《富水?dāng)鄬悠扑閹淼揽刂菩员萍夹g(shù)及案例探究》20000字（論文）

富水?dāng)鄬悠扑閹淼揽刂菩员萍夹g(shù)及案例研究摘要隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)以及科學(xué)技術(shù)的飛速進(jìn)步，伴隨著高速公路以及鐵路的飛速建成，隧道工程的建設(shè)也不斷地得到了重視與提高，多種針對(duì)隧道施工的新興爆破技術(shù)的確能很好地解決很多復(fù)雜施工難題，但是也正是因?yàn)榧夹g(shù)的革新，在隧道的建設(shè)中也暴露出了更多問(wèn)題，例如富水?dāng)鄬悠扑閹У乃淼辣圃趯?shí)際施工過(guò)程中仍存在著很大風(fēng)險(xiǎn)，因此對(duì)富水?dāng)鄬悠扑閹淼揽刂菩员萍夹g(shù)的研究是有必要的。對(duì)隧道爆破施工具有重要的理論及實(shí)際意義。本文依托獅子嶺隧道工程實(shí)際，采用理論分析結(jié)合工程實(shí)際開(kāi)展富水?dāng)鄬悠扑閹淼揽刂菩员萍夹g(shù)研究；探究控制爆破基礎(chǔ)理論、巖石爆破損失機(jī)理，炸藥爆破機(jī)理以及爆破爆破震動(dòng)效應(yīng)；了解微差擠壓爆破技術(shù)以及光面預(yù)裂爆破技術(shù)機(jī)理；結(jié)合獅子實(shí)際工程項(xiàng)目，基于其隧道建設(shè)與富水?dāng)鄬拥南嗷ビ绊?，全面系統(tǒng)地開(kāi)展富水?dāng)鄬悠扑閹Э刂菩员萍夹g(shù)研究。主要研究?jī)?nèi)容如下：（1）研究巖石爆破模型逐步發(fā)展到斷裂模型以及損傷模型，炸藥相關(guān)基本理論知識(shí)。（2）通過(guò)理論分析研究微差擠壓爆破和光面爆破實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程中的應(yīng)用。（4）通過(guò)結(jié)合獅子嶺隧道爆破設(shè)計(jì)在方案的選擇上研究各種現(xiàn)場(chǎng)不利因素對(duì)施工帶來(lái)的影響，得出實(shí)際隧道爆破施工設(shè)計(jì)原則。關(guān)鍵詞：隧道；富水?dāng)鄬悠扑閹?；控制爆破；鉆爆施工；光面爆破目錄摘要 31緒論 71.1課題研究背景及意義 71.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 71.2.1鉆爆設(shè)計(jì)與施工研究現(xiàn)狀 71.2.2控制爆破技術(shù)研究現(xiàn)狀 91.3研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線 112控制爆破技術(shù) 122.1控制爆破基礎(chǔ)理論 122.1.1巖石爆破機(jī)理 122.1.2炸藥爆炸基本理論 132.1.2巖石爆破損傷 152.2爆破振動(dòng)影響 172.3微差擠壓爆破技術(shù) 192.4光面預(yù)裂爆破技術(shù) 202.5本章小結(jié) 223控制性爆破設(shè)計(jì)（光面爆破） 233.1爆破設(shè)計(jì)原則 233.2確定爆破參數(shù) 233.3爆破施工工藝 243.4本章小結(jié) 264.獅子嶺隧道開(kāi)挖控制性爆破施工技術(shù) 274.1工程概況 274.2施工設(shè)計(jì) 294.2.1施工方案選擇 295.2.1 炮孔布置 314.3本章小結(jié) 325結(jié)論與展望 335.1結(jié)論 335.2展望 34致謝 35參考文獻(xiàn) 36

1緒論1.1課題研究背景及意義最近幾年隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)基礎(chǔ)工程的建設(shè)建設(shè)規(guī)模也逐步獲得了巨大的發(fā)展。在高速公路與鐵路的建設(shè)得到重視的同時(shí)，隧道施工也逐漸成為了其發(fā)展的關(guān)鍵，新的技術(shù)以及新的手段不斷地誕生，也被熟練地應(yīng)用到隧道的施工建設(shè)中。由于技術(shù)的發(fā)展，近些年山嶺隧道的施工技術(shù)得到了顯著的進(jìn)步與發(fā)展。當(dāng)然，我國(guó)基礎(chǔ)工程建設(shè)前進(jìn)的道路還在不斷延續(xù)，伴隨著我國(guó)高速公路網(wǎng)和鐵路網(wǎng)覆蓋面積的不斷延伸，無(wú)論是公路隧道還是鐵路隧道都是道路網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，隧道的建設(shè)規(guī)模和建設(shè)難度也在不斷增加中。在實(shí)際工程隧道施工的過(guò)程中遇見(jiàn)地下水發(fā)育的地段難以避免，大量實(shí)驗(yàn)研究及實(shí)踐表明，水會(huì)顯著降低圍巖的力學(xué)性能，富水?dāng)鄬悠扑閹?huì)直接導(dǎo)致隧道施工的困難以及增加施工的風(fēng)險(xiǎn)，這些都會(huì)嚴(yán)重影響到隧道施工的安全、質(zhì)量以及進(jìn)度[1]。獅子嶺隧道穿過(guò)富水?dāng)鄬悠扑閹У貐^(qū)，在隧道的建設(shè)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生裂隙水、富水等問(wèn)題，施工過(guò)程中會(huì)伴隨著不良工程地質(zhì)問(wèn)題。如突水、涌泥、塌方等等施工問(wèn)題，嚴(yán)重影響隧道的安全施工。本論文結(jié)合科研項(xiàng)目《特殊地層隧道坍塌力學(xué)行為與防治措施安全可行性技術(shù)研究》，研究控制性爆破基礎(chǔ)理論，同時(shí)以獅子嶺工程實(shí)例為依托，基于實(shí)際工程的隧道建設(shè)以及山嶺隧道圍巖爆破技術(shù)研究來(lái)全面系統(tǒng)地分析山嶺隧道控制性爆破設(shè)計(jì)以及進(jìn)行隧道開(kāi)挖控制性爆破施工技術(shù)研究，開(kāi)展富水?dāng)鄬悠扑閹Э刂菩员萍夹g(shù)研究。采用合理的控制爆破施工技術(shù)方法，控制富水?dāng)鄬悠扑閹淼绹鷰r的變形，減小爆破施工對(duì)巖體的影響。為了充分理解控制爆破技術(shù)的重要性，開(kāi)展富水?dāng)鄬悠扑閹Э刂菩员萍夹g(shù)研究對(duì)隧道爆破施工具有重要的理論及實(shí)際意義。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1鉆爆設(shè)計(jì)與施工研究現(xiàn)狀中國(guó)在21世紀(jì)，將會(huì)開(kāi)啟地下工程建設(shè)的迅速發(fā)展，地下工程有各種用途，無(wú)論是對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展還是在物資儲(chǔ)備這些方面都有積極的作用，同時(shí)地下工程在交通運(yùn)輸方面還有著其他方式無(wú)法取代的優(yōu)點(diǎn)，比如說(shuō)在隔震還有恒溫等等都有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，尤其在公路等基礎(chǔ)工程的建設(shè)中隧道工程的建設(shè)是其中非常關(guān)鍵的一部分。隨著隧道修建技術(shù)的迅速發(fā)展，大量的工程實(shí)踐和巖石力學(xué)理念，從包括軟弱含水地層和堅(jiān)硬圍巖在內(nèi)的不利掘進(jìn)條件、以及高科技新設(shè)備的應(yīng)用、新型爆破器材的研制及新的爆破技術(shù)的研發(fā)，都是對(duì)鉆爆法掘進(jìn)的技術(shù)改進(jìn)[2]。郭建[3]等人以月直山隧道的施工過(guò)程作為背景，根據(jù)隧道圍巖性質(zhì)，分析造成隧道超欠挖的關(guān)鍵原因，然后以此作為出發(fā)點(diǎn)，進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)的優(yōu)化同時(shí)完善施工工藝雙管齊下，在改善爆破效果的同時(shí)、面對(duì)隧道掘進(jìn)中存在的超欠挖現(xiàn)象使用了更精準(zhǔn)的爆破技術(shù)以及采取了更合適的綜合管控措施，隧道成型質(zhì)量大幅度提高，隧道平均線性超欠挖大大降低。楊川[4]基于重慶合川雙槐二期工程鐵路芭蕉灣隧道進(jìn)口工區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)，從人員機(jī)械配置以及鉆爆工作臺(tái)的設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面，對(duì)隧道施工組織其中的單線鐵路施工進(jìn)行高度概括，給同類工程的設(shè)計(jì)及施工作出參考。姜炯[5]以某鉆爆法雙層隧道施工項(xiàng)目作為研究對(duì)象，采用midas等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件對(duì)隧道的二次襯砌進(jìn)行建模分析。通過(guò)研究車輛荷載及圍巖等級(jí)等等對(duì)隧道的襯砌結(jié)構(gòu)的影響，得出車輛荷載作用對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)的影響巨大。