设越来越多，在隧道施工的过程中，光面爆破技术发挥着重要的作用。
自光面爆破施工技术提出以来，经过反复实践论证、广泛应用，现已发展成为隧道矿山法施工的一种主要工法。
目前，关于隧道近接既有构筑物的研究主要集中在力学响应及影响分析上。
本文首先分析了工程概况，其次探讨了光面爆破机理，然后论述了光面爆破技术在隧道施工中的应用，最后就施工过程的质量控制措施进行研究，以供参考。
关键词：隧道工程；光面爆破；施工技术引言光面爆破是新奥法中的一项重要技术，在隧道施工中应用得较为广泛。
由于隧道工程施工较为复杂，因此在具体的施工过程中，经常能够碰见超欠挖的情况，这样就会严重影响工程的稳定性以及安全性，对此必须采取有效的控制措施，减少超欠挖现象的出现，以此保证隧道工程施工的质量。
1工程概况昌赣客专CGZQ-9标万安隧道陈屋斜井承建正洞全长3790米，为单洞双线隧道设计，开挖断面面积为139.1平方米至152.4平方米。
中铁三局集团有限公司昌赣客专CGZQ-9标项目经理部二分部通过深入现场调查，详细筹划，制定实施了“砂质板岩隧道光面爆破控制施工工法”。
该技术完善了砂质板岩隧道的光面爆破开挖技术，加快了施工工期，减少了施工成本，起到了良好的光面爆破效果，具有明显的经济效益和社会效益。
2光面爆破机理相较于预裂爆破法，光面爆破法在周边轮廓线上需要布置的炮眼数量较少，在软岩、中硬岩隧道爆破施工中应用较多。
在光面爆破过程中，各个平行炮眼应在同时起爆，但考虑到起爆器材和人员安排等诸多因素，各平行炮眼并不是全部在同一个时间点发生爆炸，而是炮眼先产生细微径向裂隙，进而形成贯穿裂缝。
光面爆破在隧洞中的应用1 工程概况隧洞围岩主要有云母石英片岩、角山石英片岩、千枚岩、云母片岩、花岗岩、闪长岩等中硬岩石，节理裂隙发育，地下水丰富，隧洞围岩以二三类为主，施工采用全断面光面爆破开挖。
2 光面爆破主要参数光面爆破是一项能有效控制岩体开挖轮廓，减少超欠挖的爆破技术，通过对隧洞周边进行正确的钻孔和爆破，可以形成规整的周边轮廓壁面并能达到尽量保证炮眼痕迹和减少对围岩的扰动，确定合理的光爆参数是获得良好光面爆破效果的重要保证。
2.1 光面爆破不偶合系数（D）和装药直径（di）D=dk/di= （1-a）（po / [σc]）r+a式中：D——不偶合系数dk——炮眼直径，dk=42mmdi——装药直径a——爆破气体分余容系数，a=0.395po——爆破气体初始压力[σc]——岩石三轴抗压强度，对于中硬岩[σc]=800MPar——绝热指数，1/r=0.8299将上述数据代入后：D= （1-0.395）（6997/800）0.8299+0.395=2.01则：di=dk/D=42/2.01=21mm在实际使用中，我们采用直径为25mm 的药卷，实际周边不偶合系数D=42/25=1.68，符合规范D=1.5～2.0的要求。
2.2 周边眼间距（E ）、最小抵抗线（W ）、周边眼密集系数（m ） 参照规范，周边眼间距取值范围为（8～18）dk ，即336～756mm ，根据现场实验结果，E 值取500mm ，最小抵抗线W=1.25E=625mm ，周边眼密集系数m=E/W=0.8。
2.3 炮眼数目断面布置炮孔包括有掏槽孔、空心孔、辅助孔、周边孔和底孔，布置见图1所示，装药炮孔总数为：N=0.0012qs/（ad 2）=41个式中：q ——单位耗药量，去q=1.2kg/m 3 s ——巷道断面面积，s=17.7m 2 a ——装药系数，a=0.62 d ——药卷直径，d=32mm该计算数目作为参考，考虑到周边孔适当加密，实际选取炮孔总数为57个，经现场实验，效果基本良好。
光面控制爆破在高铁隧道施工中的应用发布时间：2022-09-08T09:27:34.887Z 来源：《工程建设标准化》2022年第37卷第9期作者：惠冲[导读] 钻眼爆破掘进是一般山岭隧道常用的掘进方式，开挖工作包括钻眼、装药、爆破等工作。
惠冲四川省铁路建设有限公司成都 610000摘要钻眼爆破掘进是一般山岭隧道常用的掘进方式，开挖工作包括钻眼、装药、爆破等工作。
