矿山法隧道光面爆破技术及超挖控制方法

矿山法隧道光面爆破技术及超挖控制方法

陈新

中建八局轨道交通建设有限公司   江苏  南京  210000

摘要：在隧道的仰拱开挖过程中，采用钻爆法往往容易出现超挖和欠挖等问题，给隧道施工的安全性和工程质量带来重要影响。为解决这一问题，引入光面爆破技术在隧道施工中应用，能够显著提高隧道施工的稳定性，降低爆破对围岩结构的扰动和破坏。本文主要分析矿山法隧道光面爆破技术及超挖控制方法。

关键词：复杂地质；矿山法隧道；光面爆破技术；超挖控制

引言

矿山法隧道光面爆破技术是在采石场、隧道等工程施工中常用的爆破方法，其具有工作效率高、成本低、施工速度快等优点。然而，随着对施工质量和安全要求的日益提高，超挖问题成为制约施工进展的重要因素之一。因此，开展矿山法隧道光面爆破技术及超挖控制方法的研究与应用迫在眉睫。

1、光面爆破技术的概念

光面爆破技术是一种在矿山和隧道工程中广泛应用的爆破技术，也被称为平垂墙拆除爆破技术。它主要适用于需要实现高效开采、提高爆破效果和减少岩石损伤的场合。通过科学合理地设置爆破参数，能够提高爆破效率和施工速度，实现对矿石或岩石的快速开采或拆除。相比传统的机械拆除方法，光面爆破技术具有显著的经济优势，可以降低工程成本并提高施工效益。光面爆破技术相较于传统的机械拆除方法，不会产生大量噪音和振动，对周边环境和建筑物造成的干扰要小得多。光面爆破技术通过准确的爆破参数控制和合理的安全措施，能够保障施工人员和设备的安全。在光面爆破技术的应用过程中，需要通过对爆破设计参数、爆破模拟和爆破实验的研究与验证，进行准确的爆破参数选择和控制，以确保爆破作业的顺利进行和工程质量的达标。

2、光面爆破技术的工作流程

光面爆破技术的工作流程是一个系统化的过程，涉及到爆破设计、准备工作、执行爆破等多个环节。根据工程的要求和实际情况，确定爆破的对象，包括岩石体、矿石体或隧道顶板等。了解岩石的物理力学性质、变形特性、爆破性质等，为后续爆破设计提供基础数据。通过计算和模拟，确定爆破装药量、装药方式、孔距、孔深、点火顺序、延时时间等关键参数，以确保爆破效果和安全性。根据爆破设计参数，制定详细的爆破方案和施工图纸，指导后续的具体操作和实施。

按照爆破设计方案，进行爆破孔的布设和装药，保证爆破参数的准确实施。对爆破场地进行封闭、警示和安全控制，确保人员和设备的安全。对爆破孔、装药、引线等进行检查和调试，确保爆破设备和系统正常运行。在爆破前，通知相关人员撤离爆破区域，并确保安全距离。按照爆破设计方案和安全程序，进行点火引爆，实现爆破作业。通过监测系统实时监测爆破效果、振动情况等参数，确保爆破过程的稳定和安全。爆破结束后，对爆破碎片和残渣进行清理和整理，为下一阶段工作做准备。

3、矿山法隧道光面爆破技术及超挖控制优化措施

3.1爆破设计优化

爆破设计在矿山法隧道光面爆破技术中起着至关重要的作用，直接影响着爆破效果、安全性和工程质量。为了优化爆破设计，对爆破参数进行精确计算和合理设置是关键所在。针对具体的矿山或隧道工程，需要根据岩石的物理力学性质、岩层结构、施工要求等因素进行综合分析。通过岩石力学试验数据和现场实测数据，确定岩石的抗压强度、裂隙发育情况、岩石稳定性等参数，为后续爆破设计提供基础依据。使用爆破设计软件进行仿真模拟，对装药量、孔距、孔深、点火顺序等关键爆破参数进行精确计算和优化。通过模拟爆破过程，可以预测爆破效果，调整参数，使爆破能量集中释放在目标区域，减少岩石损伤和超挖风险。根据工程要求和安全考虑，制定详细的爆破方案和施工图纸。在爆破设计中应当规范设置爆破警戒线，确定爆破临界值，明确爆破区域内人员疏散及被保护设备等安全要求，确保施工过程安全可控。配合前期地质勘察数据和模拟结果，实地验证和调整爆破设计方案。在实施爆破作业前，进行布药检查和试爆验收，在实际操作中及时调整爆破参数和控制措施，确保最终的爆破效果达到预期目标。