郝俊明[6]以川藏鐵路隧道集群為研究背景對(duì)現(xiàn)有隧道的機(jī)械化施工程序進(jìn)行了研究，系統(tǒng)分析機(jī)械化配套施工在實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題，并且通過(guò)研究提出了合適的配套機(jī)械化方案、進(jìn)一步提出了解決影響施工進(jìn)度的措施等等，在川藏鐵路高原隧道的建設(shè)上貢獻(xiàn)了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。賈海鵬[7]以貴陽(yáng)地鐵2號(hào)線鉆爆開(kāi)挖作為工程實(shí)例研究，以比例藥量為變量，研究了t分布優(yōu)化藥量再比例藥量發(fā)生變化時(shí)的規(guī)律，尤其爆源向前移動(dòng)時(shí)控制藥量的變化，結(jié)論得出在隧道開(kāi)挖方向上，安全控制藥量是一個(gè)減小達(dá)到最小值然后增大的過(guò)程，當(dāng)爆源開(kāi)挖至敏感區(qū)間時(shí)，必須要及時(shí)調(diào)整爆破施工方案。馮愷[8]以貴州盤興高速上坡地隧道為研究背景，通過(guò)LS-DYNA建立了該隧道的計(jì)算模型，模擬了隧道中藥包爆炸過(guò)程，計(jì)算巖體上的受力位移情況。提出不同的優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)針對(duì)隧道不同區(qū)段的爆破開(kāi)挖，為以后其他的工程提供參考。陳豪[9]通過(guò)研究目前國(guó)內(nèi)公路隧道施工現(xiàn)狀，對(duì)我國(guó)軟弱圍巖隧道如今的施工方式進(jìn)行了分析，主要研究了采用人工鉆爆法施工多于機(jī)械化鉆爆法施工的原因和實(shí)現(xiàn)的難度；針對(duì)開(kāi)展機(jī)械化鉆爆法施工存在的困難，研究提出了各種方案，并在依托實(shí)際工程施工進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用研究。王生海[10]以山西長(zhǎng)平高速公路虹梯關(guān)長(zhǎng)大隧道為研究背景，采用多種研究方法，針對(duì)長(zhǎng)大公路隧道鉆爆法施工所使用的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了研究，以圍巖松動(dòng)圈理論為基礎(chǔ)，研究不同爆破循環(huán)進(jìn)尺下隧道圍巖應(yīng)力、變形等分布規(guī)律，明確循環(huán)進(jìn)尺與圍巖穩(wěn)定性的相關(guān)，提出了安全的爆破循環(huán)進(jìn)尺值；研究了爆破循環(huán)尺寸與諸多施工組織因素間相關(guān)性，同時(shí)結(jié)合施工安全性要求，最終得出合理爆破循環(huán)進(jìn)尺建議值。1.2.2控制爆破技術(shù)研究現(xiàn)狀西方國(guó)家最早進(jìn)行控制爆破技術(shù)的研究和應(yīng)用。從20世紀(jì)50年代以來(lái)，我國(guó)才正式開(kāi)始應(yīng)用控制爆破技術(shù)。其中包括微差爆破、擠壓爆破、光面爆破、預(yù)裂爆破等多項(xiàng)控制爆破技術(shù)。都是在吸取國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)之后加以推廣應(yīng)用。徐世祥[11]通過(guò)對(duì)聚能水壓控制爆破的應(yīng)用現(xiàn)狀研究，的長(zhǎng)處隧道聚能水壓爆破法施工具有減少圍巖擾動(dòng)、縮短工期、防止超欠挖、提高炸藥利用率和改善施工環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，有巨大應(yīng)用前景，所以發(fā)掘聚能水壓爆破極具必要性和意義。郭春[12]通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研的方法，對(duì)礦山法施工隧道粉塵控制技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)。首先，介紹了粉塵的六大危害，闡述粉塵產(chǎn)出的機(jī)制；對(duì)礦山法隧道粉塵控制技術(shù)進(jìn)行梳理，對(duì)各類技術(shù)的原理、優(yōu)缺點(diǎn)及其控制效果進(jìn)行了系統(tǒng)性介紹，展望了各種技術(shù)的發(fā)展前景。徐冬[13]通過(guò)對(duì)巖石爆破原理的分析，結(jié)合對(duì)光面爆破設(shè)計(jì)原理、參數(shù)設(shè)計(jì)分析以及光面爆破效果影響因素綜合進(jìn)行分析，對(duì)炸藥用量得出計(jì)算方法?？紤]了控制爆破技術(shù)在實(shí)際工程隧道爆破施工設(shè)計(jì)需要遵守的原則，對(duì)隧道的爆破設(shè)計(jì)與施工工藝、爆破參數(shù)選擇分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)工程地質(zhì)條件、開(kāi)挖方法以及選擇爆破器材等等方面進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)，合理確定了炮眼布置方式，炸藥起爆方式等，最后以包家山隧道施工施工工程作為研究對(duì)象進(jìn)行了實(shí)例分析。齊景岳[14]綜合分析了不同隧道施工工程成功的案例，分析了各自的爆破震動(dòng)效應(yīng)和巖石爆破產(chǎn)生的破壞進(jìn)行分析。而得出結(jié)論控制爆破成功實(shí)施需要以爆破振動(dòng)速度作為安全判據(jù)。張少錦等[15]在龍頭山隧道施工中選擇施工方法時(shí)選擇了中導(dǎo)洞超前后上臺(tái)階擴(kuò)挖、下臺(tái)階分左右兩部先后開(kāi)挖，在施工的同時(shí)采用三維數(shù)值方法模擬爆破過(guò)程，利用它分析振動(dòng)波的傳播規(guī)律優(yōu)化爆破參數(shù)。整個(gè)施工過(guò)程中采用光面爆破等一系列減震措施，確保了隧道施工的安全。袁良遠(yuǎn)等[16]對(duì)茨沖隧道展開(kāi)研究。確定爆破振動(dòng)控制標(biāo)準(zhǔn)值（按規(guī)范），然后進(jìn)行爆破方案設(shè)計(jì)，選擇合理的爆破參數(shù)，通過(guò)爆破控制措施合理的選擇，滬昆鐵路隧道的強(qiáng)烈震動(dòng)在爆破施工時(shí)盡力避免產(chǎn)生。綜合現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保圍巖穩(wěn)定性以及整個(gè)施工過(guò)程的安全?？死锼雇懈ァさ铝_弗等[17]提出了卸壓爆破設(shè)計(jì)方案主要是針對(duì)硬巖隧道大深度開(kāi)發(fā)。利用數(shù)值模擬其中的混合應(yīng)力爆破模型進(jìn)行了爆破設(shè)計(jì)和相關(guān)損傷區(qū)模擬。模擬結(jié)果重點(diǎn)針對(duì)爆破設(shè)計(jì)參數(shù)，如炮孔直徑，鉆爆設(shè)計(jì)裝藥特性以及炮孔排相對(duì)于主應(yīng)力的排列。馮進(jìn)軍[18]結(jié)合在森村二號(hào)隧道在鐵路單線隧道硬巖（III級(jí)圍巖）施工中的應(yīng)用事例，研究論證了硬巖鉆爆法施工實(shí)際中光面爆破控制技術(shù)的選擇和安全風(fēng)險(xiǎn)控制。隧道工程的控制性爆破技術(shù)得到了顯著的發(fā)展，傳統(tǒng)的爆破方法暴露出來(lái)的問(wèn)題也愈來(lái)愈多，各種得到優(yōu)化的爆破技術(shù)開(kāi)始出現(xiàn)，使得隧道工程的施工變得更加方便、更加安全、更加迅速。但同時(shí)也產(chǎn)生了對(duì)新的爆破技術(shù)的理論認(rèn)識(shí)不足的問(wèn)題，我們?nèi)匀恍枰Y(jié)合工程進(jìn)行各種爆破試驗(yàn)，通過(guò)總結(jié)規(guī)律，完善爆破理論，便于為之后類似工程的施工提供理論支持。1.3研究?jī)?nèi)容本文結(jié)合科研項(xiàng)目《特殊地層隧道坍塌力學(xué)行為與防治措施安全可行性技術(shù)研究》，以實(shí)際工程項(xiàng)目獅子嶺隧道為研究背景開(kāi)展全面系統(tǒng)的研究，通過(guò)理論分析，探究巖石爆破機(jī)理以及爆破震動(dòng)效應(yīng)，結(jié)合隧道的工程概況，進(jìn)行對(duì)隧道施工的影響的研究?；谒淼澜ㄔO(shè)與富水?dāng)鄬拥南嗷ビ绊?，全面系統(tǒng)地開(kāi)展富水?dāng)鄬悠扑閹Э刂菩员萍夹g(shù)研究。探討合理的減震控制爆破施工工藝方法，控制富水?dāng)鄬悠扑閹淼绹鷰r的變形，減小爆破施工對(duì)周圍影響。論文主要研究?jī)?nèi)容如下：（1）通過(guò)理論分析，探究控制爆破基礎(chǔ)理論、巖石爆破損失機(jī)理，炸藥爆破機(jī)理以及爆破爆破震動(dòng)效應(yīng)；了解微差擠壓爆破技術(shù)以及光面預(yù)裂爆破技術(shù)機(jī)理（2）通過(guò)理論分析，研究光面爆破設(shè)計(jì)原則，系統(tǒng)地掌握相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)以及爆破施工工藝。（3）結(jié)合獅子實(shí)際工程項(xiàng)目，基于其隧道建設(shè)與富水?dāng)鄬拥南嗷ビ绊?，全面系統(tǒng)地開(kāi)展富水?dāng)鄬悠扑閹Э刂菩员萍夹g(shù)研究。