关键词控制爆破光面爆破一、光面控制爆破的施工优点1、爆破在发挥其能力的作用下，减少对围岩的振动破坏，减少对施工用具设备及支护结构的破坏，并节省了炸药和爆破器材。
2、爆破的石块大小均匀便于装渣作业3、掘进速度快，占用作业循环时间少4、能很好的按照开挖轮廓线爆破，且爆破面光滑，超欠挖小、形状尺寸规范。
二、高铁隧道控制爆破的分析1、最硬的I类围岩强度约为240Mpa，炸药爆炸中心点所产生的压力为3000~4000Mpa，普通III、IV及围岩的强度约为40~50mpa，所以只要合理的钻眼布药，炸药的威力是远大于围岩的强度且完全能够完成爆破。
传统的隧道开挖方式，采用多装药，少钻眼的爆破方式，放大炮，这样虽然节省了当下的工作时间，但是这样不仅消耗了较多的炸药及爆破器材，而且大量的炸药将围岩炸烂，造成周边岩体破碎不稳定及掉块，甚至超欠挖的情况会非常显著。
2、采用光面爆破，对围岩的扰动比较轻微，围岩松动的范围只有普通爆破法的1/9~1/2；大大地减少了超欠挖量，节约了大量的喷射混凝土，加快了施工进度；围岩臂面平整、危石少，减轻了应力集中的现象，避免局部掉块，增加了施工安全，并为初期支护喷锚创造了条件。
3、周边孔钻孔要求及原则：周边孔钻孔时首先放出开挖轮廓线（因采用控制爆破，故预留量严格控制，一般为5~8cm），然后由开挖人员依据围岩的走向、围岩破碎情况、夹层、围岩强度等因素，用红油漆标出钻孔孔位，原则上孔间距为40~50cm，当围岩有夹层、破碎层或围岩材质不定时，应尽量将孔位布设在这些层的中央位置，孔间距则适当放大到55cm，以便炸药发挥最大能效；如果将孔设置在了夹层之间或破碎裂缝处，爆破时压力随裂隙外漏释放了，就不能体现出炸药的能量，会容易造成补炮，功效降低。
工程爆破 E N G I N E E R I N GB L A S T I N G 2019年8月第25卷第4期文章编号:1006-7051(2019)04-0026-06收稿日期:2019-01-28基金项目:中铁四局集团公司重大科技攻关课题资助项目([2017]139号2016-15)作者简介:王圣涛(1973-),男,学士,教授级高级工程师,从事土木工程的研究与管理㊂E -m a i l :761956344@q q.c o m 通信作者:张继春(1963-),男,博士,教授,从事岩体控制爆破方面的教学与研究㊂E -m a i l :j c z h a n g2004@126.c o m 光面爆破在广州地铁隧道21号线中的应用王圣涛1,潘强2,郑爽英2,张继春2,俞定2(1.中铁四局集团有限公司,合肥230022;2.西南交通大学土木工程学院,成都610031)摘 要:光面爆破是控制围岩超㊁欠挖和损伤并且实现安全高效施工的关键技术㊂以广州地铁21号线为工程背景,总结分析原常规爆破方案的主要问题,开展多次现场光面爆破试验,不断优化爆破参数,进而提出了适合于广州地铁隧道Ⅱ~Ⅲ级围岩全断面掘进的光面爆破方案㊂应用表明,光面爆破技术可有效地控制围岩超㊁欠挖及爆破损伤,不平整度控制在10c m 以内,爆破损伤深度控制在25c m 以内;开挖轮廓光滑平顺,有利于围岩稳定;实现了地铁隧道安全㊁高效的钻爆法施工,并取得了良好的社会和经济效益㊂关键词:地铁隧道;光面爆破;全断面掘进;超㊁欠挖中图分类号:O 383 文献标志码:A d o i :10.3969/j.i s s n .1006-7051.2019.04.005A p p l i c a t i o no f s m o o t hb l a s t i n g i nG u a n gz h o um e t r o t u n n e l l i n e 21W A N GS h e n g -t a o 1,P A NQ i a n g 2,Z H E N GS h u a n g -y i n g 2,Z H A N GJ i -c h u n 2,Y UD i n g2(1.C h i n aT i e -S i j uC i v i l E n g i n e e r i n g G r o u p C o m