隧道施工中的光面爆破技术及实施要点的研究

隧道施工中的光面爆破技术及实施要点的研究

叶国川

重庆川九建设有限责任公司重庆市渝北区401120

摘要：隧道施工中的爆破作业具有高风险性和高复杂性。光面爆破技术是一种有效的技术类型，对提升隧道内部围岩稳定性和安全性具有积极的影响。选择光面爆破技术能减弱岩石的震动和碰撞，进而保障隧道的安全性。而且，采用光面爆破技术可以有效提升工程的施工效率，促使施工能顺利展开。基于此，本文结合某隧道工程实例，分析光面爆破技术，及其实施要点，且详细的对爆破的设计进行阐述，具体内容如下。

关键词：隧道施工；光面爆破技术；实施要点

1光面爆破技术分析

1.1优势分析

所谓光面爆破技术是在详细解读隧道基础参数的基础上，合理的对施工方式和爆破参数进行选择、控制，按照相关规范完成爆破作业，并使爆破后的轮廓线能够满足设计的基本需求，最终得到理想的爆破效果。

较比传统的爆破方式，采取光面爆破技术：

（1）可以保障开挖的准确性，有效规避超挖现象的发生，保障隧道施工的安全性。

（2）爆破使得隧道生成裂缝，且爆破后的成型规则理想，提升隧道施工的效率和质量。

（3）对周边围岩的干扰小，减弱周边岩石的振动与碰撞，从而有效的减少隧道工程施工过程中，所需要展开的支护工作，且减少支护材料的应用，达到降低成本的效果。

（4）可以提升隧道施工的效率，爆破作业的安全系数相对较高，提高施工的整体安全性。

1.2效果要求

光面爆破技术应用中，具体的要求：

（1）需要保障轮廓整齐，且超挖≤100mm。

（2）炮眼痕迹保存率＞85%，每循环炮眼可以约处于同一线上。

（3）两茬炮衔接台的均值＜100mm。

2隧道工程概述

某隧道为客货共线电信电力牵引铁路，设计速度目标值为120km/h。在设计隧道的过程中，是按照铁路隧道的标准展开的。10.75m和5m分别是隧道的净宽和净高值。《铁路隧道设计规范》是设计隧道内轮廓的重要依据，7.10m是隧道内轮廓的高度范围。该隧道采用双线分修形式，左线隧道全长17891m，进口里程DK613+243，出口里程DK631+134，右线隧道全长17934m，进口里程YDK613+243，出口里程YDK631+177。

3隧道全断面施工光面爆破技术要点

3.1放样布眼

在钻眼施工以前，施工人员首先应打出炮眼的位置，在这一施工过程中，应严格遵守钻爆设计图和隧道断面图，在确定炮眼位置以后，为了突出这一位置应使用红油漆进行标注，值得注意的是，炮眼的误差是客观存在的，施工人员必须将误差确定在5cm以内。侵限是隧道施工中的常见问题之一，为了防治这一现象，一般需要放大净空至5cm，同时对预留沉落量进行增加，所以在对开挖草图进行绘制的过程中，应放大开挖轮廓，放大的尺寸为5cm，并且应对变形预留量进行增加，值得注意的时，在这一过程中，不可以放大底部。

3.2光面爆破参数

假设E为周边眼的间距，m为周边眼的密集系数，而L和W分别为抛空深度以及最小抵抗线，q为装药集中度，C为不耦合系数，N为炮眼数目，那么以上参数都是光面爆破过程中的重要参数内容。值得注意的是，实际隧道施工过程中的地质条件是影响光面爆破参数的重要因素，同时影响光面爆破参数的因素还包括隧道开挖过程中形成的断面尺寸、性状以及炸药的性能和品种。在设计光面爆破的时候，以上参数应符合工程施工实际需要，并能够得到合理的整合，才能够为提升施工质量奠定良好的基础。以下对关键参数的计算方法进行了介绍：