2控制爆破技術(shù)理論2.1巖石爆破機(jī)理自然界廣泛存在著各種各樣的爆炸現(xiàn)象，廣義來(lái)看，爆炸時(shí)物質(zhì)的物理形態(tài)或化學(xué)性質(zhì)都會(huì)發(fā)生急劇變化，而在這種變化過(guò)程中往往伴隨有能量的快速轉(zhuǎn)化，包括內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，在這同時(shí)還能使原來(lái)的物質(zhì)或其變化產(chǎn)物甚至是周圍介質(zhì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，進(jìn)一步產(chǎn)生巨大的機(jī)械破壞效應(yīng)。一般引起爆炸的原因不同，人們將爆炸區(qū)分為物理爆炸﹑核爆炸和化學(xué)爆炸三類，而巖石的爆破過(guò)程是炸藥發(fā)生化學(xué)爆炸，做機(jī)械功、破壞巖石的過(guò)程。爆破是炸藥爆炸作用在周圍介質(zhì)的結(jié)果。簡(jiǎn)單概括的話就是在巖石中炸藥的爆炸是高溫高壓及瞬時(shí)劇烈膨脹的做功過(guò)程。在爆破過(guò)程中，在介質(zhì)中的炸藥被引爆后，在極短的時(shí)間內(nèi)，首先會(huì)由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，這時(shí)一瞬間體積能夠增加數(shù)百倍甚至幾千倍，伴隨著產(chǎn)生極大壓力和沖擊力的同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生很高的溫度，周圍的介質(zhì)在這個(gè)轉(zhuǎn)化的過(guò)程中會(huì)受到各種不同程度的破壞，這一過(guò)程稱為爆破。目前關(guān)于巖石爆破機(jī)理的假說(shuō)，可歸納為以下三種[19-22]。爆炸應(yīng)力波反射拉伸作用假說(shuō)該假說(shuō)認(rèn)為爆炸后產(chǎn)生的應(yīng)力波反射后形成了反射波，而反射波所產(chǎn)生的拉伸作用是巖石破壞的主要原因，作用機(jī)理如圖2-1所示。在炸藥爆炸后，高溫高壓且強(qiáng)度極大的應(yīng)力波會(huì)使巖體在第一時(shí)間發(fā)生壓碎破壞。而在巖體破碎后，應(yīng)力會(huì)大大減小甚至?xí)陀趲r體的抗壓強(qiáng)度，這時(shí)的應(yīng)力波就無(wú)法使巖體繼續(xù)破碎。而減小后的應(yīng)力波仍然會(huì)繼續(xù)向外傳遞至自由面，在經(jīng)過(guò)自由面的反射后形成拉伸波，其產(chǎn)生的拉應(yīng)力由于大于巖石的抗拉強(qiáng)度，會(huì)貫通巖石裂紋，導(dǎo)致巖石被拉斷產(chǎn)生破壞。該假說(shuō)認(rèn)為巖石的破碎及裂隙的產(chǎn)生主要是由于壓縮波和反射拉伸波作用的結(jié)果，而爆炸產(chǎn)生的氣體在爆炸過(guò)程中只是起輔助作用。圖2-1（a）入射壓力波波前（b）反射拉應(yīng)力波波前爆生氣體膨脹作用假說(shuō)該假說(shuō)認(rèn)為爆炸產(chǎn)生的高溫高壓氣體是巖石破壞的主要原因，這種觀點(diǎn)認(rèn)為爆生氣體在巖體的整個(gè)破碎過(guò)程起到主要作用，如圖2-2所示。在爆炸發(fā)生時(shí)，爆生氣體會(huì)在一開(kāi)始進(jìn)入由爆炸應(yīng)力波所形成的初始裂隙中，形成能夠使裂隙繼續(xù)發(fā)展的應(yīng)力場(chǎng)。而在同時(shí)爆生氣體還會(huì)使巖體產(chǎn)生徑向位移，這一過(guò)程中又由于巖石位置不同，距離自由面的距離不同，所以不同位置的巖石所受到的阻力不同，進(jìn)一步形成了大于抗剪強(qiáng)度的剪切應(yīng)力的局面，進(jìn)而使巖石發(fā)生剪切破壞。圖2-2爆生氣體膨脹作用破壞示意圖應(yīng)力波與爆生氣體綜合作用假說(shuō)該假說(shuō)認(rèn)為是爆生氣體與應(yīng)力波的共同作用造成了巖石的破壞，如圖2-3所示，該觀點(diǎn)認(rèn)為兩者在巖石破壞過(guò)程中都起著重要作用，兩者的共同作用促使巖石破壞效果變得更強(qiáng)，但目前學(xué)界對(duì)于兩種作用所占的比重還存在著不同觀點(diǎn)。一般認(rèn)為沖擊波造成巖石破壞，應(yīng)力波與爆生氣體共同作用促進(jìn)了巖石裂縫的發(fā)展，才能得到更好的巖體爆破效果。在爆破過(guò)程中應(yīng)力波起到動(dòng)作用，爆生氣體起到靜作用，而至于兩種作用具體是哪種作用起主要作用，與炸藥種類，巖石性質(zhì)，施工環(huán)境等等多種因素相關(guān)。目前這種假說(shuō)是最為廣泛接受的。（a）壓縮階段（b）應(yīng)力波反射階段（c）爆炸氣體膨脹階段圖2-3爆破過(guò)程2.2炸藥爆炸基本理論炸藥是指在外部施加一定的能量后能夠發(fā)生化學(xué)爆炸的物質(zhì)，能發(fā)生急劇的化學(xué)反應(yīng)，在有限的空間和極短的時(shí)間內(nèi)迅速釋放大量熱量生成大量氣體，并產(chǎn)生爆炸效應(yīng)。炸藥的基本性能主要取決于以下幾點(diǎn)：爆力爆力是表示炸藥爆炸做功量的一個(gè)重要指標(biāo)，放在介質(zhì)中的炸藥在介質(zhì)中爆炸時(shí)，能夠?qū)χ車慕橘|(zhì)做功，會(huì)造成介質(zhì)的整體破壞包括壓縮和位移，而這種能力的大小就被稱為爆力。通常來(lái)說(shuō)炸藥爆炸瞬間所釋放的能力越大該炸藥的爆力也就越大，這是因?yàn)楸〞r(shí)產(chǎn)生的熱量高，意味著其產(chǎn)生的氣體量也就越多，這也代表爆力會(huì)越大。一般來(lái)說(shuō)會(huì)使用爆破漏斗法來(lái)測(cè)定炸藥的爆力。爆破漏斗法：基本原理是因?yàn)檎ㄋ幵诮橘|(zhì)中爆炸后會(huì)形成漏斗坑，正是通過(guò)這一特點(diǎn)才開(kāi)發(fā)出了爆炸漏斗法。根據(jù)控制變量法可得出當(dāng)爆炸發(fā)生時(shí)外部條件相同的條件下，漏斗坑的大小完全取決于炸藥的做功量。試驗(yàn)方法如下：首先在爆破試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)挑選均勻的介質(zhì)并設(shè)置炮孔，然后再將設(shè)計(jì)好用量的炸藥在爆炸裝藥規(guī)格相同的情況下裝進(jìn)炮孔中并且好好填塞炮孔，在引爆后在介質(zhì)里就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)如下圖2-4所示的爆破漏斗，接下來(lái)的任務(wù)就是測(cè)量了，多次測(cè)量取平均值方法測(cè)出漏斗直徑與深度。圖2-4爆破漏斗實(shí)驗(yàn)猛度炸藥的猛度代表了炸藥的動(dòng)作用，可以簡(jiǎn)單理解成炸藥動(dòng)作用的強(qiáng)度，能夠直觀地描述出炸藥做功的功率，也使爆炸所產(chǎn)生的沖擊波和應(yīng)力波的強(qiáng)度有了數(shù)值化的表述，因?yàn)槊投日怯脕?lái)形容介質(zhì)中的炸藥爆炸發(fā)生時(shí)在一瞬間發(fā)生的爆炸波和所產(chǎn)生的爆炸產(chǎn)物對(duì)周圍的介質(zhì)造成破碎（主要是壓縮）的能力。通常來(lái)說(shuō)，炸藥的密度越大，爆速越大，也就代表著炸藥猛度越大，因?yàn)槌Ｓ玫臏y(cè)量方法是鉛柱壓縮法，所以通常來(lái)說(shuō)猛度一般用固定規(guī)格的鉛柱在試驗(yàn)條件下被壓縮的程度來(lái)作為表示方法。爆速炸藥的爆速通常是指在爆炸發(fā)生時(shí)，爆炸波在炸藥內(nèi)部的傳播速度。雖然與炸藥本身的性質(zhì)密切相關(guān)，但是同時(shí)也受到炸藥方式和起爆條件的影響。在理想狀態(tài)下，即藥柱可以達(dá)到理想封閉狀態(tài)，這意味著爆炸產(chǎn)物在傳播過(guò)程中不發(fā)生徑向移動(dòng)，這是可以理解為炸藥在發(fā)生爆炸后所釋放出的全部能量都可以用于沖擊波的傳播，這時(shí)爆炸波可以達(dá)到最大速度，這是的爆速也被稱為理想爆速。但是理想狀態(tài)終究只是設(shè)想，一般來(lái)說(shuō)炸藥實(shí)際爆速都會(huì)達(dá)不到理想爆速與其他炸藥的性能參數(shù)對(duì)比，爆速的測(cè)量在試驗(yàn)的應(yīng)用中已經(jīng)廣泛使用，得出的結(jié)論一般也比較準(zhǔn)確。通常按測(cè)定原理分類，有如下三種爆速是目前能夠比較準(zhǔn)確測(cè)定的爆破參數(shù)，測(cè)定方法按照原理分類有導(dǎo)爆索法、電測(cè)法和高速攝影法這三類。導(dǎo)爆索法：原理是利用已知爆速的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)爆索與待測(cè)藥卷相比較，可以求出待測(cè)炸藥一段長(zhǎng)度內(nèi)的平均爆速，如圖2-5所示。1—雷管；2—藥包；3—導(dǎo)爆索；4—鉛板圖2-5導(dǎo)爆索法測(cè)爆速電測(cè)法：這種方法是用電子儀表記錄爆轟波在藥包中傳播的時(shí)間，量取相應(yīng)區(qū)間的距離算出爆速。常用的儀器有光線示波器和數(shù)字式爆速儀等。