山嶺隧道光面爆破技術(shù)

1、淺談隧道光面爆破技術(shù)摘 要 隧道鉆爆開挖，爆破質(zhì)量直接影響洞身周邊應(yīng)力分布狀況，同時直接影響施工單位的經(jīng)濟效 益及施工形象，目前隧道爆破基本全部采用光面爆破技術(shù)，光面爆破的成功與否是隧道施工的關(guān)鍵所 在。關(guān)鍵詞 淺談 隧道 光面爆破 技術(shù)結(jié)合是施工中光面爆破現(xiàn)場實踐經(jīng)驗，筆者將隧道光面爆破的一些基礎(chǔ)知識淺談如下：1、光面爆破的特點1.1隧道成形規(guī)整，應(yīng)力分布均勻，有利于圍巖穩(wěn)定，從而提高圍巖自承能力。1.2對圍巖的擾動范圍小，相應(yīng)的炮震裂縫少，從而增加施工安全性。1.3光爆成形規(guī)整，有利于施作錨噴支護。1.4節(jié)約材料，降低工程造價。尤其是減少超欠挖，可大大減少襯砌砼超灌量。2、光面爆破的作用原

2、理炮眼中炸藥爆炸時對圍巖產(chǎn)生兩種作用，一種是爆炸產(chǎn)生的高溫高壓氣體膨脹過程對圍巖的靜壓 和尖劈作用，這種作用時間較長，一般為幾至幾十毫秒；另一種是炸藥爆炸瞬間的沖擊波對圍巖動壓 作用，這種作用的時間較短，但作用比靜壓作用猛烈。一般爆破中，沖擊波動壓的作用是主要的。光面爆破，就是人為地采取技術(shù)措施，減弱動壓對炮眼周壁巖石的沖擊作用，而使高壓氣體產(chǎn)生 的靜壓作用成為主導。如果相鄰的炮眼間距適當，爆炸時爆炸氣體將在炮眼連線方向產(chǎn)生較大的集中 應(yīng)力，作用于這個方向的眼壁上，由于巖石抗拉強度遠遠低于抗壓強度，于是沿相鄰眼連線方向眼壁 出現(xiàn)裂縫，而爆炸產(chǎn)生的高壓氣體形成的尖劈作用，使既成裂縫進一步擴展，最

3、終形成規(guī)整的破裂面?？刂撇p弱爆破沖擊波動壓作用的主要技術(shù)措施是：a、采用小直徑藥卷。使不偶合系數(shù)大于1，爆破時有一定的緩沖作用，動壓大為降低。b、采用緩沖裝藥結(jié)構(gòu)。包括不偶合藥包連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)和偶合藥包間隔裝藥結(jié)構(gòu)。c、控制每米炮眼長度的裝藥量，并均勻分布于炮眼內(nèi)。d、采用爆速低、猛度小、低密度的炸藥。3、光面爆破的質(zhì)量標準3.1周邊輪廓基本符合設(shè)計要求，巖石壁面平整，隧道壁面起伏在1520cm以內(nèi)。3.2周邊炮眼痕跡保存率：硬巖380%、中硬巖370%、軟巖350%。3.3爆破后的保留的半眼壁面上無粉碎和明顯新生裂縫，對圍巖破壞輕微。3.4爆破后，大的危石、浮石較少。4、光爆參數(shù)的選擇4.1

4、、周邊眼孔距（E）及抵抗線（W）4.1.1孔距（E）：可選350700mm左右。當圍巖軟弱、節(jié)理裂隙發(fā)育或隧道跨徑小時選350500mm； 中等硬度巖石選450650mm；巖石堅硬完整時選550700mm。4.1.2抵抗線（W）：通常為450800mm。當巖石軟弱時選 450600mm；中等硬度巖石選 600800mm；巖石堅硬完整時取600800mm。4.1.3密集系數(shù)（M=E/W）： 一般取M=0.51.0，軟巖取M=0.50.8，中硬巖取M=0.71.0，硬巖 取M=0.71.0，M值軟巖取小值、硬巖及斷面小時取大值。4.2炮孔深度(L)值的確定：根據(jù)圍巖情況、鉆孔設(shè)備、掏槽方式等確定。

