3预裂爆破与光面爆破
光面爆破与预裂爆破
光面爆破的优点1．减少超欠挖，减少炸药用量，减少支护混凝土用量；2．爆破后岩面平整，岩碴块度均匀较小，利于装碴，为后期铺挂防水板及二次衬砌施工缩短时间；3．减少支护投入，节约施工成本，增加效益。
三、光面爆破设计1．光面爆破的起爆顺序。
起爆顺序：掏槽炮→扩槽炮→内圈炮→周边炮→底板炮→底角炮。
2．光面爆破参数的确定（1）周边孔间距E。
周边眼通常布置在距开挖断面边缘0.1m至0.2m处,光爆孔的孔底的孔底朝隧道开挖轮廓线方向倾斜3～5°。
当爆孔孔径D为40mm时，周边孔间距E =（10～16）D，Ⅱ、Ⅲ级围岩周边眼的间距为0.55m，Ⅳ级围岩约为0.50m比较合适。
（2）光爆层厚度W。
光爆层厚度就是周边眼最小抵抗线，它与开挖的隧道断面大小有关。
断面大，光爆眼所受到的夹制作用小，岩石比较容易崩落，可以大些；断面小，光爆眼受到的夹制力大，光爆层厚度相对要小些。
同时，光爆层厚度与岩石的性质和地质构造有关，坚硬岩石光爆层可小些，松软破碎的岩石光爆层可大些。
凤凰山隧道光爆层厚度W=0.5m～0.8m，Ⅱ、Ⅲ级围岩W取55cm，Ⅳ级围岩W取60cm。
（3）密集系数K。
周边眼密度系数是周边眼间距E与光爆层厚度W的比值，是影响爆破效果的重要因素。
K=E/W（K取值0.8）（4）孔深L。
围岩循环进尺：L=0.5×B×90%=0.5×6.0×90%=2.70m(隧道宽度B=6.0m)。
除掏槽眼和底角眼取值3.2m外，其余各眼炮孔深度取3.0m。
在实际操作中应视掌子面的凹凸情况，调整各炮眼钻孔长度，使所有炮眼眼底处于同一垂直面上。
（5）装药量Q。
一是确定炸药单耗量q，炸药单耗量对装药效率、炮孔利用率、开挖壁面的平整程度和围岩的稳定性都有较大的影响。
它取决于岩性、断面积、炮孔直径和炮孔深度等多种因素。
q取值1.2kg/m3。
二是装药集中度Q。
光面爆破装药量的计算，主要是确定周边眼光爆层炮眼装药集中度，即Q=qEWQ确定为0.11～0.30kg/m。
关于岩体边坡爆破施工中的光面爆破与预裂爆破
关于岩体边坡爆破施工中的光面爆破与预裂爆破作者：潘先智来源：《中国科技纵横》2020年第12期摘要：本文重点针对岩体边坡爆破施工当中光面爆破和预裂爆破技术进行了分析和研究，对光面爆破和预裂爆破的技术要点进行了阐述，有效提高岩体边坡爆破施工质量和安全性，推动我国领土工程得到快速建设和发展。
关键词：岩体边坡;光面爆破;预裂爆破中图分类号：TD235.3 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）12-0134-020 引言在岩体边坡爆破施工过程中，经常需要使用光面和预裂爆破技术，对爆破技术的应用，主要是根据设计工作要求进行破碎、抛掷形成全新的岩土结构。
在工程设计范围之外需要尽可能防止爆破工作对岩体结构产生的破坏与影响。
爆破技术的应用，主要是使用炸药所產生的爆炸力，将岩石直接粉碎这种爆炸力的作用范围较大，经常会造成靠近岩石开挖区域的其他建筑体受到不同程度的影响。
因此，工程施工单位追求在爆破效果达到理想标准的状态下，尽可能降低对周围的岩石结构以及建筑体所产生的影响。
经过相关工作人员的不懈努力研究和实验，研发出了光面爆破和预裂爆破技术，在岩体边坡爆破施工过程中运用效果非常明显。
1 光面爆破和预裂爆破技术1.1 光面爆破技术在光面爆破技术的应用过程中，主要是沿着设计开挖的边界位置，设计出密集程度较高的炮孔。