高速攝影法：這種方法是利用爆轟瞬間發(fā)生的光效應(yīng)，通過(guò)高速攝影裝置將爆轟波傳播過(guò)程記錄下來(lái)，經(jīng)分析運(yùn)算算得爆速值。感度炸藥的感度是用來(lái)表征炸藥在外界條件下起爆的難易程度的值，炸藥的性能各有不同，一般來(lái)說(shuō)即使是在完全相同的條件下，不同的炸藥起爆的難度還是不同。炸藥的感度小則意味著起爆炸藥所需要的外能少，反之則高。和前面的性能在炸藥的實(shí)際的爆破中用來(lái)衡量爆炸程度不同，炸藥的感度更多的是用來(lái)衡量炸藥在制作加工，運(yùn)輸保存以及使用時(shí)的安全性的，感度過(guò)高的炸藥易發(fā)生爆炸事故，而感度過(guò)低的炸藥會(huì)給起爆帶來(lái)困難。2.3炸藥起爆方法分類爆破工程一般都是使用工業(yè)炸藥，在具體的爆破工程中，引爆工業(yè)炸藥主要分為兩種方法：一種是直接通過(guò)雷管的爆炸起爆工業(yè)炸藥，另一種則是用導(dǎo)爆索爆炸產(chǎn)生的能量去引爆工業(yè)炸藥，而導(dǎo)爆索在使用時(shí)也需要先用雷管將其引爆。在爆破工程現(xiàn)場(chǎng)使用中，一般來(lái)說(shuō)使用的更多的是各種起爆網(wǎng)路的混合體，混合起爆網(wǎng)路，能夠更加充分利用各種網(wǎng)路的特性，保證網(wǎng)路的安全可靠性和經(jīng)濟(jì)合理性。起爆方式按雷管的點(diǎn)燃方法不同分類如圖2-6所示。圖2-6藥包起爆方式圖中火雷管起爆法時(shí)通過(guò)導(dǎo)火索傳遞火焰點(diǎn)燃火雷管，也稱導(dǎo)火索起爆法；導(dǎo)爆管雷管起爆法利用導(dǎo)爆管傳遞沖擊波點(diǎn)燃雷管，也稱導(dǎo)爆管起爆法。電雷管起爆法采用電引火裝置點(diǎn)燃雷管，故也稱電力起爆法；與雷管起爆法相應(yīng)，用導(dǎo)爆索起爆炸藥的稱作導(dǎo)爆索起爆法；與電力起爆法對(duì)應(yīng)，一般將導(dǎo)火索起爆法、導(dǎo)爆管起爆法和導(dǎo)爆索起爆法稱作非電起爆法。2.4巖石爆破損傷工程中的爆破是利用炸藥使介質(zhì)變形或者破壞達(dá)到工程建設(shè)目的的一種施工技術(shù)。炸藥發(fā)生爆炸，大部分能量用來(lái)使圍巖破壞達(dá)到工程開(kāi)挖的目的，但還有一部分其他能量以沖擊波等形式向周圍的介質(zhì)擴(kuò)散導(dǎo)致其他巖石損傷和開(kāi)裂，嚴(yán)重危害工程建設(shè)安全，這一問(wèn)題遲遲難以解決。而建立巖石爆破模型，則為此類工程問(wèn)題提供了理論解決方法。巖石爆破模型由于彈性理論的應(yīng)用，才逐步得到深入研究，隨著對(duì)巖石的理論研究不斷地深入以及斷裂力學(xué)和損傷力學(xué)理論的發(fā)展，巖石爆破模型逐步發(fā)展到斷裂模型以及損傷模型?，F(xiàn)如今損傷模型已經(jīng)成為巖石爆破模型的主要研究方向[23]。（1）彈性理論階段巖石爆破彈性理論階段開(kāi)始于上世紀(jì)６０年代末，彈性理論模型是以彈性力學(xué)為理論基礎(chǔ)將巖石視為連續(xù)均質(zhì)的彈性體。在爆破發(fā)生后巖體破壞的原因歸結(jié)于炸藥爆炸產(chǎn)生的沖擊波遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于巖石的極限應(yīng)力強(qiáng)度。（2）斷裂理論階段隨著力學(xué)理論不斷地發(fā)展，巖石爆破模型也引入了斷裂力學(xué)和斷裂理論形成了斷裂模型，應(yīng)用最廣泛的巖石爆破模型為NAF—FRAG模型和BCM模型。（3）損傷理論階段對(duì)于巖體損傷而言，宏觀上看是巖石材料或結(jié)構(gòu)在外界荷載作用下力學(xué)性能的下降；微觀上看是巖石材料或結(jié)構(gòu)在外界荷載或周圍環(huán)境變化等因素影響下導(dǎo)致結(jié)構(gòu)細(xì)微的變化，引起的缺陷成核、裂紋擴(kuò)展和匯合，致使材料或結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能下降。損傷力學(xué)模型與斷裂力學(xué)模型相比，更注重巖石材料或結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷的群體效應(yīng)和累計(jì)損傷。美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室在上世紀(jì)八十年代首次建立巖石的爆破損傷模型來(lái)模擬油頁(yè)巖爆破過(guò)程，此后得到廣泛應(yīng)用并用于模擬脆性巖石爆破過(guò)程。爆破損傷模型有如下三種：（1）NAF—FRAG模型Stuart.Mchu模擬動(dòng)載荷下的巖石破壞與破壞滲透性提高程度這一研究中，提出了NAF—FRAG計(jì)算模型[24-25]。該模型以應(yīng)力波引起了巖石或其它材料中原有裂紋的激活而形成裂紋為依據(jù)，并指出NAF—FRAG模型是研究裂紋的密集程度及其擴(kuò)展情況和由此引起巖石的破碎程度，同時(shí)論述了裂紋內(nèi)氣體壓力引起的裂紋擴(kuò)展。該模型認(rèn)為受到外荷載作用而產(chǎn)生的裂紋數(shù)量和裂紋擴(kuò)展速度決定了巖石破碎的范圍或破碎的程度。在模型中原有裂紋在與其它裂紋交叉后在外部所提供應(yīng)力與內(nèi)部流體壓力消失后才開(kāi)裂與擴(kuò)展。該模型只能通過(guò)裂紋密度或單位體積裂紋數(shù)以建立介質(zhì)體內(nèi)裂紋的統(tǒng)計(jì)特征，而不是具體某一裂紋的激活與擴(kuò)展情況的論述。適合研究應(yīng)力波作用下的介質(zhì)材料破壞的統(tǒng)計(jì)特征。（2）BCM模型BCM模型的實(shí)質(zhì)是層狀裂紋模型[26]。它主要應(yīng)用于脆性或者半脆性材料的爆破模型，BCM模型是根據(jù)Griffith裂紋傳播理論的破壞微觀物理過(guò)程來(lái)解釋巖石爆破模型機(jī)理，計(jì)算出臨界狀態(tài)下裂紋長(zhǎng)度，如果巖石內(nèi)部裂紋長(zhǎng)度超過(guò)臨界裂紋長(zhǎng)度，裂紋就會(huì)擴(kuò)展繼而導(dǎo)致破壞。其基本假設(shè)為：①ＢＣＭ模型把巖石內(nèi)部裂紋視為水平發(fā)育或者擴(kuò)展的，裂紋的法向平行于Ｙ軸。②巖石內(nèi)部單位體積裂紋數(shù)量近似服從指數(shù)函數(shù)分布。N=N0e式中Ｎ——裂紋半徑大于Ｒ的裂紋數(shù)量Ｎ0——為單位體積中的裂隙總數(shù)量Ｒ１——是給定的分布類型常數(shù)Ｒ——為巖石裂紋半徑。（3）Grady損傷模型Grady.D和Kipp.ME認(rèn)為巖石爆破后斷裂和破壞的過(guò)程是巖石損傷累積的過(guò)程[23]。原巖內(nèi)部結(jié)構(gòu)中原生裂紋、裂紋的長(zhǎng)度和空間分布遵從Weibull分布，可用損傷系數(shù)Ｄ表示巖體的損傷程度，損傷系數(shù)Ｄ的確定會(huì)因不同的損傷模型而不同，在Grady損傷模型的基礎(chǔ)上，引入了裂紋材料的裂紋密度和泊松比與損傷系數(shù)的關(guān)系的研究結(jié)果提出了Tayler-chen損傷模型。ＫＵＳ損傷模型是在Grady模型和Tayler模型的前提下，引入了巖石爆破破碎平均塊度的研究結(jié)果而建立的巖石爆破損傷模型，該理論認(rèn)為當(dāng)巖石處于拉伸狀態(tài)下，巖石內(nèi)部的原生裂紋就會(huì)得到激活，影響周圍巖石應(yīng)力狀態(tài)，并導(dǎo)致圍巖釋放原巖應(yīng)力。2.5本章小結(jié)本章通過(guò)討論巖石爆破損傷、爆破振動(dòng)影響和相應(yīng)的規(guī)律，得出以下結(jié)論：（1）巖石爆破模型逐步發(fā)展到斷裂模型以及損傷模型，各種模型基本是以裂紋及其擴(kuò)展情況和由此產(chǎn)生巖石的破碎程度建立的。（2）隧道爆破振動(dòng)規(guī)律是實(shí)現(xiàn)有效振動(dòng)控制的重要前提，而爆破振動(dòng)與爆心距、高程差、地質(zhì)條件都有密切的聯(lián)系。

3控制性爆破技術(shù)3.1爆破振動(dòng)影響周俊汝等[27]認(rèn)為爆破振動(dòng)頻率是影響爆破振動(dòng)危害的重要原因，通過(guò)數(shù)值模擬手段揭示了爆破振動(dòng)頻率的衰減規(guī)律。李建旺[28]以玉渡山隧道為工程背景，采用完全重啟動(dòng)分析法對(duì)爆破振動(dòng)效應(yīng)進(jìn)行了研究，認(rèn)為已成形隧道形成的爆破振動(dòng)放大效應(yīng)對(duì)建筑物產(chǎn)生的影響不可忽視。胡世敬[29]運(yùn)用MidasGTS有限元分析軟件，建立了隧道爆破振動(dòng)對(duì)地表影響模型，歸納了最大振速和振動(dòng)加速度的變化規(guī)律。王蕊等[30]運(yùn)用數(shù)值三維模型實(shí)體建模手段，得到了隧道爆破時(shí)下穿村莊建筑物的響應(yīng)規(guī)律。王玲霞等[31]結(jié)合實(shí)際工程案例，提出了爆破振動(dòng)下地表振動(dòng)速度和振動(dòng)頻率的衰減規(guī)律。婁建武等[32]通過(guò)長(zhǎng)期的爆破振動(dòng)時(shí)的結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)監(jiān)測(cè)分析，提出了適宜當(dāng)?shù)孛穹拷Y(jié)構(gòu)的容許振速標(biāo)準(zhǔn)值。