光面爆破論文

1、涼風凹1#隧道光面爆破施工技術（中鐵xx局集團公司第五工程有限公司水麻高速公路項目部） 云南xx摘 要：介紹涼風凹1#隧道進口段光面爆破參數(shù)的選擇、施工方法及工藝，對控制隧道超欠挖起了積 極的作用。關鍵詞：公路隧道；光面爆破；參數(shù)選擇；施工技術一、工程概述涼風凹1#隧道進口段位于國道主干線（GZ40）二連浩特至河口云南 水富至麻柳灣高速公路中的第九合同段。該隧道雙幅全長2750m， 隧道采用左右幅分離的雙洞單向行車雙車道。隧道設計為凈跨 11.2m，凈高7.1m的單心圓拱曲墻斷面，為長大隧道。隧道區(qū)域處 于構造侵蝕的低山區(qū)，為分水嶺地貌，最大埋深501.44m，主要出 侏羅系地層，巖性組合為紫

2、紅、紫黑、灰綠色砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、 泥質(zhì)粉砂巖不等厚互層。進口段均處于陡坎地段，進口由紫紅色泥 巖組成受風化營力影響，淺表層23m風化破碎強烈，圍巖類別低， 圍巖類別劃分難度較大。進口段隧道穿越深度以泥巖為主，其圍巖 類別為II、III類，其中III類圍巖占65%。采用臺階法開挖、錨、 噴、格柵、網(wǎng)、初期支護，全斷面復合式襯砌。二、光面爆破的特點根據(jù)公路隧道“新奧法”施工的需要和工程地質(zhì)條件，結合施工現(xiàn)場實際情 況，決定采用光面爆破施工。光面爆破施工，可以減少對圍巖的擾動，增強 圍巖的自承能力，特別是在不良地質(zhì)條件下效果更為顯著，不僅可以減少危 石和支護的工程量，而且保證了施工的安全；由于光面

3、爆破使開挖面平整， 巖石無破碎，減少了裂隙，這樣可以大大減少超欠挖量。據(jù)有關資料統(tǒng)計， 光面爆破與普通爆破相比，超挖量由原來的15%20%降低到4%7%,不但 減少出碴量，而且還很大程度的減少了支護的工作量，從而降低的成本，加 快了施工進度。三、光面爆破方案的確定日前，大斷面隧道光面爆破施工有2種方法：一是預留光爆層法；二是 全斷面一次性開挖法，根據(jù)施工現(xiàn)場的實際條件及圍巖情況，該隧道采用預 留光爆層法。上導開挖炮眼布置示意圖四、爆破方案設計1、爆破參數(shù)的選擇光面爆破參數(shù)選擇主要與地質(zhì)條件有關，其次是炸藥的品種與性能；隧 道開挖斷面的形狀與尺寸，裝藥結構與起爆方法。涼風凹1#隧道主要為III

4、類圍巖，上導開挖斷面的面積為61.6m2，采用2號巖石銨梯炸藥，周邊眼采 用空氣間隔裝藥，其他炮眼采用連續(xù)柱狀裝藥，采用火雷管和非電毫秒導爆 雷管起爆。嚴格控制周邊眼的裝藥量，采用合理的裝藥結構，盡可能的使藥沿藥眼 長均勻的分布，這是實現(xiàn)光面爆破的重要條件。在光面爆破中，炮眼間距E、最小抵抗線W、炮眼密集系數(shù)K、裝藥密 度q是相互制約的。（1）、光爆層厚度（B）光爆層厚度就是周邊眼最小抵抗線，它與開挖的隧道斷面大小有關。在 斷面跨度大，光爆眼所受到的夾制作用小，巖石比較容易崩落，光爆層厚度 可以大些，斷面小，光爆眼所受到的夾制作用大，光爆層厚度可以小些，光 爆層厚度與巖石的性質(zhì)和地質(zhì)構造也有關

