谈土石隧道光面爆破施工技术

论文导读：，这也是隧道开挖施工中普遍存在的现象之一，出现这种现象不仅会影响到施工的安全，还会给施工企业的经济效益带来巨大的损害，可用光面爆破技术有效地控制超欠挖现象，结合多年的隧道施工经验，对土石隧道光面爆破施工技术进行阐述，以供同行参考。关键词：隧道光面爆破施工技术1光面爆破的作用机理尽管光面爆破的破
摘要：在隧道施工过程中产生的不良现象是超欠挖，这也是隧道开挖施工中普遍存在的现象之一，出现这种现象不仅会影响到施工的安全，还会给施工企业的经济效益带来巨大的损害，可用光面爆破技术有效地控制超欠挖现象，结合多年的隧道施工经验，对土石隧道光面爆破施工技术进行阐述，以供同行参考。
关键词：隧道 光面爆破 施工技术
1 光面爆破的作用机理
尽管光面爆破的破岩机理理论上还不成熟，目前仍在研究中，并在定性分析方面达成共识。冲击波拉伸破坏作用、爆炸气体膨胀做功所起的作用是起爆时岩体产生的两种效应。在光面爆破时是同时起爆周边眼，各炮眼所产生的冲击波的传播方式是径向向其四周传播的，应力波的叠加是通过相邻炮眼的冲击相遇而产生的，切向拉力也由此产生，拉力的最大值产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切向拉力时，将拉裂岩体，围岩在炮眼连线方向上的岩石这样就会被拉断，贯穿裂缝形成了，而不受损伤，孔壁上其它方向裂缝同时也受到了抑制，从而围岩保证完好、不破坏，爆破最大限度地对围岩减轻了扰动，平整的爆裂面随爆破气膨胀和裂缝的进一步扩展后最终形成。
2 影响光面爆破的因素
2.1 如节理裂隙的发育程度、围岩类别、岩层的走向等地质条件因素。针对不同的地质条件采用不同的爆破方法，并采用相应的爆破参数，在地质条件较好的围岩中可以采用全断面光面爆破，可在软弱围岩中采用强支护、弱爆破、短进尺的施工方法，尽可能减少对围岩的振动和破坏，应“多打眼、少装药”。
2.2 要不断在隧道开挖施工过程中选择熟练地钻眼班组，加强管理及培训，只有这样，测量放线误差、开眼误差、钻眼角度误差等影响钻眼精度的因素才可以避免，从而提高钻眼的施工精度。
2.3 必须进行爆破参数比选实践，采用稳定可靠地起爆网络、正确的装药结构和起爆顺序，选择合适的品种类别及材，爆破工艺、爆破器材和爆破参数等因素，才能获得较好的爆破效果、开挖进尺。
要不断通过现场试验后进行比选，才能克服影响光面爆破的多方面因素，从而使爆破设计参数得到优化，这样最佳的光面爆破效果才能获得。
3 施工方法
具体的开挖支护方案，视围岩情况如下所述：
3.1 全断面开挖施工中应严格掌握周边眼的方向，钻眼光面爆破，采用微差爆破，减小超欠挖，集中在每段药量越少，微差段数尽量增大，从而减小震动效应，围岩较差地段的稳定性避免受到影响。

3.2 光面爆破施工工艺。

3.2.1 放样布眼。测量人员在钻眼前用红油漆准确绘出开挖面的轮廓线和中线，炮眼的位置要标示出来，不超过5cm的误差。
3.2.2 定位开眼。台车与隧道轴线在采用钻孔台车钻眼时要保持平行。应按炮眼布置图将台车就位后才能进行钻孔作业。在钻眼时周边眼、掏槽眼的精度应高于其它眼的精度，控制在3cm之内的开眼误差。
3.2.3 钻眼。钻工能熟练操作凿岩机械并熟悉炮眼布置图，台车下面在钻周边眼时要有专门指挥人员，这样周边眼的外插角才能确保，2°～3°的外插角一般不能超过，在两茬炮交界处的台阶宽度不应大于15cm。调整炮眼深度时的依据是：眼口位置、掌子面岩石的凹凸程度，且炮眼底确保在同一断面上。辅助眼眼底比掏槽眼浅10cm。
3.2.4 钻爆设计。①设计原则。采用光面爆破。根据地质条件、开挖进尺、爆破器材、开挖断面等编制爆破设计。应合理的根据围岩特点选择最小抵抗线及周边眼间距，布置辅助眼应交错均匀，加深20CM的掏槽眼，在同一垂直面上布置辅助眼与周边眼的眼底。药量应沿炮眼全长均匀分布，周边眼的装药量应严格控制，采用小直径连续装药。为减小起爆时差，起爆采用非电毫秒微差，周边眼起爆采用导爆索。②选择钻爆参数。通过爆破试验来确定爆破参数，相关参数可以参照《光面爆破参数表》。③掏槽方式。采用斜眼锲型掏槽，可以缩短钻眼时间，钻眼数量也可减少，开挖速度得到提高。④装药结构及其堵塞方式。装药结构：对周边眼连续用小直径药卷进行装药，在岩石很软时采用导爆索。堵塞方式：所有装药炮眼都用炮泥堵塞，不小于40cm的周边眼堵塞长度。⑤监测爆破效果及爆破设计优化。爆破效果检查：开挖轮廓是否圆顺，检查开挖面是否平整；检查是否有超欠挖现象；所爆出的石碴块的尺寸是否适合装碴的要求；爆破设计要求的爆破进尺长度是否达到；在开挖轮廓面上，中硬岩≥60％、硬岩≥80％的炮眼痕迹保存率均匀分布；两次爆破衔接台阶宽度不应大于10cm。
爆破设计优化：每次爆破后检查爆破效果，及时分析原因并进行爆破参数的修正，技术经济指标也要改善，从而爆破效果得到了提高；应根据岩层岩性软硬情况、节理裂隙发育对眼距、用药量进行修正，要特别针对周边眼；应根据爆破后石碴的块度进行参数的修正。炮眼偏疏时石碴块度就大；块度小时就说明了在布置辅助眼时偏密了；钻眼深度根据开挖面凹凸情况修正，爆破眼眼底基本上落在同一断面上。
3.2.5 清孔。必须用钢筋弯制的炮钩和小于炮眼直径的高压风管输入高源于：论文www.7ctime.com
压风在炮眼装药前将炮眼石屑刮出并吹净。
3.2.6 装药。装药需按照炮眼设计布置图、自上而下分片组进行，要对号入座。以泡泥赌塞所有炮眼，不小于20cm的堵塞长度。全断面采用直眼四中空型式掏槽，4个空眼，75mm的眼径，其它眼径为45mm；台阶法眼径为45mm；采用间隔不耦合的周边眼装药，连续装药结构用于其它眼，用硬泥混合砂子堵塞炮孔，孔内微差起爆的起爆方式；采用非电毫秒起爆。
3.