李勝林等[33]以某淺埋地鐵隧道爆破施工工程為背景，運(yùn)用不同方法對(duì)比分析了地表振動(dòng)衰減規(guī)律，認(rèn)為日本株式會(huì)社公式的擬合分析效果較好。陳良兵等[34]對(duì)某隧道爆破施工進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)測(cè)試，分析表明既有臨空面的存在能顯著減小爆破振動(dòng)效應(yīng)。朱利明等[35]通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)爆破試驗(yàn)，認(rèn)為采取微差爆破技術(shù)可有效減小振動(dòng)速度峰值。歷建華等[36]總結(jié)多次爆破工程中建構(gòu)筑物損傷特征，提出小于安全允許振速的多次爆破振動(dòng)產(chǎn)生的累積效應(yīng)也會(huì)對(duì)房屋造成非結(jié)構(gòu)性損傷。樊浩博等[37]以某隧道為依托，采用數(shù)值模擬方法對(duì)爆破振動(dòng)引起的地表建筑響應(yīng)進(jìn)行了分析，提出振動(dòng)速度不能完全反映建筑結(jié)構(gòu)的受力狀況。研究隧道爆破振動(dòng)規(guī)律是實(shí)現(xiàn)有效振動(dòng)控制的重要前提。一般認(rèn)為，爆破振動(dòng)與爆心距、高程差、地質(zhì)條件等有一定的聯(lián)系。許多研究人員對(duì)爆破振動(dòng)頻率衰減規(guī)律作了深入的探討，研究發(fā)現(xiàn)，爆炸腔大小、爆心距以及波在巖體中傳播速度決定了隧道爆破振動(dòng)頻率的衰減。爆破振動(dòng)規(guī)律從能量分布特征的角度分析是一種有效的手段。隧道爆破振動(dòng)能量分布與爆破孔中藥量多少有關(guān)系，當(dāng)最大段藥量比較少時(shí)，爆破振動(dòng)能量主要分布在中高頻帶附近，而且能量相對(duì)分布比較寬，當(dāng)最大段藥量逐漸增加時(shí)，爆破振動(dòng)能量主要分布在中低頻帶附近，并且能量分布比較集中，在比較了各種擬合公式并討論了爆破振動(dòng)速度衰減公式的優(yōu)選，經(jīng)過(guò)各個(gè)公式的誤差分析，提出應(yīng)該解除薩式公式中一次起爆藥量和爆心距的比例關(guān)系，采用優(yōu)化后的指數(shù)模擬。提出了根據(jù)線性回歸法和非線性回歸法求解爆破振動(dòng)速度衰減公式參數(shù)的非線性回歸法，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、線性回歸法擬合的薩道夫斯基公式和非線性回歸法擬合的薩道夫斯基公式的對(duì)比分析，由此可知，振幅越大，非線性回歸法得到的公式更加接近實(shí)測(cè)值[38-39]。考慮微差爆破的最大段藥量、爆心距等因素對(duì)振動(dòng)速度的影響,運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的數(shù)學(xué)方法回歸分析處理實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。薩道夫斯基公式為v=K3QR式中v——為保護(hù)對(duì)象質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度，cm/s；Q——炸藥量，kg；R——爆破點(diǎn)至保護(hù)對(duì)象間的距離，m；K，α——爆破點(diǎn)至保護(hù)對(duì)象間的地形地質(zhì)條件有關(guān)的場(chǎng)地系數(shù)和衰減系數(shù)一般地，隧道遠(yuǎn)處的圍巖振動(dòng)規(guī)律不適用近處隧道爆破圍巖振動(dòng)，監(jiān)測(cè)隧道爆破近區(qū)圍巖和掌子面附近圍巖的振動(dòng)規(guī)律是隧道鉆爆施工安全的重要保證。分別對(duì)爆破振動(dòng)速度預(yù)測(cè)方法作了深入研究。由此可見(jiàn)，爆破振動(dòng)速度在介質(zhì)中具有一定的傳播規(guī)律和可預(yù)測(cè)性。通過(guò)以上文獻(xiàn)分析，隧道爆破振動(dòng)速度的衰減與爆心距、爆腔大小、巖體縱波速度及品質(zhì)因子等有關(guān)；分析爆破振動(dòng)規(guī)律可以從能量和振動(dòng)頻率的關(guān)系入手，即振動(dòng)頻率與能量分布之間存在密切關(guān)系。3.2微差擠壓爆破技術(shù)微差擠壓爆破是指在深孔孔間、排間或深孔孔內(nèi)以毫秒級(jí)的時(shí)間間隔，按一定順序起爆，并利用爆破工作面前的堆渣對(duì)順序起爆的巖石運(yùn)動(dòng)起阻礙作用，使巖石在運(yùn)動(dòng)中互相碰撞、擠壓，達(dá)到巖石的的二次破碎，改善爆破效果的一種爆破方法。微差擠壓爆破時(shí)，藥包先后起爆，每次爆破使巖體內(nèi)形成一個(gè)應(yīng)力作用區(qū)，并不斷地向處傳播。在合理的微差間隔時(shí)間范圍內(nèi)，如果先爆藥包爆炸已使巖體部分破壞，但在巖體中引起的應(yīng)力尚未消失時(shí)，而后爆藥包產(chǎn)生的應(yīng)力已經(jīng)傳到，就使巖體連續(xù)處于應(yīng)力狀態(tài)，形成應(yīng)力波的疊加與增強(qiáng)，使巖體易于破碎，增強(qiáng)了破碎效果?？梢蕴岣咩@機(jī)的效率和作業(yè)率。由于微差擠壓爆破后沖小，保護(hù)了工作面后未爆巖體的完整性，第一排穿孔也較容易，因而提高了鉆機(jī)的效率，減少了炮孔浪費(fèi)率﹔此外，由于一次爆破規(guī)模增大，相應(yīng)地減少了第一排孔的數(shù)量，鉆機(jī)移動(dòng)次數(shù)也相對(duì)減少，有利于提高鉆機(jī)的作業(yè)率。同時(shí)可以提高每米炮孔的爆破量。爆堆集中而整齊，巖塊粒級(jí)比較均勻，為也挖掘提供了安全的作業(yè)條件。微差爆破技術(shù)采用毫秒延時(shí)雷管進(jìn)行控制爆破，最大優(yōu)點(diǎn)在于控制爆炸產(chǎn)生的沖擊波，將爆破出的巖石大小控制在同樣的比例內(nèi)。并且爆炸出的石塊碎片落點(diǎn)相對(duì)的集中，方便了施工清理，有效減少爆破失敗的次數(shù)，提升爆破的效果[40]。在齊發(fā)爆破時(shí)，每一個(gè)爆破周期的電鏟工作效率不同；而采取微差擠壓爆破時(shí)，電鏟就可以變?yōu)檫B續(xù)高產(chǎn)。大大減少了二次爆破的工作量，有利于提高電鏟效率。由于增大了爆破規(guī)模，減少了爆破次數(shù)，也就減少了每次爆破前后電鏟的停產(chǎn)時(shí)間，從而提高了電鏟作業(yè)率。根據(jù)具體的施工條件不同，電鏟效率可提高10～40%。同時(shí)，由于上述原因，改善了粗碎條件，減少了破碎機(jī)的堵塞，提高了破碎機(jī)效率，減少了機(jī)械設(shè)備事故和維修工作量。由于地震波的相互干擾，微差擠壓爆破地震效應(yīng)顯著降低，可以減少爆破對(duì)礦區(qū)附近建筑物的危害，擴(kuò)大開(kāi)采范圍，并對(duì)保持未破礦巖的完整，保證邊坡穩(wěn)定，都有積極的意義。采用微差擠壓爆破能更有計(jì)劃地安排生產(chǎn)。在南方雨季、北方嚴(yán)寒來(lái)臨之前，多搞幾次規(guī)模較大的爆破，避免在惡劣自然條件下進(jìn)行穿孔爆破工作，并保證這一期間生產(chǎn)對(duì)礦石的需要。某些礦山工作線短，或處在開(kāi)挖出入溝與采礦收尾階段，為了提高開(kāi)采強(qiáng)度，采用微差擠壓爆破能夠得到顯著的成效。微差控制爆破能有效地控制爆破沖擊波、震動(dòng)、噪音和飛石；操作簡(jiǎn)單、安全、迅速；可近火爆破而不造成傷害；破碎程度好，可提高爆破效率和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。但該網(wǎng)路設(shè)計(jì)較為復(fù)雜；需特殊的毫秒延期雷管及導(dǎo)爆材料。微差控制爆破適用于開(kāi)挖巖石地基、挖掘溝渠、拆除建筑物和基礎(chǔ)，以及用于工程量與爆破面積較大，對(duì)截面形狀、規(guī)格、減震、飛石、邊坡后面有嚴(yán)格要求的控制爆破工程。3.3光面預(yù)裂爆破技術(shù)預(yù)裂爆破是指，進(jìn)行石方開(kāi)挖時(shí)，在主爆區(qū)爆破之前沿設(shè)計(jì)輪廓線先爆出一條具有一定寬的貫穿裂縫如圖3-1所示。以緩沖、反射開(kāi)挖爆破的振動(dòng)波，控制其對(duì)保留巖體的破壞影響，使之獲得較平整的開(kāi)挖輪廓。預(yù)裂爆破孔直徑是決定其他參數(shù)的主要因素，主要是因?yàn)樨?fù)荷是直徑的直接函數(shù)，然后其他參數(shù)由負(fù)荷確定[41]。（a）平面圖（b）剖面圖1－預(yù)裂縫；2－爆破孔圖3-1預(yù)裂爆破布置圖預(yù)裂爆破由于采用小藥卷不耦合裝藥的方式，將藥卷分散綁扎在傳爆線上，如圖3-2所示，在該孔連線方向形成平整的預(yù)裂縫，裂縫寬度可達(dá)1~2cm。然后再起爆主爆炮孔組，就可降低主爆炮孔組的爆破地震效應(yīng)，提高保留區(qū)巖石壁面的穩(wěn)定性。使保留區(qū)巖石沿預(yù)定的輪廓線留下的光滑平整的巖壁，減少超欠挖。1－雷管；2－導(dǎo)爆索；3－藥包；4－底部加強(qiáng)藥包圖3－2預(yù)裂爆破裝藥結(jié)構(gòu)圖光面爆破是一種爆出的新壁面保持平整而不受明顯破壞的控制爆破技術(shù)。