p a n y ,H e f e i 230022,C h i n a ;2.S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e r i n g,S o u t h w e s t J i a o t o n g U n i v e r s i t y ,C h e n gd u 610031,C h i n a )A b s t r a c t :S m o o t h b l a s t i n g i s a ke y t e c h n i q u e t o c o n t r o l o v e r b r e a k o r u n d e r b r e a k a n dm i n i m i z e d a m a g e of s u r r o u n d i n gr o c k a t t h e b o u n d a r y o f a ne x c a v a t i o na n dt oa c h i e v es a f ea n de f f i c i e n t c o n s t r u c t i o n .T a k i n g G u a n g z h o u M e t r oL i n e21a st h e e n g i n e e r i n g b a c k g r o u n d ,t h e m a i n p r o b l e m se x i s t i n g i nt h eo r i g i n a l c o n v e n t i o n a lb l a s t i n g s c h e m ew e r es u m m a r i z e da n d a n a l y z e d ,a n daf e w o ff i e l ds m o o t h b l a s t i n g t e s t s w e r ea l s oc a r r i e do u t .T h r o u g h o p t i m i z i n g t h es m o o t h b l a s t i n gp a r a m e t e r s ,a s e t o f t u n n e l s m o o t hb l a s t i n g s c h e m eb e i n g s u i t a b l e f o r t h eG u a n gz h o u m e t r o t u n n e lw i t h Ⅱa n d Ⅲc l a s s s u r r o u n d i n g r o c k w a sf i n a l l yp u t f o r w a r d .F i e l dt e s t ss h o wt h a ts m o o t hb l a s t i n g t e c h n i q u ec a ne f f e c t i v e l y c o n t r o l t h e b l a s t i n g o v e r b r e a k o r u n d e r b r e a k a n d d a m a g e o f s u r r o u n d i n g r o c k ,t h e r o u g h n e s s i s c o n t r o l l e dw i t h i n 10c ma n d t h e b l a s t i n gd a m a ge d e p t h i s c o n t r o l l e dw i t h i n 25c m ;E n s u r e t h e s m o o t ho u t l i n e of t h e e x c a v a t i o n a n db e b e n e f i c i a l t o t h e s t a b i l i t y o f s u r r o u n d i