2.7 连接起爆网络。为保证起爆的可靠性和准确性，起爆网络为复式网络。

3.2.8 瞎炮的处理。应在发现瞎炮时查明原因，瞎炮如果是孔外的导爆管损坏所引起的，则切去损坏部分后重新连接导爆管，应尽量将接头靠近炮眼。如损坏是因孔内导爆管或其本身存在的问题而引起的，应首先对现场进行保护，并请爆破专家现场确定处理方案。
3.3 出渣运输。采用挖掘机和侧卸式装载机进行出渣运输，以自卸车配合，将洞内炮渣通过无轨运输一次性运至土石方利用点或指定的弃渣场，在洞内车辆分道行驶，设置车挡在卸碴码头的端头，以保证安全。弃渣场按照设计要求在弃渣前做好防护和排水。3.4 质量检验。
3.4.1 超欠挖。围岩面爆破后应圆顺平整无欠挖，应控制在10cm～15cm内的拱部超挖量，控制在10cm内的边墙（单侧）超挖量，控制在10cm内的仰拱超挖量。严格按照设计、规范规定的材料对出现超挖部分回填密实，并做好回填注浆工作。
3.4.2 半眼保存率。半眼痕保存率在围岩为整体性较好的坚硬岩石时，应大于80%，软岩大于50%，中硬岩石大于70%。
3.4.3 对围岩的破坏程度。围岩上在爆破后应无粉碎岩石和明显裂缝，大于90%的炮眼利用率。
3.5 隧道开挖采用光面爆破技术措施。为降低洞壁粗糙率，控制超欠挖，减少岩爆发源于：论文参考文献www.7ctime.com
生机率及减少隧道通风阻力，采用光面爆破技术进行隧道开挖，采用弱爆破开挖困难地段，周边眼的装药量应严格控制。
3.6 必须要确保光面爆破炮眼残留率的技术措施。光爆设计应根据开挖方法、地质条件、开挖断面、爆破器材、掘进循环进尺和钻眼机具等进行，并且在审定批准后，按设计严格施工，并及时根据爆破效果修整有关参数。钻孔偏斜度论文导读：
不大于1°，钻眼角度、深度按设计施工，开挖的周边孔在断面轮廓上开孔并向外发散，外张量不大于20cm。

3.7 开挖施工技术措施。

3.7.1 控制超欠挖措施。开挖成型、保证初期支护质量可以通过控制好超欠挖来保证，这有利于围岩本身承载力的提高，也有利于砼的喷射。严格控制超欠挖可以采取如下措施：
①正确标示开挖轮廓线。②保证钻孔质量。③光爆。严格控制周边眼的装药量和堵塞质量，严格控制周边眼的间距和钻孔方向，实现光面爆破的最佳效果，线性超挖及炮眼痕迹保存率合乎光爆技术要求，使开挖轮廓圆顺。④优化爆破设计。不同参数的光面控制爆破技术根据隧道地质情况进行采用。周边眼装药结构的正确选用可以保证爆破质量，周边眼应采用小药卷，炮泥的堵塞质量应加强。⑤开挖断面检查采用先进的仪器进行。爆破质量检查采用激光断面仪进行，依据实测断面图，分析找出超欠挖的原因，并采取相应对策。⑥严格奖罚制度的建立利于防水板的铺设，所以要制定超欠挖奖罚制度，根据超欠挖数量、炮眼残留痕迹、用量等进行奖罚。
3.7.2 喷锚、量测技术措施。开挖后及时初喷，及时安装锚杆并复喷砼；及时支护后及时量测，将结果及时反馈以期及时准确的修正。
当遇到与设计不符的围岩等级时，应及时提出设计变更，采取措施。
4 结束语
综上所述，要想取得良好的光面爆破效果，应掌握其施工技术要点，并在施工过程中按施工组织进行严格的管理，爆破参数的设计应结合实际施工进行不断优化。通过合理、有效地控制措施，控制断面的超欠挖现象，减少对围岩的扰动、降低施工成本，最终确保施工安全及质量。
参考文献：
张鸿.公路隧道光面爆破技术研究及应用[J].公路隧道，2007（2）.6～9.
关宝树.隧道工程施工要点集，人民交通出版社，200

4.45～51.

[3]吴焕通，崔永军.隧道施工及组织管理指南.北京：人民交通出版社.2004，11.