其特點(diǎn)是在設(shè)計(jì)開(kāi)挖輪廓線上鉆鑿一排孔距與最小抵抗線相匹配的光爆孔，并采用不耦合裝藥或其他特殊的裝藥結(jié)構(gòu)，在開(kāi)挖主體爆破后，光爆孔內(nèi)的裝藥同時(shí)起爆，從而形成一個(gè)貫穿光爆炮孔且光滑平整的開(kāi)挖面，如圖3-3所示。光面爆破的破巖機(jī)理仍然是一個(gè)十分復(fù)雜的問(wèn)題，目前仍在探索之中。盡管在理論上還不成熟，但在定性分析方面已有共識(shí)。一般認(rèn)為，炸藥起爆時(shí)，對(duì)巖體產(chǎn)生兩種效應(yīng)；二是爆炸氣體膨脹做功所起的作用。光面爆破是周邊眼同時(shí)起爆，各炮眼的沖擊波向其四周作徑向傳播，相鄰炮眼的沖擊相遇，則產(chǎn)生應(yīng)力波的疊加，并產(chǎn)生切向拉力，拉力的最大值發(fā)生在相鄰炮眼中心連線的中點(diǎn)，當(dāng)巖體的極限抗拉強(qiáng)度小于此拉力時(shí)，巖體便被拉裂，在炮眼中心連線上形成裂縫，隨后，爆炸氣的膨脹合裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展，形成平整的爆裂面。圖3-6光面爆破洞挖布孔圖光面爆破能有效地控制周邊眼炸藥的爆破作用，從而減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)，保持圍巖的穩(wěn)定，確保施工安全，同時(shí)又能減少超欠挖，提高工程質(zhì)量和進(jìn)度。采取光面爆破技術(shù)通?？稍谛滦纬傻膸r壁上殘留清晰可見(jiàn)的孔跡，使超挖量減少到4%~6%，從而節(jié)省了裝運(yùn)、回填、支護(hù)等工程量和費(fèi)用。光面爆破有效地保護(hù)了開(kāi)挖面巖體的穩(wěn)定性，由于爆破產(chǎn)生的裂隙很少所以巖體承載能力不會(huì)下降。由光面爆破掘進(jìn)的巷道通風(fēng)阻力小，還可減少巖爆發(fā)生的危害。采用該法爆破圍巖穩(wěn)定性爆破擾動(dòng)而下降的程度較低，從而提高爆破的質(zhì)量。3.4本章小結(jié)本章通過(guò)討論微差擠壓爆破以及光面預(yù)裂爆破相關(guān)等得出如下結(jié)論；（1）微差擠壓爆破良好的爆破效果，是與輔助自由面增多、應(yīng)力波的疊加、巖塊相互間碰撞擠壓作用以及地震波的相互干擾等方面密切有關(guān)。（2）光面爆破和預(yù)裂爆破都是控制輪廓成型爆破方法，它們都能有效地控制開(kāi)挖面的超欠挖。（3）巖石爆破模型逐步發(fā)展到斷裂模型以及損傷模型，各種模型基本是以裂紋及其擴(kuò)展情況和由此產(chǎn)生巖石的破碎程度建立的。（4）隧道爆破振動(dòng)規(guī)律是實(shí)現(xiàn)有效振動(dòng)控制的重要前提，而爆破振動(dòng)與爆心距、高程差、地質(zhì)條件都有密切的聯(lián)系。4控制性爆破設(shè)計(jì)4.1爆破設(shè)計(jì)原則首先要盡可能地增加炸藥的利用率，提高炸藥能量的使用率，進(jìn)一步減少炸藥的使用量以降低施工成本；其次要控制好炮眼痕跡殘留率，減少爆破過(guò)程中對(duì)圍巖的破壞度，有利于在過(guò)程中對(duì)開(kāi)挖輪廓的控制；還有在爆破設(shè)計(jì)的過(guò)程中對(duì)于爆破的起爆順序要經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的設(shè)計(jì)，充分確認(rèn)好起爆順序的合理性以提高光面爆破在實(shí)際使用的過(guò)程中達(dá)到預(yù)計(jì)的爆破效果；最后在保證起爆效果的同時(shí)，也要確保施工過(guò)程的安全性，在有條件的情況下提高施工效率縮短工期[42]。4.2確定爆破參數(shù)隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的光面爆破已經(jīng)在各種各樣的地面和地下開(kāi)挖工程中得到了廣泛的應(yīng)用，但是如今的技術(shù)水平也不能完全控制好光面爆破的諸多影響因素，除開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工地質(zhì)條件、實(shí)際爆破過(guò)程中尺寸精度和爆破操作技術(shù)難以控制外，決定光面爆破效果的主要因素還有包括最小抵抗線、光面眼間距、裝藥量、裝藥結(jié)構(gòu)等等方面。一般在爆破前也可用工程模擬法初選爆破參數(shù)，再在洞外做單段爆破漏斗試驗(yàn)及三眼爆破成縫試驗(yàn)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)確定有關(guān)爆破參數(shù)。然后再進(jìn)一步結(jié)合實(shí)際施工的工程地質(zhì)情況，同時(shí)參考類似的工程施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)。光面眼間距光面爆破周邊孔間距E。周邊眼通常布置在距開(kāi)挖斷面邊緣0.1m至0.2m處，光爆孔的孔底朝隧道開(kāi)挖輪廓線方向傾斜3~5°。當(dāng)爆孔孔徑D為40mm時(shí)，周邊孔間距E=（10~16）D，IV級(jí)圍巖約取為0.50m。光面爆破層厚度光爆層厚度W。光爆層厚度即周邊眼最小抵抗線，與開(kāi)挖的隧道斷面大小有關(guān)。斷面大時(shí)，光爆眼所受夾制力小，巖石容易崩落，光爆層厚度可以大一些，斷面小時(shí)，光爆眼受到的夾制力大，光爆層厚度相對(duì)要小些。同時(shí)，光爆層厚度也與巖石性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)，堅(jiān)硬巖石光爆層小，松軟破碎的巖石光爆層較大。IV級(jí)圍巖W取60cm。炮孔鄰近系數(shù)炮孔鄰近系數(shù)用m表示，即光面炮孔間距與其最小抵抗線之比。m值過(guò)大時(shí)，爆后有可能在光面眼間的巖壁表面留下巖埂，造成欠挖；m值過(guò)小時(shí)，則會(huì)在新壁面造成凹坑。實(shí)踐表明，當(dāng)m=0.8～1.0時(shí)，爆破后的光面效果較好，硬巖中取大值，軟巖中取小值。不耦合系數(shù)爆破孔孔徑與藥卷半徑之比，反映孔壁與炸藥的接觸情況。通常情況下，光面爆破所采用的不耦合系數(shù)為1.6~3.0[43]。由于巖石的極限抗拉強(qiáng)度一般為巖石極限抗壓強(qiáng)度的1/10~1/40，因此，隨著不耦合系數(shù)的不斷增大，爆轟波經(jīng)空氣壓縮傳遞作用時(shí)間就會(huì)應(yīng)使炮孔壓力低于巖壁動(dòng)抗壓強(qiáng)度而高于動(dòng)抗拉強(qiáng)度。線裝藥密度Qx線裝藥密度Qx指單位長(zhǎng)度炮孔的平均裝藥量，又叫裝藥集中度。一般按照松動(dòng)爆破藥量計(jì)算公式計(jì)算：

Qx=qaW（式中：q——松動(dòng)爆破單耗，g/m3；a——光面爆破孔間距，m；W——光面爆破層厚度，m為了控制裂隙的發(fā)育以保持新壁面的完整穩(wěn)固，在保證沿炮眼連心線破裂的前提下，應(yīng)盡可能少裝藥。軟巖中一般可用70～120g/m，中硬巖石中為100～150g/m，硬巖中為150～250g/m。起爆間隔時(shí)間爆破試驗(yàn)結(jié)果表明，齊發(fā)起爆的裂隙表面最平整，微差延期起爆次之，秒差延期起爆最差[44]。齊發(fā)起爆時(shí)，炮眼間貫通裂隙較長(zhǎng)，抑制了其他方向裂隙的發(fā)育，有利于減少炮眼周圍裂隙的產(chǎn)生，可形成平整的壁面。所以，在實(shí)施光面爆破時(shí)，間隔時(shí)間愈短，壁面平整的效果愈有保證。應(yīng)盡可能減小周邊眼間的起爆時(shí)差。相鄰光面炮眼的起爆間隔時(shí)間不應(yīng)大于100ms。4.3獅子嶺隧道工程概況（1）地理位置及地形地貌獅子嶺隧道位于安徽省池州市石臺(tái)縣仁里鎮(zhèn)境內(nèi)，采用洞口小凈距隧道方案。隧道右線起點(diǎn)樁號(hào)K37+626，終點(diǎn)樁號(hào)K38+952，長(zhǎng)度1326m,起點(diǎn)軸向127°,終點(diǎn)軸向137°,最大埋深約254m;隧道左線起點(diǎn)樁號(hào)ZK37+590,終點(diǎn)樁號(hào)ZK38+930,長(zhǎng)度1340m,起點(diǎn)軸向127°，終點(diǎn)軸向140°，最大埋深約253m。進(jìn)、出洞口附近有村村通公路通過(guò)，交通較為便利。項(xiàng)目區(qū)地勢(shì)總體特征為南高北低，地形起伏大。隧址區(qū)地貌為皖南中低山區(qū)，地形以低山丘陵為主體，其地勢(shì)總體特征是兩邊低，中間高，地面標(biāo)高一般在80.0-300.0m，相對(duì)高差220.0m，山體陡峻，山脊線多沿西北東南南北向展布，山頂呈尖或尖圓形，鋸齒狀山脊，山坡坡度一般30°~50°。圖4-1所示為獅子嶺隧道剖面圖圖4-1獅子嶺隧道隧道剖面圖（2）地層巖性根據(jù)地勘資料揭示，隧址區(qū)坡腳分布第四系覆蓋層主要為殘坡積碎石土，基巖主要為奧陶系中統(tǒng)寶塔組和湯山組(02t+b)灰?guī)r和志留系下統(tǒng)高家邊組(Sg)砂巖，地層特征具體如下:①角礫土：棕黃色，密實(shí)，飽和，粒徑0.2~2cm含量約占30%，2~4cm含量約占20%，棱角狀，主要成分為砂巖、灰?guī)r，空隙被粉質(zhì)黏土和砂礫充填。土石等級(jí)為1I級(jí)，土石類別為硬土，Vp=600~700m/s，層厚約7.0~9.0m，分布不均勻，推薦承載力基本容許值200~350kPa.