5、4.2.1炮孔深度的區(qū)分：淺孔爆破：LV1.8m；中孔爆破：L=1.82.5m；深孔爆破：L2.5m。4.2.2孔深一般不宜小于1.2m，因為眼孔較淺時，爆炸氣體很容易從孔口釋放出去。4.2.3孔深也不宜太深，當鉆孔外插角一定時，周邊孔越深超挖越大。4.2.4采用楔形掏槽時，其炮眼深度L可考慮為：L= (0.40.6) B式中一B為斷面寬度4.3炸藥及裝藥結(jié)構(gòu)的選擇4.3.1炸藥：宜采用低爆速、低猛度、低密度炸藥。4.3.2裝藥結(jié)構(gòu)：宜采用小藥卷不偶合裝藥及空氣間隔裝藥結(jié)構(gòu)，孔口用炮泥堵塞，改善爆破效果。a、小直徑藥卷徑向空氣間隔連續(xù)裝藥。藥卷直徑為2025mm，用塑料擴張管套在兩藥卷接頭處，

6、 使藥卷能置于炮孔中心。為克服炮眼底部巖石夾制力，在炮孔底部裝半卷32mm藥卷作起爆藥卷。b、普通標準藥卷(32mm)空氣間隔裝藥。一般每半個藥卷一個間隔，藥卷用導爆索串起來一 次起爆。c、小直徑藥卷空氣間隔裝藥，此裝藥結(jié)構(gòu)可減弱對圍巖的破壞作用，適合于軟巖。4.3.3不偶合系數(shù)：炮孔直徑d與藥卷直徑之比叫做不偶合系數(shù)(又叫緩沖系數(shù))。當炮孔直徑 d=62200mm時，不偶合系數(shù)取24；炮孔直徑為3445mm時不偶合系數(shù)取1.52。4.3.4裝藥量：光面爆破周邊眼裝藥量應(yīng)嚴格控制，否則將完全達不到光爆的效果。a、單孔光面爆破經(jīng)驗裝藥量計算式：g= (E+W) L*10Rb TOC o 1-5

7、h z 式中：g一單孔裝藥量(g)E一孔距(m)W一抵抗線(m)L一孔深(m)Rb一巖石抗壓強度(MPa)b、光爆裝藥集中度(q)：q=g/L= (E+W) *10* (Rb) 1/2 (g/m)c、“隧規(guī)”中，光爆裝藥集中度(q)參考值:軟巖q=0.070.12(kg/m)；中硬巖q=0.150.25 (kg/m)； 硬巖 q=0.300.35 (kg/m)。5、光面爆破的技術(shù)要點5.1合理選擇光面爆破參數(shù)，努力提高鉆孔精度。5.2嚴格控制藥量，采用合理的裝藥結(jié)構(gòu)。5.3選擇合理的起爆順序。5.4周邊眼應(yīng)同時起爆，一般要求時差不大于100毫秒。6、炮眼布置的步驟6.1掏槽炮眼的布置：掏槽爆破

8、是隧道掘進的關(guān)鍵，爆破質(zhì)量、掘進效果都有賴于掏槽爆破是否 成功。6.1.1掏槽位置：一般都選在鉆孔作業(yè)比較容易的部位，比如隧道中線偏下。6.1.2掏槽形式：常用形式有直眼掏槽、斜眼掏槽及混合掏槽。6.1.2.1平行直眼掏槽a、有幾個空眼的直眼掏槽：其形式有三角形、六邊形和菱形，如圖1所示3a133b1133131311m13有空眼的直眼掏槽（圖1）通常a=（22.5）d （式中d為鉆孔直徑）。b、五眼梅花形直眼掏槽：適用于各種巖石如圖2所示：a=（23）d，b=（34.5）d。6a33.a75五眼梅花形直眼掏槽（圖2）c、小直徑平行預(yù)裂擠壓拋碴掏槽如圖3所示：R1=100140mm，R2=20