5、，堅硬巖石光爆層可小些，松軟破 碎的巖石光爆層可大些。涼風凹1#隧道確定光爆層厚度（B）為0.500.80。（2）、周邊眼密集系數(shù)周邊眼密集系數(shù)是周邊眼間距（a） 與光爆層厚度（B）的比值，是影響 爆破效果的重要因素。A= （1216） d K= a/B式中，a為周邊炮眼間距，cm；d為炮眼直徑，mm。K值總是小于1當d=3846mm，a=3060cm，B=7580cm 時，K=0.60.8。（3）裝藥量計算：光面爆破裝藥量的計算，主要是確定周邊眼光爆層炮眼裝藥集中度，即以kg/m 表示，一般米用實驗方法求得或從同類工程中選取。q=QaB式中q一裝藥集中度，kg/m；Q單位體積耗藥量，g/m3

6、；A一周邊眼間距，m；B一光爆層厚度，m；通過現(xiàn)場試驗和施工經(jīng)驗數(shù)據(jù)，用計算法進行校核，確定q=0.150.25kg/m。（4）裝藥結構和起爆方式光面爆破采用不耦合裝藥，一般不耦合系數(shù)為1.52.0，炮眼裝藥按裝藥 集中度計算出的藥量均勻裝入炮眼內(nèi)。為克服底部炮眼的阻力，在炮眼底部 放半個標準藥卷，使光爆層易于脫離巖體。施工中采用如下圖裝藥結構： 1/2普通標準藥卷（中35）起爆；小直徑藥卷（中25）空氣間隔裝藥。（5）光面爆破的分區(qū)起爆順序為：掏槽眼一一輔助眼一一周邊眼底板眼。 采用多段微差起爆（由內(nèi)向外），其中主爆區(qū)的周邊眼比輔助眼眼跳2段起爆， 并用同一段雷管。主爆區(qū)使用非電毫秒雷管。光

7、爆層的光爆眼用用導爆索一 次同時起爆。2、裝藥量分布及光面爆破參數(shù)表（見下表）m類圍巖(上導)開挖爆破裝藥量表順序炮眼名稱包眼/藥卷 直徑(mm)炮眼個數(shù)炮(個)，眼深度炮m1眼間距 (cm)土眼裝藥！(kg/孔)W計裝藥量 (kg)1掏槽眼42/3542.280 x1502.29.52輔助掏槽眼42/3592.11001.09.03輔助眼42/35122.0900.89.54輔助眼42/35152.0850.812.05輔助眼42/35202.0750.816.06二周邊眼42/32252.0700.820.07周邊眼32/20502.0400.2512.08底眼42/32142.0800.

8、811.0合計14999. 4上導斷面面積：61.56平方米，掘進長度按2.0m考慮。炸藥單耗量k=0.81kg/立方米。楔形掏槽，槽口尺寸80 x 150cm，深度1.2m，角度1015。周邊眼直徑：32mm，使用小藥卷20mm,裝藥不偶合系數(shù)入=1.6。間距E=40cm,，最小抵抗線W=50 60cm,E/W=0.7 0.8,單孔裝藥量q=0.25kg。光面爆破系數(shù)名稱炮眼間距(1 )光爆層厚度()密集系數(shù)裝藥集中度_疽 1 )一般參考值405050800.50.80.100.15涼風凹1號 隧道取值40600.680.12不耦合系數(shù)1.52.01.6五、施工方法及工藝一、鉆爆機具材料鉆孔

9、采用13臺YT28型鑿巖機和3臺20m3空壓機，人工鉆孔，鉆孔直 徑為42mm, 一字形合金鋼鉆頭。采用35mmX200mm2號巖石鉉梯炸藥。 引爆雷管為8號工業(yè)紙殼火雷管，炮眼內(nèi)的起爆傳爆，四通管連接，雙雷管 引爆，掏槽眼采用跳段雷管以利用擴大掏槽效果。二、光面爆破施工工藝1、放樣布眼鉆眼前，測量人員用經(jīng)緯儀和水準儀，準確定出隧道中心線和拱頂面高 程；用紅油漆畫出開挖輪廓線，并標出炮眼位置，其誤差不得超過5cm；每 次測量放線的同時，要對上次爆破斷面進行檢查，及時調(diào)整爆破參數(shù)，以達 到最佳爆破效果。2、鉆眼要求掏槽眼：深度、角度按設計施工，眼口間距誤差和眼底間距誤差不得大于5cm。 輔助眼：