②1全風(fēng)化砂巖：黃褐色，原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造已經(jīng)破壞，巖芯風(fēng)化呈砂礫狀，含少量強(qiáng)風(fēng)化碎塊，表層0.2m為殘坡積土，含植物根系。土石等級(jí)Ⅲ級(jí)，土石類別為硬土,Vp=400~900m/s，層厚約1.0m.推薦承載力基本容許值300~350kPa.②2強(qiáng)風(fēng)化砂巖：黃褐色，淺灰色，砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，節(jié)理裂陳發(fā)育，錘擊聲悶，手掰不易碎，巖芯多呈塊狀。塊狀，塊徑2-6cm,最大塊徑7cm，含少量短柱狀，節(jié)長(zhǎng)一般4~13cm，最大節(jié)長(zhǎng)40cm。土石等級(jí)為IV級(jí)，土石類別為軟石，Vp=1000~2300m/s,層厚10.0~15.0m.推薦承載力基本容許值400-600kPa.②3中風(fēng)化砂巖：深灰色，砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，局部可見(jiàn)鐵質(zhì)漫染，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖質(zhì)較硬，錘擊聲脆，不易碎，巖芯多呈柱狀，節(jié)長(zhǎng)4~90cm，少量塊狀，塊徑2~4cm,最大塊徑達(dá)7cm.巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度為38.5~85.0MPa，土石等級(jí)為VI級(jí)，土石類別為堅(jiān)石，Vp=2700~3500m/s,未揭穿。推薦承載力基本容許值1800~200kPa.③1強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r：青灰色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖性軟，錘擊易碎，巖芯破碎，呈碎塊狀和碎屑狀，部分礦物風(fēng)化蝕變強(qiáng)烈，主要分布在坡腳，土石等級(jí)為IV級(jí)，土石類別為軟石，Vp=1200~2300m/s，層厚1.0~2.0m。推薦承載力基本容許值400~800kPa.③2中風(fēng)化灰?guī)r：灰白色，其中33.5m以下為灰色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖芯呈柱狀及少量塊狀，一般節(jié)長(zhǎng)為10~20cm,最長(zhǎng)為40cm，塊徑約2~4cm,最大達(dá)7cm，錘擊聲脆，不易碎；巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度為37.4~81.2MPa，土石等級(jí)為VI級(jí)，土石類別為堅(jiān)巖，Vp-2900-3700m/s，未揭穿。承載力基本容許值1800-2000kPa.圖4-2隧道斷面圖4.4施工設(shè)計(jì)4.4.1施工方案選擇隧道的施工方法就大致的分類來(lái)說(shuō)可以分為全斷面法、分部開(kāi)挖法和臺(tái)階法等等。隧道爆破在方案的選擇上應(yīng)該綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)施工條件、圍巖等級(jí)、隧道斷面大小以及工程環(huán)境等等因素的共同影響，除此之外還要考慮到經(jīng)濟(jì)、安全以及施工時(shí)間限制的種種問(wèn)題。獅子嶺隧道除明洞段采用明挖法施工外，其余均采用新奧法施工，支護(hù)采用以錨網(wǎng)噴支護(hù)為主，輔以鋼拱架。開(kāi)挖方法應(yīng)根據(jù)隧道結(jié)構(gòu)形式、圍巖、支護(hù)類型、斷面型式和地形、地貌等確定具體情況選擇CD法、分部開(kāi)挖法、半斷面、全斷面開(kāi)挖等多種型式。隧道明洞段采用明挖法施工，在確保洞口邊坡穩(wěn)定的條件下，然后就地模筑全斷面整體式鋼筋混凝土。暗洞均采用新奧法施工，洞口偏壓段、V級(jí)加強(qiáng)襯砌洞口段根據(jù)具體地形地質(zhì)條件以超前注漿大、中管棚作為預(yù)支護(hù)，加固地層確保安全進(jìn)洞，初期支護(hù)采用錨噴支護(hù)為主，輔以鋼拱架；V級(jí)加強(qiáng)襯砌洞身段采用以注漿小導(dǎo)管為超前支護(hù)，初期支護(hù)以錨網(wǎng)噴支護(hù)為主，輔以鋼拱架，該段模注二襯混凝土及仰拱要求及早施作。開(kāi)挖方式應(yīng)根據(jù)圍巖、支護(hù)類型和斷面型式等具體情況選擇，V級(jí)圍巖段采用環(huán)形開(kāi)挖中心留核心土法，上部留核心土支擋開(kāi)挖工作面，有利于及時(shí)施作拱部初期支護(hù)以加強(qiáng)開(kāi)挖工作面的穩(wěn)定性，核心土以及下部開(kāi)挖在初期支護(hù)的保護(hù)下進(jìn)行，V偏型、Va型、Vc型襯砌每循環(huán)開(kāi)挖進(jìn)尺<0.75m，Vb型襯砌每循環(huán)開(kāi)挖進(jìn)尺<1.0m，初期支護(hù)應(yīng)緊跟開(kāi)挖掌子面。根據(jù)隧道圍巖特征及開(kāi)挖后的應(yīng)力分布情況，洞身IV級(jí)圍巖地段采用上下臺(tái)階法開(kāi)挖施工。IVb、IVc型襯砌每循環(huán)開(kāi)挖進(jìn)尺<2.0m，初期支護(hù)應(yīng)緊跟開(kāi)挖掌子面。洞身II級(jí)圍巖地段采用臺(tái)階法或全斷面法開(kāi)挖施工。為了避免初期支護(hù)拱腳下沉，每榀拱架設(shè)置拱腳鎖腳錨桿，長(zhǎng)度與相應(yīng)圍巖級(jí)別匹配。4.4.2炮孔布置1、炮眼深度L0：炮眼深度通常根據(jù)合理的循環(huán)進(jìn)尺、以及在合理的循環(huán)進(jìn)尺的條件下以盡可能獲得較高的掘進(jìn)速度和較低的工時(shí)消耗為參考來(lái)確定。

L0=L式中L——循環(huán)進(jìn)尺；N——炮眼利用率，與圍巖性質(zhì)與周圍環(huán)境有密切關(guān)系炮眼設(shè)計(jì)：根據(jù)隧洞的圍巖性質(zhì)、炸藥種類、開(kāi)挖斷面的大小及形狀、計(jì)劃循環(huán)進(jìn)尺、鉆眼深度等，選出光爆參數(shù)（周邊眼間距E、最小抵抗線W、炮眼密集系數(shù)m、不耦合系數(shù)D、裝藥集中度q、裝藥結(jié)構(gòu)及起爆方式）。并經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試爆，確定光爆參數(shù)。同時(shí)，在實(shí)際施工時(shí)根據(jù)地質(zhì)條件的變化及時(shí)調(diào)整爆破參數(shù)。單孔裝藥量：掏槽眼：掏槽眼在滿足填塞長(zhǎng)度要求的前提下，盡量多裝藥，以保證良好的掏槽效果。據(jù)此確定掏槽眼的單孔裝藥量為0.36~0.45kg。擴(kuò)槽眼的單孔裝藥量0.18~1.26kg。周邊眼：周邊眼的裝藥量主要根據(jù)炮眼間距、最小抵抗線和裝藥集中度確定。對(duì)于裝藥集中度，本設(shè)計(jì)取光面爆破為0.21kg/m，預(yù)裂爆破為0.25kg/m。對(duì)于1.1m長(zhǎng)的光面爆破炮孔，單孔裝藥量為0.25kg；1.2m長(zhǎng)的預(yù)裂爆破炮孔，單孔裝藥量為0.30kg。輔助眼；輔助眼的裝藥量與圍巖的堅(jiān)硬程度、炸藥單耗、炮眼長(zhǎng)度及輔助眼的炮眼數(shù)量及間排距等參數(shù)有關(guān)。輔助眼的單孔裝藥量q按下式計(jì)算。

q=τ?γ?L式中τ——裝藥系數(shù)?！棵姿幘淼恼ㄋ庂|(zhì)量L——炮眼長(zhǎng)度4.4.3爆破施工注意事項(xiàng)1、合理布置周邊眼。根據(jù)圍巖特點(diǎn)，合理選定周邊眼的間距和最小抵抗線，盡最大努力提高鉆眼質(zhì)量。周邊眼布置參數(shù)包括眼距E和最小抵抗線W，兩者既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系。E值與巖石的性質(zhì)有關(guān)，一般為40～70cm，層節(jié)理發(fā)育、不穩(wěn)定的松軟巖層中應(yīng)取較小值。W值與E值相關(guān)，兩者的比值m（m=E/W，稱周邊炮眼密集系數(shù)，隧道中稱相對(duì)距離）一般為0.8～1.0，軟巖時(shí)取小值，硬巖和斷面大時(shí)取大值。2、合理選擇裝藥參數(shù)[45]。嚴(yán)格控制周邊眼的裝藥量，盡可能將藥量沿眼長(zhǎng)均勻分布。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，周邊眼的裝藥量約為普通裝藥蹙的1/73～2/3，并采用小直徑藥卷、低密度、低爆速炸藥。周邊眼宜使用小直徑藥卷和低猛度、低爆速的炸藥。為滿足裝結(jié)構(gòu)要求，可借助導(dǎo)爆索（傳爆線）來(lái)實(shí)現(xiàn)空氣間隔裝藥。裝藥結(jié)構(gòu)采用不耦合裝藥或空氣柱裝藥。小直徑藥卷在孔可連續(xù)裝填，也可用導(dǎo)爆索連接、分段裝藥。3、精心實(shí)施鉆爆作業(yè)。采用毫秒微差有序起爆。要安排好開(kāi)挖程序，應(yīng)使周邊爆破時(shí)產(chǎn)生臨空面。