ng r o c k ;Th e r a pi d t u n n e l i n g o f t u n n e l c o n s t r u c t i o nh a s b e e n r e a l i z e d ,a n d t h e g o o d s o c i a l a n d e c o n o m i c b e n e f i t s h a v e b e e n o b t a i n e d .K e y wo r d s :m e t r o t u n n e l ;s m o o t h b l a s t i n g ;f u l l f a c e d r i v i n g ;o v e r b r e a k a n d u n d e r b r e a k 近年来,城市地铁建设不断加快,地铁线路的开挖通常采用爆破技术,尤其在穿越岩石地层时钻爆法依然是主要掘进方式㊂然而,爆破施工难免会对围岩的完整性和稳定性造成不利影响,因此,如何在施工中既能获得良好的爆破效果,又能更好地保护围岩,成为隧道施工的关键问题㊂光面爆破技术正是在这样的条件下逐渐发展成熟的,可使爆后轮廓面平整光滑,减弱壁面的应力集中且有效地控制了围岩超㊁欠挖[1-8];其次,不耦合装药结构可降低爆破作用对围岩的扰动,有效保持了围岩的完整性与稳定性[9-10]㊂以广州地铁21号线科苏区间(科学广场站至苏元站)浅埋隧道为工程背景,开展光面爆破现场试验,即在花岗岩地层应用光面爆破技术进行全断面地铁隧道开挖㊂通过试验得出了合理的光爆参数,控制了围岩超㊁欠挖与爆破损伤,改善了掘进爆破效果,实现地铁隧道的安全㊁高效㊁快速施工㊂1工程概况广州地铁21号线科苏区间隧道Ⅱ~Ⅲ级围岩区域采用全断面钻爆法施工㊂区间隧道最大开挖高度6.40~6.50m,洞径6.48~6.88m,最大开挖面积约35.66m2,隧道埋深27~32m,且下穿2~3层砖混结构楼房㊂隧道围岩为弱风化~微风化花岗岩,其单轴抗压强度90~120M P a,部分区域岩石节理较为发育㊂风井处隧道断面如图1所示㊂图1风井处隧道洞口F i g.1 M e t r o t u n n e l e n t r a n c e b y t h e a i r s h a f t该隧道施工难点在于:部分区域节理较为发育,极易产生围岩超㊁欠挖现象,且区间隧道采用矿山法+盾构空推施工,对爆破后隧道轮廓面的平整光滑程度要求较高;隧道埋深较浅且穿越于建(构)筑物之下,爆破振动效应势必会对其造成一定影响;隧道断面属于中等断面,爆破时岩石的夹制作用较大㊂2爆破方案2.1原爆破方案及效果分析广州地铁21号线科苏区间隧道钻爆法施工期间,周边围岩超㊁欠挖问题十分突出,极大的影响施工进度以及增大混凝土的喷射量,因此,尽快控制超㊁欠挖是当前实现安全㊁高效施工亟待解决的关键问题㊂原爆破方案采用非光面爆破施工,设计单循环进尺2.0m,采用孔径40m m的垂直楔形掏槽方式,掏槽孔深2.4m;周边孔孔深2.0~2.1m,周边孔间距0.6m,外圈掘进孔距开挖边界0.45~0.65m,外圈掘进孔间距0.8~1.4m;所有炮孔均采用连续装药结构,周边孔单孔装药量达到0.9k g,外圈掘进孔单孔药量为1.2~ 1.5k g㊂每次爆破后掌子面极不平整,残孔深度差异明显;开挖轮廓面鲜有可见半壁孔,孔痕率低于10%,围岩超㊁欠挖十分严重(见图2)㊂另外爆破后块度较大,爆渣难以装运,影响施工进度(见图3)㊂爆破效果表明,掘进炮孔的钻孔深度及角度的偏差,致使掌子面不平整;周边孔未采用光面爆破设计,孔底段岩体破碎十分严重,孔口段出现欠挖现象㊂图2原方案爆破效果F i g.2B l a s t i n g e f f e c t o f t h e o r i g i n a l s c h e m e72第4期王圣涛,等:光面爆破在广州地铁隧道21号线中的应用图3 爆后大块度F i g .3 B o u l d e r a f t e r b l a s t i n