四、隧道光爆要點

1、四、光面爆破施工要點在隧道爆破施工中，首要要求是開挖輪廓與尺寸準(zhǔn)確，對圍巖擾 動小。采用光面爆破能使開挖輪廓與尺寸準(zhǔn)確，對圍巖擾動小，大大 地減少了超欠挖，安全、經(jīng)濟。早在1979年就在衡廣復(fù)線坪樂段大 瑤山等11座隧道開挖施工中全面推廣應(yīng)用光面爆破技術(shù)，取得很大 成功，并創(chuàng)造了大斷面深孔掏槽技術(shù)和全斷面深孔光面爆破技術(shù)，并 在全國進行推廣應(yīng)用。1隧道光面爆破技術(shù)1.1隧道光面爆破的特點與標(biāo)準(zhǔn)（1）特點光面爆破是通過正確確定爆破參數(shù)和施工方法，尤其是正確選擇 周邊眼的鉆爆參數(shù)與裝藥結(jié)構(gòu)，周邊孔爆破是在設(shè)計斷面主爆體爆破 之后最后同時起爆，使爆破后的圍巖斷面輪廓整齊，最大限度地減輕 爆破對圍巖的

2、擾動和破壞，盡可能地保持圍巖的完整性和穩(wěn)定性的爆 破技術(shù)。（2）主要標(biāo)準(zhǔn)開挖輪廓成形規(guī)則，巖面平整；圍巖巖壁上保持50%以上的半邊炮眼痕跡，無明顯的爆破裂 縫；超欠挖符合規(guī)定要求，圍巖無危石、無坍塌等現(xiàn)象。（3）光面爆破的優(yōu)越性對圍巖的擾動小，又盡可能保存圍巖自身原有的承載能力，從而 改善了初期支護和襯砌結(jié)構(gòu)的受力狀況，可以減小初期支護強度。由 于圍巖巖壁圓順平整，減少了應(yīng)力集中和局部落石現(xiàn)象，是隧道防坍 的有力措施，從而增加了施工安全度，減少了超挖和回填量，能節(jié)省 大量混凝土，降低工程成本，加快施工進度。光面爆破可減輕振動和 保護圍巖，所以它是山嶺隧道、城市市政隧道、地鐵隧道等有效的開 挖爆

3、破方法。1.2隧道光面爆破的主要參數(shù)隧道光面爆破主要參數(shù)包括：周邊眼的間距（E），周邊眼的抵抗 線（W）（即周邊眼至內(nèi)圈眼的距離）、周邊眼密集系數(shù)（K=E/W）和裝 藥集中度（線裝藥密度）等。同時，應(yīng)根據(jù)爆破器材，選擇周邊裝藥結(jié)構(gòu)和安排起爆雷管。影響光面爆破參數(shù)的因素很多，主要有巖石的可爆性、炸藥品種、 一次爆破的斷面大小、斷面形狀、鑿巖設(shè)備、鉆孔直徑和深度等，其 中影響最大的是地質(zhì)條件。光面爆破參數(shù)的選擇，通常采用簡單的計 算并結(jié)合工程類比法加以確定，在初步確定后，一般可在現(xiàn)場爆破實 踐中加以修正改善。周邊炮眼間距E在不偶合裝藥的前提下，光面爆破應(yīng)滿足炮孔內(nèi)靜壓力小于爆破 體的極限抗壓強度，

4、而大于巖體的極限抗強度的條件。“此據(jù)理論”， 按以下公式確定E值。EWO c/ o pWKidd炮眼直徑，cm。o c巖體極限抗壓強度，Mpa。o p巖體極限抗拉強度，Mpa。E周邊眼間距，cm。實施施工中，取得經(jīng)驗數(shù)據(jù)作為設(shè)計參數(shù)，一般Ki=10-18,即 E= (10-18) d；當(dāng)炮眼直徑為 32mm- 40mm 時，E=35cm70cm。也可以在兩個炮眼間增加導(dǎo)向空眼，導(dǎo)向眼到裝藥眼間的距離一 般控制在40 cm以內(nèi)，才能取得效果。此外，還應(yīng)注意炸藥品種與藥卷直徑對E值也有影響。周邊眼抵抗線W與裝藥密集系數(shù)Ko周邊眼的間距E與周邊眼的最小抵抗線W有著密切關(guān)系，通常以 周邊眼的密集系數(shù)K