通过选用不耦合装药或者使用威力较低的炸药来进行爆破施工，在主爆破区域爆破工作完成之后，会形成表面更加平整的开挖轮廓爆破作业。
1.2 预裂爆破技术预裂爆破主要是沿着工程设计开挖的边界设置密集的炮孔，然后通过使用不耦合装药或者使用爆炸威力较低的炸药，在主爆破区域正式爆破之后，会在爆破区域和保留区域之间形成相应的预裂缝结构，有效降低主爆破区域对周围岩体结构以及建筑体所产生的影响。
现阶段，光面爆破和预裂爆破技术在我国各大岩体边坡工程中得到了广泛应用，并且取得的工程施工效果非常明显[1]。
2 岩体边坡爆破施工中的光面爆破与预裂爆破技术优势和难点2.1 光面爆破与预裂爆破技术优势在最近几年的发展过程中，随着我国各大高速公路工程建设发展速度不断加快，公路工程的覆盖面积越来越大，在一些山区地区经常需要穿过一些特殊的地质条件，需要对高边坡路线进行开挖工作。
隧道光面爆破和预裂爆破的原理是什么
隧道光面爆破和预裂爆破的原理是什么？应当采取的主要措施有哪些？两者有何区别？答：1.光面爆破作用原理：光面爆破的破岩机理十分复杂，目前仍在探索中。
尽管在理论上还很成熟，但在定性分析方面已有共识。
一般认为炸药起爆时，对岩体产生两种效应，主要是爆炸气体膨胀做功所起的作用。
光面爆破是周边眼同时起爆，各炮眼的冲击波向四周作径向传播，相邻炮眼的冲击相遇，产生应力波德叠加，并产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线的中点，当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中心连线上形成裂缝，随后，爆炸气的膨胀令裂缝进一步扩展，形成平整的爆裂面。
预裂爆破作原理：主要指预裂爆破成缝机理。
为了保证预裂爆破成功，首要的条件是不压坏预裂孔壁，其次是沿预孔连线方向成缝。
当炸药爆炸后，产生的冲击压力和高压气体的作用，将会使孔壁产生剧烈破坏。
要想不压坏孔壁必须采用不偶令装药法，即药包直径小于钻孔直径。
试验发现，当药包与孔壁之间存在空气间隙时，由于空气的缓冲作用，使孔壁所受压力大大降低。
试验得出，当不偶令系数M=2.5时，作用在炮孔内壁的最大切向应力只相当于不偶令系数为1时的大约1/16。
因此，完全有可能利用现有的常用炸药，用不偶令装药来降低孔壁压力，把几万个大气压降到每平方厘米只有几千或几百会斤的压力值。
当降低的压力值小于或极接近于岩石的极限抗压强度时，便可使孔壁不受爆破压缩破坏或者只受少量的振动。
在利用不偶令装药保证孔壁不受破坏的前提下，第二个条件就是怎样保证在预定的方向成缝。
实践经验证明，只需要调整相邻炮孔的距离或孔内装药量便可达到成缝的目的。
2.光面爆破的主要技术措施如下：（1）.根据围岩特点，合理选定周边眼的间距和最小抵抗线，尽最大努力提高钻眼质量。
（2）.严格控制周边眼的装药量，尽可能将药量沿眼大均匀分布。
（3）.周边眼宜使用小直径药卷和低猛度、低爆速的炸药。
为满足装药结构要求，可借助导爆索（传爆线）来实现客气间隔装药。
预裂爆破和光面爆破
预裂爆破和光面爆破为保证保留岩体按设计轮廓面成型并防止围岩破坏，须采用轮廓控制爆破技术。
常用的轮廓控制爆破技术包括预裂爆破和光面爆破。
所谓预裂爆破，就是首先起爆布置在设计轮廓线上的预裂爆破孔药包，形成一条沿设计轮廓线贯穿的裂缝，再在该人工裂缝的屏蔽下进行主体开挖部位的爆破，保证保留岩体免遭破坏；光面爆破是先爆除主体开挖部位的岩体，然后再起爆布置在设计轮廓线上的周边孔药包，将光爆层炸除，形成一个平整的开挖面。