9、0280mm。3 IH1小直徑平行預(yù)裂擠壓拋瞳掏槽（圖3）如圖3所示，就是把內(nèi)圈的四個空眼打得深一些，比中心及外圈眼深約500mm，在超深部分反裝23卷炸藥后起爆，起到拋碴作用（圖示編號為雷管段數(shù)）。6.1.2.2楔形掏槽：斜眼掏槽中，楔形掏槽用得最多。楔形掏槽又稱“V”形掏槽。一般采用24對與工作面成6065。角的對稱傾斜炮眼，成對地在炮眼底部集中形成一線，集中火力同時起爆， 炸出一個楔形漏斗。a、垂直楔形掏槽：適用于整體性較好或近似垂直或斜交成層的沉積巖，鉆眼方便，炮眼方向和高度易于掌握，爆破效果好。楔形掏槽要求炮眼與工作面的交角為60 65即底部“V”形夾角a大致為5060，炮眼深度大致

10、為斷面寬度的4550%。垂直楔形掏槽（圖4）b、復式楔形掏槽：當要求每一循環(huán)進尺為B/2或以上時，這時一級楔形掏槽難以達到要求，必須 采用復式楔形掏槽。鉆眼時，每對炮眼采用不同的傾斜角，鉆孔精度要求高（如圖5所示）。6.2沿開挖輪廓線布置周邊眼及底板眼6.2.1周邊眼：根據(jù)光面爆破選定的周邊眼間距，沿開挖輪廓線布置，在墻腳處為克服較大的夾制 作用，可將孔距適當減小。嚴格控制外插角，以減少超挖。周邊眼深度應(yīng)根據(jù)巖石條件和進度要求及 掏槽形式而定，一般情況下掏槽眼深度小0.10.2m。6.2.2二圈眼：二圈眼也是光爆施工的重要參數(shù)，直接影響光面爆破質(zhì)量。二圈眼所在位置就是周 邊眼抵抗線的邊緣。二圈

11、眼的孔距一般稍大于周邊眼抵抗線（W），即二圈眼間距E=1.2W，通常不大 于 0.9M。6.3輔助眼；這部份炮眼是緊挨著掏槽眼的位置，它既是掏槽眼的輔助眼，又對掏槽槽口起擴大 作用，因而它的眼底與掏槽眼底部的距離應(yīng)比擴大眼小一些。6.4擴大眼：擴大眼的布置通常可采用下列形式6.4.1弧形式：順隧道弧形周邊分層布置。這種形式，爆破逐層形成弧形拱，有利于圍巖的穩(wěn)定。6.4.2直線形式：圍繞槽口將炮眼順豎直或水平方向，向外逐層排列。相當于多排炮眼的梯段爆破， 有臨空面，爆破效果好，是隧道開挖布眼常傾向的圖式。6.4.3圓形式：開挖圓形洞室，炮眼圍繞園心分層布置。6.5確定合理的起爆順序通常起爆順序應(yīng)

12、為：掏槽眼一輔助眼一擴大眼一二圈眼一周邊眼一底板眼，間隔時間采用25100 毫秒。周邊眼宜一次起爆，若分次起爆周邊眼輪廓不大平整。7、光爆鉆孔的基本技術(shù)7.1嚴密的組織7.1.1光爆鉆孔時應(yīng)統(tǒng)一指揮，協(xié)調(diào)行動。7.1.2固定鉆機班，并實行定人、定機、定位、定質(zhì)、定量的“五定”崗位責任制。7.1.3分區(qū)、按序鉆孔。避免相互干擾、碰撞、擁擠及窩工現(xiàn)象。7.2鉆孔的方法與步驟：整個光爆鉆孔過程可分為準備一定位一開口一鉆進一撥釬一移位六步。7.3對光爆周邊眼的要求必須達到“準”、“直”、“平”、“齊”。準：孔位選準；直：先打好上方標 準眼，插上炮桿，使側(cè)墻孔孔口在同一條垂線上；平：就是要使周邊炮眼相互平行；齊：使各炮眼眼 底落在同一平面上。7.4保證鉆孔質(zhì)量的措施7.4.1找準中線水平，標定周邊眼及二圈眼的孔位。7.4.2在拱頂1m處標定一臨時中線（也可在臺架上標定一臨時中線），以保證炮眼沿隧道中線鉆 進，然后在標準孔內(nèi)插入炮棍作為其它炮孔的方向標志。7.4.3根據(jù)要求的鉆孔深度做好標記，使孔底落在同一