5、表示，K二E/W，其大小對光面爆破效果有較大影 響。必須使應(yīng)力波在兩期相鄰炮眼間的傳播距離小于應(yīng)力波到臨空面 的傳播距離，即EW (“理論”)。實踐表明，K=0.8較為合適，也可考 慮K=0.9。周邊眼抵抗線W 一般取5580cm。周邊眼裝藥量周邊眼裝藥量通常以線裝藥密度表示。恰當(dāng)?shù)难b藥量應(yīng)是既具有 破巖所需的能量(不留殘眼)，又不造成圍巖的過度破壞。設(shè)計時應(yīng) 根據(jù)孔距、抵抗線、石質(zhì)和炸藥種類、裝藥結(jié)構(gòu)綜合考慮確定裝藥量 （裝藥集中度q,kg/m）。（4）裝藥種類、裝藥集中度與裝藥結(jié)構(gòu)使用低爆速、低猛度、低密度、高威力傳爆性能好的炸藥。采用不偶合裝藥結(jié)構(gòu)。不偶合裝藥系數(shù)（為炮孔直徑與藥卷 直徑

6、之比），不偶合裝藥系數(shù)最好大于2。但應(yīng)注意藥卷直徑 不小于該炸藥的臨界直徑，以保證傳爆。小于時，會拒爆。當(dāng)采用不偶合裝藥時，一般使用小藥卷連續(xù)裝藥或也有使用 間隔裝藥的。當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)藥卷時，不偶合系數(shù)小于2,往往 采用間隔裝藥。此時，相鄰炮眼所用的藥卷位置應(yīng)錯開，以 充分利用炸藥效能。嚴(yán)格掌握與周邊眼相鄰的內(nèi)圈眼的爆破效果，為周邊眼爆破 創(chuàng)造良好的臨空面。周邊眼應(yīng)盡量做到同時起爆。嚴(yán)格控制裝藥集中度，間隔裝藥與小直徑藥卷都是為此目的 而采用的。為克服眼底巖石的夾制作用，通常在眼底需加強 裝藥，尤其是深孔爆破。但總的裝藥量不變。光面爆破參數(shù)表圍巖級別炮眼間距E抵抗線W密集系數(shù)K裝藥集中度qIII5

7、5 70cm6080cm0.7 0.90.30 0.35kg/mIIm45 6560 800.7 0.90.20 0.30mw35 5040 600.6 0.80.07 0.122鉆爆施工鉆爆施工是把鉆爆設(shè)計付諸實施的重要環(huán)節(jié)，包括鉆孔、裝藥、 堵塞和爆破后可能出現(xiàn)的問題處理等。隧道爆破通常都要求每一循環(huán)進展盡可能大，但在很多情況下， 往往由于過高地估計爆破效果而帶來一些困難。因此，在施工設(shè)計中， 不但要了解實際掘進速度的可能性，而且還要注意開挖方法。2.1開挖方法隧道施工方法的選用，應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料，結(jié)合設(shè) 計斷面大小、支護類型、隧道長度、工期要求等因素綜合研究確定。 當(dāng)采用鉆爆

8、法施工時，一般選用全斷面法、臺階法等。鐵路隧道從施工進度考慮，在巖層完整、巖石較堅硬時，即圍巖 為III級，部分為IIIII級，以采用全斷面爆破掘進為宜。這種方 法施工工作面空間大，能充分發(fā)揮機械效能，適合于大型機械作業(yè)； 工序少、便于施工管理與施工組織；開挖斷面大且一次成型，有利于 采用深孔爆破。該法要求機械化程度高，各工序緊密配合。當(dāng)隧道高度較大而又無大型鑿巖臺車時，或者圍巖不允許全斷面 開挖時，可用臺階法開挖施工。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件比較軟弱，涌水量較大或缺乏全斷面開挖機具時，可 采用分步法開挖。全斷面開挖法，爆破只有一個臨空面。分步開挖要充分利用已形 成的臨空面。起爆順序：靠臨空面的炮眼先起爆，