预裂爆破和光面爆破在坝基、边坡和地下洞室岩体开挖中获得了广泛应用。
（一）成缝机理预裂爆破和光面爆破都要求沿设计轮廓产生规整的爆生裂缝面，两者成缝机理基本一致。
现以预裂缝为例论述它们的成缝机理。
预裂爆破采用不耦合装药结构，其特征是药包和孔壁间有环状空气间隔层，该空气间隔层的存在削减了作用在孔壁上的爆炸压力峰值。
因为岩石动抗压强度远大于抗拉强度，因此可以控制削减后的爆压不致使孔壁产生明显的压缩破坏，但切向拉应力能使炮孔四周产生径向裂纹。
加之孔与孔间彼此的聚能作用，使孔间连线产生应力集中，孔壁连线上的初始裂纹进一步发展，而滞后的高压气体的准静态作用，使沿缝产生气刃劈裂作用，使周边孔间连线上的裂纹全部贯通成缝。
（二）质量控制标准1）开挖壁面岩石的完整性用岩壁上炮孔痕迹率来衡量，炮孔痕迹率也称半孔率，为开挖壁面上的炮孔痕迹总长与炮孔总长的百分比率。
在水电部门，对节理裂隙极发育的岩体，一般应使炮孔痕迹率达到10％～50％；节理裂隙中等发育者应达50％～80％；节理裂隙不发育者应达80％以上。
围岩壁面不应有明显的爆生裂隙。
2）围岩壁面不平整度（又称起伏差）的允许值为±15cm。
3）在临空面上，预裂缝宽度一般不宜小于1cm。
实践表明，对软岩（如葛洲坝工程的粉砂岩），预裂缝宽度可达2cm以上，而且只有达到2cm以上时，才能起到有效的隔震作用；但对坚硬岩石，预裂缝宽度难以达到1cm。
东江工程的花岗岩预裂缝宽仅6 m m，仍可起到有效隔震作用。
隧道光面爆破和预裂爆破的原理
隧道光面爆破和预裂爆破的原理一、爆破原理1、光面爆破作用原理：光面爆破的破岩机理十分复杂，目前仍在探索中。
尽管在理论上还很成熟，但在定性分析方面已有共识。
一般认为炸药起爆时，对岩体产生两种效应，主要是爆炸气体膨胀做功所起的作用。
光面爆破是周边眼同时起爆，各炮眼的冲击波向四周作径向传播，相邻炮眼的冲击相遇，产生应力波德叠加，并产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线的中点，当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中心连线上形成裂缝，随后，爆炸气的膨胀令裂缝进一步扩展，形成平整的爆裂面。
2、预裂爆破作原理：主要指预裂爆破成缝机理。
为了保证预裂爆破成功，首要的条件是不压坏预裂孔壁，其次是沿预孔连线方向成缝。
当炸药爆炸后，产生的冲击压力和高压气体的作用，将会使孔壁产生剧烈破坏。
要想不压坏孔壁必须采用不偶令装药法，即药包直径小于钻孔直径。
试验发现，当药包与孔壁之间存在空气间隙时，由于空气的缓冲作用，使孔壁所受压力大大降低。
试验得出，当不偶令系数M=2.5时，作用在炮孔内壁的最大切向应力只相当于不偶令系数为1时的大约1/16。
因此，完全有可能利用现有的常用炸药，用不偶令装药来降低孔壁压力，把几万个大气压降到每平方厘米只有几千或几百会斤的压力值。
当降低的压力值小于或极接近于岩石的极限抗压强度时，便可使孔壁不受爆破压缩破坏或者只受少量的振动。
在利用不偶令装药保证孔壁不受破坏的前提下，第二个条件就是怎样保证在预定的方向成缝。
实践经验证明，只需要调整相邻炮孔的距离或孔内装药量便可达到成缝的目的。
二、技术措施1、光面爆破的主要技术措施如下：（1）根据围岩特点，合理选定周边眼的间距和最小抵抗线，尽最大努力提高钻眼质量。
（2）严格控制周边眼的装药量，尽可能将药量沿眼大均匀分布。