10、深度、角度按設計施工，眼口排距、行距誤差均不大于10cm。周邊眼：開眼位置在設計斷面輪廓線上允許沿輪廓線調(diào)整其誤差不得大于 5cm；炮眼方向可以3%5%的斜率外插，眼底不得超出開挖斷面輪廓線10cm， 最大不得超過15cm。內(nèi)圈眼至周邊眼的排距；誤差不得大于5cm ；內(nèi)圈眼與 周邊眼應采用相同的斜率。鉆眼裝藥率調(diào)整，當開挖面凹凸較大時，應按實 際情況調(diào)整炮眼深度（相應調(diào)整裝藥量），力求所有炮眼（除掏槽眼外）眼底 在同一平面上。鉆眼完畢，按炮眼布置圖進行檢查并做好記錄，有不符合要 求的炮眼重鉆，經(jīng)檢查合格后，方可裝藥爆破3、炮眼布置要求先布置掏槽眼，其方向在巖層層理明顯時應盡量垂直于層理，掏槽眼

11、應比 其他眼加深20cm。周邊眼嚴格按設計開挖輪廓線布置，在硬巖層中，周邊眼的眼口在斷面設 計輪廓線上，眼底超出輪廓線小于10cm ；在軟巖中，周邊眼的眼口在斷面 設計輪廓線內(nèi)小于8cm，眼底落在輪廓線上。輔助眼根據(jù)上稀下密，中部均勻分布的原則布置。4、孔口堵塞長度L0L0=（0.20.5）W一般堵塞長度淺眼不超過20cm，深眼不超過30cm。5、清孔裝藥裝藥前用小直徑高壓風管將炮眼內(nèi)石屑吹凈，裝藥需分片，分組按炮眼 設計圖確定的裝藥量自上而下進行，雷管要“對號入座”不得混裝。所有炮 孔均用炮泥堵塞，堵塞長度周邊眼不小于20cm，其他眼不小于35cm。周邊 眼采用小藥卷配導爆索，以增加不耦合系

12、數(shù)和爆破時的緩沖作用，炮孔裝藥 均采用反向裝藥結構。6、連接起爆網(wǎng)絡起爆網(wǎng)絡采用復式網(wǎng)絡，以保證起爆的可靠性和準確性。導爆管采用四 通管連接，不能打結和拉伸，各類炮眼雷管連接段數(shù)相同。引爆雷管應用絕 緣膠布包扎在離一根導爆管自由端15cm處，聚能穴背向傳爆方向，網(wǎng)絡連好 后要有專人負責檢查后再起爆。7、光面爆破施工技術措施（1）對所有爆破作業(yè)人員進行崗前培訓，使他們充分了解光面爆破的重要性及一些有效可行的施工方法，以提高操作熟悉程度。（2）選用低爆速、低猛度、低密度、傳爆性能好、爆炸威力大的2號巖石銨梯炸藥。（3）用不耦合裝藥結構，光面爆破不耦合系數(shù)為1.52.0，但藥卷直徑不應 小于該炸藥的

13、臨界直徑，以保證穩(wěn)定傳爆。（4）嚴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)造臨空面。 炮眼深度大于2.5m時，內(nèi)圈眼應與周邊眼有相同的外插角，周邊眼應 盡量同時起爆。（5）控制裝藥集中度，必要時采取間隔裝藥結構，為克服眼底巖石的夾制作 用，可在眼底加強裝藥。（6）當巖石層理明顯時，炮眼方向應盡量垂直于層理面，如節(jié)理發(fā)育，炮眼應盡量避開節(jié)理，以防卡鉆和影響爆破效果。六、光面爆破實施效果與經(jīng)濟效益 （一）、光爆效果涼風凹1#隧道開挖掘進工作已接近尾聲，隧道開挖全部實行光面爆破， 除開始的試驗段外，現(xiàn)已開挖地段光爆效果良好。1、破后炮眼痕跡率達80%90%，兩茬炮銜接臺階最大尺寸為11cm,超欠挖量僅為5%左右，比非光面爆破的超欠挖量（達20%）要低得多。2、巖碴塊度較小亦均勻，利于裝碴，節(jié)省裝運時間。3、減少支護投入，降低工程造價。4、巖面平整，應力集中小，減少安全隱患。（二）、經(jīng)濟效益1、節(jié)省