隧道全断面开挖光面爆破工法.doc

隧道全断面开挖光面爆破工法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范围内，且W〉E3、 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。

光面爆破常参数表1岩石情况开挖部 位的跨 度(m)周边眼爆破参数炮眼 直径 (mm)炮眼间距(mm)最小 抵抗 线(m)岩石 环厚 度(m)炮眼密集系 数装药集中度(kg/m)光面 眼预裂 眼光面 眼预裂 眼光面 眼预裂 眼6004500.9<535〜0.5〜0.5〜0.9〜0.2〜0.2〜整体拱450.70.60.950.30.3稳定7005501.1性好 的中部>535〜7004500.7〜0.5〜0.80.9〜0.2〜0.2〜硬、458005500.90.61.00.950.280.3坚硬6005000.8岩石边墙35〜0.6〜0.6〜0.9〜0.2〜0.2〜457006000.80.71.00.950.280.3整体拱<535〜6004500.6〜0.5〜0.90.8〜0.2〜0.18稳定性一部457005500.80.61.00.900.280.25般或7004500.80.1835〜0.8〜0.5〜0.9〜0.15欠佳5451.00.60.92〜0.2的中8005501.00.25硬到6005000.80.1835〜0.5〜0.5〜0.920.2〜坚硬边墙岩石450.60.6〜1.00.257006001.00.25（二）周边眼装药结构严格控制周边眼装药量中，采用合理的装药结 构，尽量使炸药沿孔深均匀分布，是实现光面爆 破的重要条件。

常用的装药结构有以下几种：1、 连续装药：将计算出的药量按装药集中度 均匀地装入炮眼，其起爆药包置于眼底（见图1- a）2、 间隔装药：为使爆炸力沿炮眼均匀分布， 需将炸药沿炮眼全长布设，当其所需炸药药卷连 续长度短于炮眼长度较多时，应采用间隔装药（见 图 1-b）3、 不偶合装药：采用卷装炸药时，多为不偶 合装药结构（见图1-c），这时要注意，不偶合系数 要在1.4〜2.0范围内三）合理安排爆破程序，选用合适的掏槽形式 采用全断面开挖隧道时，开始只有一个临空 面，显然，这不利于取得好的爆破效果，需要创 造新的临空面为此，首选必须要选择合适的掏 槽形式，以取得理想的掏槽效果；要合理安排爆 破顺序，使爆破按掏槽、掘进、内圈、周边眼顺 序进行，以便为掘进、内圈、周边眼逐次开辟临 空面实现顺序起爆的手段是采用微差爆破技术 分段起爆三、光面爆破施工工艺（一） 放样布眼钻眼前，测量人员要用红铅油准确绘出开挖断 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3〜5台激光准直仪控 制开挖方向和开挖轮廓线二） 定位开眼采用钻孔车钻眼时，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它眼要高，开 眼误差要控制在3cm和5cm以内三） 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，一定要由有较丰富经验 的老钻工司钻，台车下面有专人指扌车，以确保周 边眼有准确的外插角（眼深3m时，外插角＜3眼 深5m时，外插角＜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 上四） 清孔装药前，必须用由钢筋弯制的炮钩和小直径高 压风管输入高压风将炮眼石屑括出和吹净五） 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六） 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，要有专人负责检查七） 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TBJ404-87《铁路隧道安全技术规则》有 关条款处理。

光面爆破操作其它事宜可参照TBJ204-86《铁 路隧道施工规范》和TBJ404-87《铁路隧道安全技 术规则》有关规定实施四、隧道光面爆破质量检验标准（一） 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时）和 18cm（眼深5m时）以内二） 半眼痕保存率围岩为整体性好的坚硬岩石时，半眼痕保存率 应大于80%，中硬岩石应大于70%，软岩应大于 50%三） 对围岩的破坏程度爆破后，围岩布无粉碎岩石和明显的裂缝，也 不该有浮石（岩性不好时应无大浮石）四） 炮眼利用率应大于90%五） 主要施工设备主要施工设备见表2主要施工设备表2序号设备名称型号单位数量备注1激光准直 仪上海JK-3台3〜5置于拱顶（腰）, 拱脚处2全站仪捷创力台13水准仪自动女平台14空气压缩 机柳州YH-12/7台4采用液压钻孔 台车时，1台供 吹眼用5台车自制台2供钻孔和装药 用人工风枪作业6风动凿岩 机YH-23台10含2台备用液压钻孔台车作 业7液压钻孔 台车瑞典H178-35台1〜2瑞典H286-台135八、劳动组织H测量工：3人，负责测量放线炮工：6人，负责吹眼、装药、边线、点炮。

风枪手：8人，负责钻眼司钻工：采用液压钻孔台车作业时每台车4人 或每2台车7人修理工：2人，负责台车维修及充氮七、效益分析光面爆破是隧道钻爆法开挖的先进技术之一， 它不仅使围岩爆破松弛带比普通爆破小一倍以 上，能较好地保持隧道围岩的稳定，有利于安全 施工，岩面平整，为锚喷、衬砌等工序创造有得 条件，同时还可减少超挖和回填混凝土数量隧 道采用光面爆破，其平均线性超挖比普通爆破少 10~30cm，合每延米少1.7~5.1 m3（单线）和2.6~ 7.8 m3（双线）按超挖1 m3增加直接费用200元 （开挖费50元，回填混凝土 150元）计算，每延米 节约的费用分别达到340〜1020元和520〜1560 元，经济效益十分显著。