（3）周边眼宜使用小直径药卷和低猛度、低爆速的炸药。
为满足装药结构要求，可借助导爆索（传爆线）来实现客气间隔装药。
（4）采用毫秒微差有序起爆。
光面爆破与预裂爆破比较分析
光面爆破与预裂爆破比较分析光面爆破与预裂爆破是矿山爆破工程中常用的两种爆破方法。
光面爆破是指在矿山开采过程中，直接对矿石或岩石进行爆破，将其破碎成小块；而预裂爆破则是通过在矿石或岩石内部安置预裂装置，通过爆破将矿石或岩石预先裂解，以便进行更加高效的采矿或挖掘作业。
首先，对于光面爆破，其优点主要包括以下几个方面。
首先，由于光面爆破是直接对矿石或岩石进行爆破，因此可以将矿石或岩石迅速破碎成小块，便于后续的矿石选矿或岩石挖掘作业。
其次，光面爆破作业相对简单，爆破炸药的选择相对灵活，可以根据具体情况进行调整，因此适应性较强。
此外，由于光面爆破不需要安置预裂装置，因此可以减少设备投资和安装的时间，从而节约成本。
然而，光面爆破也存在一些缺点。
首先，光面爆破容易引起较大的震动和噪音，对周围环境造成一定的影响，尤其是在城区或居民区附近的矿山作业中，可能引起居民的不满或抗议。
其次，光面爆破对爆破炸药的要求较高，需要选择具有较大破碎能力的炸药，从而可能增加成本。
此外，光面爆破容易产生大量的破碎物，需要进行后续的清理工作，增加了工作量和时间。
与光面爆破相比，预裂爆破具有以下几个优点。
首先，预裂爆破可以在矿石或岩石内部安置预裂装置，通过有选择地引起内部应力分布的变化，从而实现矿石或岩石的预先裂解，减少挖掘或采矿的阻力，提高施工效率。
其次，预裂爆破可以减少震动和噪音的产生，尤其适用于城区或居民区附近的矿山作业。
此外，预裂爆破可以减少破碎物的产生，从而减少清理工作量，提高工作效率。
然而，预裂爆破也存在一些缺点。
首先，预裂爆破需要在矿石或岩石内部安置预裂装置，因此需要额外的设备投资和安装工作，增加了工作量和成本。
其次，预裂爆破对预裂装置的设计和安装要求较高，需要充分考虑矿石或岩石的物理特性和力学响应，从而选择合适的预裂装置和爆破参数。
此外，预裂爆破需要对预裂装置进行布置和清理，工作量相对较大。
综上所述，光面爆破与预裂爆破各有优缺点，合理选择爆破方法需要考虑多方面的因素。
光面爆破与预裂爆破比较分析
光面爆破与预裂爆破比较分析
一、光面爆破与预裂爆破比较
1、光面爆破与预裂爆破的材料
光面爆破是指对爆破石墨板上的龙门、冰裂缝等表面形成一道裂缝，
而预裂爆破则是利用梁状结构（如混凝土砌体、钢筋混凝土结构等），将
爆破材料（如煤屑、沙子、砂粒等）填充在梁状的缝隙，然后点燃爆破剂，以达到爆破的目的。
2、光面爆破与预裂爆破的特点
（1）光面爆破产生的爆破效果比较剧烈，能够产生较强的冲击波，
但是其爆轰片最多只能达到一定的范围，不能达到比较大的空间效果。
（2）预裂爆破产生的爆破效果稳定，能够产生比较大的散落物，可
以有效地增加爆破的空间效果，但是其产生的冲击波相对较小，爆轰片范
围也较小。
3、光面爆破与预裂爆破的应用
光面爆破主要用于采矿、建筑施工、核电站建设、管道建设等场合，
而预裂爆破则主要应用于采掘工程、深孔爆破等行业，以及需要有较大空
间效果的场合。
综上所述，光面爆破与预裂爆破各有其优势和不足，在实际应用中应
当根据不同的情况来选择不同的爆破方法，以达到最佳的爆破效果。
9.谈谈光面爆破和预裂爆破详解
裂缝的作用和光面爆破所钻空孔的作用 相同且效果更佳。 所谓“不耦合”装药，就是装入孔内的 炸药卷和孔壁之间留有一定的空隙，炮 孔直径与装药直径之比约为2－3。通常 将孔口用泥土堵塞一定的长度。