同段的周邊眼雷管起爆時(shí)差應(yīng)盡可能小，因?yàn)橥瑫r(shí)起爆，會(huì)使炮眼間爆炸力起共同作用，比較容易炸成平面。對(duì)石質(zhì)稍差的巖石，宜采用毫秒遲發(fā)電雷管起爆周邊炮眼，它既具有同時(shí)起爆的爆破威力，又可以減少對(duì)輪廓線以外圍巖的擾動(dòng)。炮眼應(yīng)相互平行且垂直于工作面，眼底要落在同一平面，開(kāi)孔位置準(zhǔn)確，都落在設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面輪廓線上。炮眼偏斜角度不要超過(guò)5°。內(nèi)圈眼與周邊眼應(yīng)采用相同的斜率鉆眼。4、裝藥需根據(jù)需要長(zhǎng)度，直接使用工廠已裝配好帶導(dǎo)爆管的非電毫秒雷管，保護(hù)好雷管段數(shù)標(biāo)記。加工起爆藥卷時(shí)，保護(hù)好雷管段數(shù)標(biāo)簽或標(biāo)記。將不同段數(shù)的起爆藥卷分開(kāi)裝箱，以便裝藥時(shí)按照起爆順序“對(duì)號(hào)入座”。在炮眼裝藥時(shí)，避免導(dǎo)爆管損壞。裝藥時(shí)，分段從上到下進(jìn)行，以免落石砸斷或打破導(dǎo)爆管引起瞎炮。采用簇聯(lián)或用連接塊連接各孔的導(dǎo)爆管，對(duì)導(dǎo)爆管部位適當(dāng)予以防護(hù)，放到安全地點(diǎn)，以防落石或其它墜物打擊。炸藥量的分配根據(jù)炮眼填裝系數(shù)進(jìn)行，采用直眼掏槽可適當(dāng)增加10～20％，保證掏槽效果，分配完后，按安裝整卷或半卷藥的檔次調(diào)整。5、爆破作業(yè)時(shí)，所有人員應(yīng)撤至不受有害氣體、振動(dòng)及飛石傷害的安全地點(diǎn)。爆破嚴(yán)格按爆破設(shè)計(jì)方案實(shí)施，每道工序，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)程辦事，不蠻干、不違章，藥包制作要指定范圍，嚴(yán)禁有外人在場(chǎng)，火工品有專人保管，按當(dāng)日配送制，火工品設(shè)專人登記，做到帳物相符，起爆后，爆破員應(yīng)及時(shí)清理場(chǎng)地，各施工人員應(yīng)認(rèn)真負(fù)責(zé)，服從命令，不得疏忽任何一個(gè)死角，確保萬(wàn)無(wú)一失，遇到緊急情況及疑難問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)請(qǐng)示報(bào)告，保證安全、質(zhì)量、各人員應(yīng)緊密配合，確保該工程順利完工。在隧道鉆爆施工中，爆破作業(yè)人員必須遵循《爆破安全規(guī)則》規(guī)范化作業(yè)，根據(jù)洞內(nèi)地質(zhì)變化情況來(lái)調(diào)整爆破參數(shù)和爆破方案，得到批準(zhǔn)后實(shí)施，建立安全檢查和監(jiān)督機(jī)制。嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家及施工所在地地方有關(guān)爆破施工的安全規(guī)定，確保安全施工。6、各光面爆破參數(shù)如周邊眼間距E、最小抵抗線V、相對(duì)距E/V和裝藥集中度g等，應(yīng)采用工程類比法或根據(jù)爆破漏斗及成縫試驗(yàn)確定，試驗(yàn)可按照《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》附錄B進(jìn)行。在無(wú)試驗(yàn)條件時(shí)，可參照表3-1選用。表3-1光面爆破參數(shù)參照表巖石種類飽和單軸抗壓極限強(qiáng)度Rb（MPa）裝藥不偶合系數(shù)D周邊眼間距E（cm）周邊眼最小抵抗線V（cm）相對(duì)距E/V周邊眼裝藥集中度g（kg/m）硬巖＞601.25～1.5055～7070～850.8～1.00.30～0.35中硬巖30～601.50～2.0045～6060～750.8～1.00.20～0.30軟巖≤302.00～2.5030～5040～600.5～0.80.07～0.15注（1）軟巖隧道光面爆破的相對(duì)距宜取小值；（2）裝藥集中度按2號(hào)巖石硝銨炸藥考慮，當(dāng)采用其它炸藥時(shí)，應(yīng)進(jìn)行換算。換算指標(biāo)主要是猛度和爆力（平均值），換算系數(shù)K：K＝（2號(hào)巖石炸藥猛度/換算炸藥猛度＋2號(hào)巖石炸藥爆力/換算炸藥爆力）/24.5本章小結(jié)本章通過(guò)研究新平隧道與大瑤山隧道的工程實(shí)例得到如下結(jié)論（1）光面爆破實(shí)現(xiàn)需要根據(jù)不同的巖層情況，合理選擇周邊眼爆破參數(shù)、合適的裝藥結(jié)構(gòu)以及合理安排起爆順序和起爆時(shí)差。（2）施工過(guò)程為取得良好的光面爆破效果要根據(jù)工程地質(zhì)條件等影響因素，不斷依據(jù)實(shí)際爆破效果進(jìn)行調(diào)整，不斷修正爆破參數(shù)。（3）隧道爆破在方案的選擇上應(yīng)該綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)施工條件、圍巖等級(jí)、隧道斷面大小以及工程環(huán)境等等因素的共同影響，除此之外還要考慮到經(jīng)濟(jì)、安全以及施工時(shí)間限制。（4）在實(shí)際施工時(shí)必須要根據(jù)地質(zhì)條件的變化及時(shí)調(diào)整爆破參數(shù)以保證爆破的質(zhì)量。

5結(jié)論與展望5.1結(jié)論本文依托于科研項(xiàng)目《特殊地層隧道坍塌力學(xué)行為與防治措施安全可行性技術(shù)研究》同時(shí)結(jié)合獅子嶺實(shí)際工程項(xiàng)目，并且基于其隧道建設(shè)設(shè)計(jì)，開(kāi)展了富水?dāng)鄬悠扑閹Э刂菩员萍夹g(shù)研究。通過(guò)理論分析，研究了巖石爆破機(jī)理以及爆破震動(dòng)效應(yīng)，結(jié)合兩個(gè)隧道的工程概況，進(jìn)行了對(duì)控制爆破技術(shù)的研究。其主要結(jié)論如下：（1）巖石爆破模型逐步發(fā)展到斷裂模型以及損傷模型，各種模型基本是以裂紋及其擴(kuò)展情況和由此產(chǎn)生巖石的破碎程度建立的。隧道爆破振動(dòng)規(guī)律是實(shí)現(xiàn)有效振動(dòng)控制的重要前提，而爆破振動(dòng)與爆心距、高程差、地質(zhì)條件都有密切的聯(lián)系。（2）微差擠壓爆破可以提高鉆機(jī)的效率和作業(yè)率，為挖掘提供了安全的作業(yè)條件可以減少爆破對(duì)礦區(qū)附近建(構(gòu))筑物的危害。光面爆破和預(yù)裂爆破都能有效地控制開(kāi)挖面的超欠挖，有效地控制周邊眼炸藥的爆破作用，從而減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)，保持圍巖的穩(wěn)定，確保施工安全。（3）光面爆破實(shí)現(xiàn)需要根據(jù)不同的巖層情況，合理選擇周邊眼爆破參數(shù)、合適的裝藥結(jié)構(gòu)以及合理安排起爆順序和起爆時(shí)差。施工過(guò)程為取得良好的光面爆破效果要根據(jù)工程地質(zhì)條件等影響因素，不斷依據(jù)實(shí)際爆破效果進(jìn)行調(diào)整，不斷修正爆破參數(shù)。（4）隧道爆破在方案的選擇上應(yīng)該綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)施工條件、圍巖等級(jí)、隧道斷面大小以及工程環(huán)境等等因素的共同影響，除此之外還要考慮到經(jīng)濟(jì)、安全以及施工時(shí)間限制。在實(shí)際施工時(shí)必須要根據(jù)地質(zhì)條件的變化及時(shí)調(diào)整爆破參數(shù)以保證爆破的質(zhì)量。

5.2展望隨著爆破領(lǐng)域的不斷拓展。人們對(duì)施工要求的不斷提高，爆破作業(yè)更需高效經(jīng)濟(jì)且安全穩(wěn)定，因此，逐漸完善控制爆破技術(shù)意義重大。目前，控制爆破技術(shù)的發(fā)展還存在諸多問(wèn)題，除了需要進(jìn)一步研究清除爆破方式的發(fā)生機(jī)理外，從技術(shù)層面控制爆破技術(shù)的發(fā)展還可以從以下幾個(gè)方面發(fā)展：（1）推廣控制爆破技術(shù)。微差擠壓爆破已經(jīng)在實(shí)際工程中得到了廣泛應(yīng)用，光面爆破由于其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在施工中有重要地位。要增加對(duì)控制爆破技術(shù)的使用，進(jìn)一步提升熟練度，提高爆破水平。（2）研發(fā)新型控制爆破技術(shù)?，F(xiàn)有的控制爆破技術(shù)并非完美，要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上對(duì)存在的不足之處革新發(fā)展出新型爆破技術(shù)，在更加特殊的施工環(huán)境中也能發(fā)揮作用。（3）加快基礎(chǔ)技術(shù)與新型技術(shù)的融合。要實(shí)現(xiàn)爆破的安全和高效，既追求有效做功最大，又追求危害最小。爆破本身就是多方控制的結(jié)合，所以在一個(gè)工程中采用多種控制爆破技術(shù)是非常必要的。

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