（1）周边眼间距

中心距在沿劈裂面炮眼中就是周边眼的间距，即E。在本工程施工过程中，普通药卷被应用于光面爆破中，此时必须保证炮孔装药结构合理，在确定炸药量的过程中，应保证爆炸后只有轻微的倾向细纹产生于孔壁四周，此时不会产生对炮孔内壁的破坏，同时，相邻的炮孔在爆炸以后会产生相应的裂纹，连心面可以被这些裂纹穿过。因此，裂纹在两个炮孔中的最大延伸距离的和就应当被确定为孔距。E=54.2976Kpd为炮孔间距。在该公式中，单位为cm；同时，f为岩石普氏系数，它同岩石抗破坏屈服系数紧密相关，此时应用Kp来表示，以来情况下，0.04f是Kp的值；装药直径的单位为cm，通常应用di来表示，如果将二号岩石硝铵作为炸药，那么就会产生以下公式：di={0.605×（6997/Re）0.8299+0.395}0.5×dk。在这一公式中，应用cm这一单位来表示炮孔的直径，即dk；Pa为岩石抗压强度，即Re。

（2）最小抵抗线

即最小抵抗线，在起爆光面眼的过程中，产生的最小抵抗线就是临近辅助眼同光面层厚度、周边眼之间的距离，通常情况下，同抵抗线相比，孔距的值应相对较小，只有这样，才能够保证应力波在相邻两孔之间相遇以后并向抵抗线边缘传递时，能够产生最佳爆破效果。光爆效果受最小抵抗线的影响是相对直接的。在实际施工的过程中，必须保证拥有适当的光爆层厚度，如果这一厚度多大，那么将加大岩石对爆破的抗力，在这一过程中，必须对装药量进行增加，从而降低光爆层，在对装药量进行增加以后，会导致围岩遭到破坏。反之，当拥有偏薄的光爆层时，由于此时还没有产生贯通的周边孔连线裂缝，那么就会促使三角岩埂产生于两个炮孔之间。W作为光爆层厚度在计算的过程中，公式如下：W=QCq•E•L。其中，炮眼间距应用E来表示；炮眼装药量应用Q来表示；炮眼深度应用L来表示；爆破系数为Cq，也就是单位耗药量。

（3）起爆和联结起爆网络

在对起爆网络进行起爆的过程中，所采用的起爆方式以孔外簇联、孔内延期微差为主，段别号在雷管当中就是孔外的数字，将并联的方式应用于各个引爆的雷管之间，促使精确性和可靠性在起爆网络中有效提升。在联结的过程中，应保证较强的牢固性存在于导爆索的连接点和连接方向中；同时确保拉细和打结的现象不存在于导爆管之间；将黑胶布应用于引爆雷管中，在10cm左右的导爆管自由端紧紧包扎引爆雷管，在有效联结网络以后，必须指派专门的工作人员对网络状况进行有效的检查，只有在排除各种失误以后才可以展开起爆操作。在起爆的过程中，顺序如下：爆破光面，起始点为掏槽眼，逐层向外展开起爆，最后起爆的是底板眼和周边眼。在起爆的过程中，要想提升起爆效果，应对非电法起爆进行充分的应用，也就是需要对针孔式起爆器进行充分的应用，将同段的非电雷管进行捆绑，并将其固定在引爆点，应保证拥有最低200m的导爆管引线，在部分情况下，可以将临时的防护措施应用于起爆点处。

4隧道施工工程项目中光面爆破的施工控制要点

4.1要对装药量及段间延时时差进行严格控制，要以达到控制爆破振速目标为标准，尽可能减小对周边围岩的扰动与破坏作用。

4.2在钻眼过程中，必须按照设计方案来进行例如钻眼时掘进眼应该保持与隧道轴线平行位置，特别是炮眼口相比于炮孔位置要底5cm左右，这样便于钻孔过程中岩粉能够自然流出。该工程在周边眼外部位置进行专门对外插角进行控制，令其保证在3°域内，且保证最大超挖量要小于7cm，另外底眼部分相比于其它炮眼设置要更深（20cm左右）。

4.3起爆过程中该工程也采用了电雷管配合塑料导爆管共同构成起爆网络。同时对雷管的联接进行检查，看其是否存在漏联雷管，在检查无误后才能发出起爆信号。

总之，本文对隧道施工工程中的光面爆破技术进行了成缝机理、工艺流程阐述，并加以例证，实际证明光面爆破在实施过程中对技术要求的严谨性和精确性。施工技术人员应该在工程实践中实现动态数据参数调节及管理，才能确保光面爆破效果达到最佳。

参考文献：

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[2]阳生权，罗异，彭进宝.较差岩性围岩小断面水工隧道光面爆破技术[J].工程爆破.2013（Z1）

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