3.2装备和材料优化

在矿山法隧道光面爆破技术中，装备和材料的优化是确保爆破作业顺利进行、提高效率和质量的关键因素之一。选择适应光面爆破技术需求的高效、稳定的爆破器材和装备至关重要。例如，合理选用适用于不同岩石类型和工程环境的钻孔设备，确保孔位准确布置和孔深一致性；采用先进的爆破起爆系统和电子引爆器材，确保安全可靠的爆破起爆操作；配备高精度的爆破监测设备，如地震仪、振动表等，用于实时监控爆破过程参数，保障施工安全。对于爆破材料的优化选择也是至关重要的。选择符合工程要求和岩石特性的爆破材料，是提高爆破效果和控制超挖的关键之一。优选适用的炸药类型和规格，根据爆破设计参数合理配置；选择适用的起爆系统和引爆器材，确保爆破能够按计划进行；再如使用优质的引线和延时装置，积极配合主体工程的施工需要。在应用装备和材料时，还应注重装备和材料的维护与管理。定期对各类爆破设备进行保养和检修，确保设备运行状态良好；严格执行爆破材料的储存和管理规范，防止材料受潮、损坏或失效影响爆破效果；同时，做好相关资料记录和实时监测，以便及时发现问题，调整措施，保证设备和材料的长久有效使用。

3.3监测和控制优化

监测和控制是矿山法隧道光面爆破技术中非常重要的环节，对于确保爆破过程的安全性、精确性和高效性起着关键作用。在监测方面，需要配备高精度的爆破监测设备，如地震仪、振动表等，用于实时监测爆破过程的压力、振动、位移等参数。这些监测设备能够及时反馈爆破效果，并提供准确的数据分析，判断爆破参数的合理性和及时发现异常情况。利用智能监测系统，可以实现爆破参数的自动调整和控制。通过监测设备采集的数据，结合实时算法和模型，系统能够进行远程监控和调整爆破参数，包括炸药量、装药方式、引爆顺序等。这样可以实现爆破能量的集中释放在目标区域，避免能量浪费和不必要的岩石损伤。超挖控制也是监测和控制优化的重要部分。采用激光扫描、三维成像等先进技术，实时监测光面形象、超挖情况，并利用智能控制系统，对预测超挖区进行控制。根据监测结果，精确调整爆破参数和装药方案，以防止矿山法隧道工程的超挖现象出现。为了有效监测和控制，还需建立健全的管理和操作流程，并加强人员培训。确保监测设备的准确使用和数据分析，及时采取针对性的控制措施。此外，应加强安全教育培训，提高操作人员的专业知识和技能水平，使其能够熟练运用监测和控制技术，确保施工过程的安全性和稳定性。监测和控制在矿山法隧道光面爆破技术中起着至关重要的作用。通过使用高精度的监测设备，智能化的监测系统和精确的控制措施，可以实现爆破过程的精确控制、减少超挖风险，并提高施工效率和工程质量。对于监测和控制的优化，我们需要持续改进技术手段，完善管理流程和人员培训，以适应不断变化的工程需求和技术发展。

结束语

在复杂地质条件下的隧道工程中应用光面爆破技术，通过调整炮眼间距、装药量、装药结构等参数，可以降低爆破施工对仰拱围岩稳定性的影响。经过工程施工完成后，与采用传统爆破技术开挖的同类隧道相比，隧道仰拱采用光面爆破施工技术可以降低成本，具有良好的经济效益。

参考文献：

[1]袁丁.光面爆破技术在碎裂岩石层隧道开挖中的应用分析[J].石材,2023(7):138-140.

[2]储宁吉,冯进,毕文生,等.预裂光面综合爆破在层理发育隧道中的应用[J].中国公路,2023(12):90-93.

[3]万桂军.板岩地质隧道光面爆破施工炮眼的精准控制研究[J].交通世界,2023(17):183-185+188.