g形成上述爆破效果,究其主要原因有:第一,局部区域的周边孔最小抵抗线过小,由此周边孔对外圈掘进孔具有导向作用,势必沿着周边孔方向形成裂缝并延伸于围岩内,与岩体的原有节理裂隙相交而产生超挖;第二,周边孔单孔装药量过大,单孔线装药密度达到0.45k g /m ,且未采用间隔装药结构与导爆索起爆,势必造成孔内装药过于集中,致使孔底附近的岩体过于破碎,形成较大的超挖,同时孔口附近压力过小,形成局部欠挖;第三,掘进孔的孔网参数设计不合理,实测最大炮孔间距约1.6m ,最大排距约1.8m ,造成爆渣块度不均匀,大块度较多,且尺寸为1.2~1.5m ;第四,隧道周边局部岩体较为破碎,该部位的周边孔间距未进行动态调整,致使周边孔间距过大,围岩超欠挖严重㊂2.2 光面爆破方案解决隧道掘进爆破围岩超欠挖的关键是必须采用光面爆破技术,依据光爆原理确定合理的爆破参数,同时提高钻孔精度㊂根据隧道断面以及岩层类型,多次进行现场爆破试验,逐步优化出适合Ⅱ~Ⅲ级花岗岩地层单循环设计进尺为2.0m 的全断面隧道掘进爆破参数(见表1),形成了适用于广州地铁隧道Ⅱ~Ⅲ级花岗岩地层全断面掘进的光面爆破方案,并成功应用于现场㊂其中光爆孔间距为0.5m ,光爆层厚0.65m ,线装药密度为0.18~0.22k g /m (Ⅱ级围岩可取大值,Ⅲ级围岩可取小值)㊂炮孔立面布置如图4所示,剖面布置及装药结构如图5所示,起爆网路如图6所示㊂为达到较理想的光爆效果,原则上周边孔应选取专用光爆药卷,因受施工现场条件所限,特将φ32m m 长度为30c m 的普通乳化药卷切割成长度4~5c m 的短药卷,采用轴向空气间隔装药,导爆索串联起爆㊂此外,开挖轮廓局部区域节理较为发育时,周边孔距可缩小至40c m 左右㊂表1 Ⅱ~Ⅲ级花岗岩地层爆破参数T a b l e 1 B l a s t i n g p a r a m e t e r s i n t h eⅡa n dⅢg r a n i t e s u r r o u n d i n gr o c k 炮孔名称炮孔深度/m 炮孔长度/m 炮孔数量装药长度/m 线装药密度/(k g ㊃m -1)药卷数填塞长度/m 单孔药量/k g 总药量/k g 掏槽孔2.42.881.8/61.01.814.4辅助掏槽孔2.42.581.5/51.01.512.0掘进孔Ⅰ2.22.2101.2/41.01.212.0掘进孔Ⅱ2.22.281.2/41.01.29.6掘进孔Ⅲ2.22.2191.2/41.01.222.8底板孔2.22.231.35/4.50.851.356.75破碎孔1.51.520.6/20.60.61.2光爆孔2.22.236/0.2/ȡ0.40.4515.3合计//94/////94.05注:设计进尺2.0m ,断面面积35.66m 2,爆破方量71.32m 3,单耗1.32k g/m 3㊂82工程爆破 E N G I N E E R I N GB L A S T I N G 第25卷图4全断面掘进炮孔F i g.4 H o l e s o f t h e f u l l f a c e d r i v i n g图5炮孔剖面及装药结构F i g.5 H o l e s p r o f i l e a n d c h a r g e s t r u c t u r e图6起爆网路F i g.6 D e t o n a t i o n n e t w o r k 3爆破效果及分析3.1爆破效果实施光面爆破方案后,单循环进尺可达2.0~ 2.2m,炮孔利用率达95%以上;爆破后岩壁平滑规整,半孔率达85%以上,不平整度5~10c m;在相邻的爆破循环衔接处,错台高度均控制在10c m 以内,未见明显的超㊁欠挖㊂为充分发挥围岩的自承能力以及加快施工进度,初期支护滞后掌子面一定距离集中施作,其中初期支护滞后掌子面2个92第4期王圣涛,等:光面爆破在广州地铁隧道21号线中的应用爆破循环的边墙处孔痕效果如图7所示㊂初期支护滞后掌子面5个爆破循环的整体爆破效果如图8所示,即不支护区域达到10m 左右,极大地提高了施工效率㊂图7 连续2个爆破循环局部效果F i g .7 T