9、依次由下向上，由 里向外爆破。2.2鉆眼目前，在隧道開挖施工中，廣泛采用的鉆孔設(shè)備為鑿巖機（手持 式風(fēng)鉆、液壓鉆）和鉆孔臺車全液壓鉆機。土辦法是臺架打眼。也有 采用“人機套打”開挖大斷面隧道。“人機套打”，在地質(zhì)條件好，臺 車開挖與人工手持式風(fēng)鉆臺架相配合，長短炮眼結(jié)合，達到更好的光 面爆破效果。施鉆前由專門測量人員根據(jù)設(shè)計在掌子面布孔，必須標(biāo)出掏槽眼 和周邊輪廓，嚴(yán)格按照炮眼的設(shè)計位置、深度、角度和孔徑，定人、 定位進行，多臺鉆機作業(yè)。應(yīng)注意防止炮眼交叉打穿，炮眼總數(shù)不小 于設(shè)計的90%，掏槽炮眼位置誤差不大于5cm。如果出現(xiàn)大的偏差， 應(yīng)廢棄重鉆，切實保證鉆孔質(zhì)量。注意掌握周邊眼的外插角，

10、太大超挖大。太小造成欠挖或造成下 一循環(huán)“作業(yè)凈空”不夠?！白鳂I(yè)凈空”指無論手持式風(fēng)鉆，還是液 壓重型鉆機，其在作業(yè)時，打眼工具要占一定的位置。還要注意，平行打眼，同時注意掌子面明顯不平整時，應(yīng)調(diào)整炮 眼的孔深，使炮眼底在一個平面上。2.3裝藥在裝藥之前，應(yīng)清孔，將炮眼殘碴，積水清除，并檢查炮眼位置、 深度、角度是否滿足操作要求（按設(shè)計與打眼誤差一并考慮），裝藥 時嚴(yán)格按照設(shè)計裝藥量進行裝藥，“起爆藥卷（裝有起爆雷管的藥卷） 按設(shè)計起爆順序和雷管段別安排，“對號入座”。隧道爆破中，常采用的裝藥結(jié)構(gòu)：掏槽炮眼：連續(xù)裝藥，盡可能采用接近于1的不偶合系數(shù)， 即偶合裝藥。輔助炮眼：連續(xù)裝藥，不偶合系數(shù)

11、采用1.31.5。周邊炮眼：小直徑藥卷連續(xù)裝藥，不偶合系數(shù)宜為2；間隔 裝藥，不偶合裝藥系數(shù)1.52.0之間。當(dāng)巖石很軟時，圍巖 WV需要爆破時，也可以用導(dǎo)爆索裝藥結(jié)構(gòu)代替炸藥藥卷 進行裝藥。目前，還是人工裝藥為主，機械裝藥卷機裝藥正在推廣。連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)按照雷管在炮孔中的位置不同又可分為正向起爆、 反向起爆和雙向起爆三種起爆方式。實踐表明，將起爆雷管裝在孔底部位，反向起爆，有利于克服巖 石的夾制作用，能提高炮眼利用率，減小巖石破碎塊度，減小大塊率。 現(xiàn)在一般都采取這種方式起爆。隧道周邊眼間隔裝藥時，往往常用正向起爆方式，即從孔口向孔 底方向起爆。2.4堵塞隧道爆破所使用的炮眼堵塞材料一般為砂子