h e l o c a l e f f e c t o f t w o c o n t i n u o u s b l a s t i n g c yc l e s 图8 连续5个爆破循环整体效果F i g .8 T h e g l o b a l e f f e c t o f f i v e c o n t i n u o u s b l a s t i n g c yc l e s 由于优化了掘进孔的孔网参数以及在掏槽区布置了2个破碎孔,爆破后碎石块度得到明显改善,平均尺寸约0.3m ,爆渣的最大尺寸基本上处于0.5m 以下,大块率显著降低,便于后期出渣㊂隧道轮廓壁面未见明显的爆破裂缝,仅在装药段处有局部轻微破裂,由此可见,轴向空气间隔装药结构可有效降低爆破对围岩的损伤扰动程度㊂虽然局部围岩的节理(裂隙)较为发育,但采取缩小周边孔距为40~45c m 的方式,削弱了节理裂隙对光面爆破断裂缝形成的影响,确保爆后形成平整的轮廓面及围岩的稳定性,因而没有出现明显的超㊁欠挖现象㊂另一方面,隧道正上方地表的最大振动速度均控制在安全允许的2c m /s 标准以内,没有对地表建筑物安全产生影响㊂3.2 围岩爆破损伤测试爆破后采用跨孔透射法在隧道边墙上进行围岩声波速度测量㊂在掌子面后侧约0.5m 处边墙上依次布置1#㊁2#㊁3#平行测试孔,孔径40m m ,孔距0.5~0.6m ,孔深1.4~1.5m ,测试孔与垂向夹角60ʎ~65ʎ㊂原常规爆破和光面爆破后围岩内不同深度处的纵波速度如图9所示,其中断面1~2㊁断面2~3分别表示1#测试孔与2#测试孔和2#测试孔与3#测试孔间的波速㊂图9 常规爆破和光面爆破后围岩波速F i g .9 T h ew a v e v e l o c i t y o f s u r r o u n d i n g ro c k a f t e r c o n v e n t i o n a l b l a s t i n g a n d s m o o t h b l a s t i n g由图9可以看出:随着测点距开挖轮廓线距离的增大,波速逐渐由3.5~4k m /s 增大至接近原岩波速4.5~5k m /s ,开挖边界附近区域的围岩存在爆破损伤;对围岩的损伤深度而言,常规爆破可达50~60c m ,而光面爆破为20~25c m ,减小为常规爆破的1/2~1/3,由此可见光面爆破可大大降低爆破作用对围岩的损伤,对保持围岩稳定具有重要的积极作用㊂4 结论1)对于Ⅱ~Ⅲ级围岩浅埋地铁隧道,采用光面爆破技术可实现隧道的一次爆破成形,且炮孔利用率达95%以上,半孔率达85%以上,不平整度控制在5~10c m 之间㊂2)光面爆破不仅使得开挖壁面平顺㊁光滑,而且由于采用轴向㊁径向的空气间隔装药,削弱了炸药爆炸对孔壁的强冲击作用,保持了围岩的完整性和连续性㊂3)在隧道开挖边界的局部节理发育区采取缩小周边孔距的方式,可削弱节理裂隙对光面爆破03工程爆破 E N G I N E E R I N GB L A S T I N G 第25卷定向裂缝形成的影响,确保爆后形成平整的轮廓面及围岩的稳定性㊂4)周边孔采用φ32m m的普通乳化炸药不可避免地造成一定的围岩爆破损伤,光面爆破的围岩损伤深度约20~25c m,连续装药的常规爆破损伤深度大于50c m㊂参考文献(R e f e r e n c e s):[1]张继春,潘强,郑爽英,等.特大断面公路隧道的光面爆破技术研究[J].爆破,2018,35(4):52-57.Z H A N GJ C,P A NQ,Z H E N GSY,e t a l.T e c h n i q u e o f s m o o t h b l a s t i n g o f h i g h w a y t u n n e l w i t h s u p e r-l a r g e s e c t i o n[J].B l a s t i n g,2018,35(4):52-57. 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