12、和粘土混合物，其比 例大致為砂子50%40%，粘土 50%60%，堵塞長度視炮眼直徑為定， 一般不能小于20cm，炮眼直徑在45cm以上時，不小于45cm。堵塞可 采用分層人工搗實法進行。炮泥機應(yīng)廣泛使用。國外，也有使用聚乙烯塑料塊做堵塞材料的。2.5起爆起爆網(wǎng)路必須保證每個藥卷按設(shè)計的起爆順序和起爆時間起爆。采用導(dǎo)爆管起爆法，聯(lián)結(jié)方法必須正確，簇聯(lián)每束不超過15根 導(dǎo)爆管，為了 “準(zhǔn)爆”可以使用雙雷管起爆。所有聯(lián)結(jié)雷管都必須使 用即發(fā)雷段（即毫秒管Oms）。起爆網(wǎng)路的雷管，采用電雷管引爆網(wǎng)，電力起爆地點必須在安全 地點（一般300m以遠(yuǎn)）。2.6瞎炮的預(yù)防與處理放炮時，炮眼內(nèi)的裝藥未發(fā)生爆炸

13、，雷管未爆炸，俗稱“瞎炮”（1）瞎炮的預(yù)防1）爆破器材要妥善保管，嚴(yán)格檢驗，禁止使用技術(shù)性能不符合 要求的爆破器材。2）防止導(dǎo)爆管破裂或拉斷，防止油、水、泥砂進入導(dǎo)爆管口段。3）防止爆破器材在有水的工作面被水浸泡，避免爆破器材受潮。4）同一串聯(lián)支路上使用的電雷管，其電阻差不應(yīng)大于0.8歐姆， 重要網(wǎng)路不超過0.3歐姆。5）提高爆破設(shè)計質(zhì)量。設(shè)計內(nèi)容包括炮孔布置、起爆方式、延 期時間、網(wǎng)路敷設(shè)、起爆電流、網(wǎng)路檢測。6）提高操作質(zhì)量。電力起爆要防止漏接、錯接和折斷腳線，網(wǎng) 路接地電阻不得小于1X105歐姆，并要經(jīng)常檢查開頭和線路接頭是 否處于良好狀態(tài)。要防止炸藥卷連續(xù)裝藥時，藥卷之間有堵塞物如泥

14、砂、巖屑等；藥卷之間要“緊接”，其間隔超過殉爆距離時，會產(chǎn)生 瞎炮。（2）瞎炮的處理1）經(jīng)檢查確認(rèn)炮眼的起爆線路完好時，可重新起爆。2）打平行眼裝藥起爆。平行眼距瞎炮孔口不得小于30cm。為確 保平行眼的方向允許從瞎炮口取出長度不超過20cm的填塞物。深孔 與超深孔，不宜采用此法處理瞎炮。3）用木制、竹制或其它不發(fā)生火星的材料制成的工具，輕輕將 炮眼內(nèi)大部分填塞物掏出，用聚能藥包誘爆。4）瞎炮應(yīng)在當(dāng)班處理。當(dāng)班不能處理或未處理完畢，應(yīng)將瞎炮 做上記號，在現(xiàn)場交接清楚，由下一班繼續(xù)處理。2.7隧道爆破質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)（驗收標(biāo)準(zhǔn)有規(guī)定，以標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)）隧道爆破質(zhì)量直接影響隧道施工安全、掘進進度和經(jīng)濟與環(huán)境

15、效 rw.o爆破時，圍巖的破壞范圍過大，將造成坍方，將威脅到施工安全； 石塊塊度過大，將影響裝運速度，甚至還需二次爆破處理裝運不走的巨石;眼底不平，炮眼利用率不高，會影響掘進速度；光爆效果不好，超挖過大，則是造成經(jīng)濟效果不好的直接原因。根據(jù)長期的經(jīng)驗，考慮到鐵路隧道施工機械設(shè)備與施工技術(shù)和管 理現(xiàn)狀，一般采用下列質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)來檢驗隧道爆破效果。隧道爆破質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)圍巖級別項 目mwiimIII圍巖擾動深度（m）1.00.80.5平均線性超挖值（cm）151010最大線性超挖值（cm）201510兩炮銜接臺階最大值（cm）1065局部欠挖（cm）555炮眼痕跡保存率350%380%390%炮眼利用率95%90%85%巖壁狀態(tài)爆后圍巖穩(wěn)定，無坍方，無剝落石碴塊度大塊一般不超過5