这种结构的装药爆炸时，产生的爆轰波将首先传入炮孔
间隙的空气介质之中，将其强烈压缩，温度急剧升高， 亦即对空气做了工。由于这种做工的过程是不可逆的， 爆轰波所携带的能量就有一部分消耗在空气当中，削弱 了爆轰波的峰值压力。这样，传入孔壁周围岩石介质中 的爆炸应力波的强度会相应地降低，从而减轻对岩石的 直接粉碎作用。但是，受到削弱的应力波和孔内的高压 气团仍将在炮孔周围形成一个爆炸应力场。当多个“不 耦合”装药在相邻炮孔中同时爆炸时，应力场相互叠加， 岩石就会沿着炮孔的连心线产生一条裂缝，同时炮孔内 壁的岩石并不会被强烈粉碎。要得到比较理想的预裂缝， 必须采用“不耦合”装药，并且所有的预裂孔都必须被 置于设计的轮廓面上，不能产生过大的偏离。而 “不耦 合”装药的结构特殊，不易实现工厂化生产。因此，预 裂爆破比光面爆破的成本投入要大，而作业效率要低。
界面比较平整、光滑、稳定，是光面爆破的显
著特点。换言之，光面爆破可以将超挖和欠挖 均限定在较小的范围（十余厘米至数十厘米） 之内。
2 ．预裂爆破： 首先在设计轮廓面上钻成一 列预裂炮孔，装入所谓的 “不耦合” 装药， 按照一定的要求进行起爆，沿设计轮廓面可形 成一条深度和需开挖深度相等、宽约数毫米至 数十毫米的裂缝，然后再对岩石挖方区进行钻 孔爆破的方法叫做“ 预裂爆破”。这条预
谈谈光面爆破和预裂爆破
湖南省路桥集团道路九公司 赵海彬
目 录
一、光面爆破和预裂爆破的区别 二、光面爆破和预裂爆破的用途 三、石质路堑光面爆破操作规程 附：各类岩石光面爆破炸药单耗表
光面爆破与预裂爆破的对比分析
光面爆破与预裂爆破的对比分析摘要：从光面爆破和预裂爆破的基本概念入手，阐述其爆破机理。
借助于理论和经验，对光面爆破和预裂爆破做出了比较。
关键词：光面爆破、预裂爆破光面爆破和预裂爆破都是使爆破裂隙沿设计开挖面形成的控制爆破方法它们均能使露天边坡、井巷和隧道的开挖面光滑、平整，减少超挖、欠挖，以保持边坡和围岩的稳定性，从而提高爆破工程施工质量。
做到安全、经济、科学的开挖。
一、基本概念1、光面爆破光面爆破早20份纪50―60年代在瑞典发展起来并得到改进的爆破技术。
光面爆破亦称密眼小炮孔爆破。
通过合理地选择各种参数、严格控制装药量、科学布置各种眼孔、按照一定的顺序起爆装药以及利用岩石抗拉强度远远低于其抗压强度的特性，可以有效的组织爆破能力。
在爆后，要求成形的轮廓线以外的岩石不受扰动和破坏，尽可能地保持围岩自身强度。
这种人为控制的爆破方法就叫做光面爆破，简称“光爆”。
2、预裂爆破预裂爆破是在开挖区内的炮眼起爆以前，沿着设计轮廓面所布置的炮眼首先起爆，形成有一定宽度的贯穿裂缝，将开挖区与保留区的岩体分离开，留下光滑、平整的开挖面的爆破方法。
预裂爆破为轮廊爆破,是主炮孔爆破之前在开挖面上先爆破一排预裂炮孔,在相邻炮孔之间形成裂缝,从而在开挖面上形成断裂面,以减弱主爆区爆破时地震波向岩体的传播,减少保留岩体的破坏,且沿预裂面形成一个超挖很少的平整岩面。
长期的实践表明，光面、预裂爆破的成败60%取决于钻孔精度和质量，40%取决于爆破技术水平。
欧美已经研制生产出保证钻孔定位、定向精度的控制器，它在钻孔时能自动调整钻孔偏角，甚至在钻机上安装了GPS定位系统，可由电脑精确控制钻孔方向。
我国90年代末至本世纪初光面、预裂爆破技术在三峡工程临时船闸和永久船闸开挖中得到广泛应用。
其中永久船闸全长1620m，直立墙坡最大挖深67.8m，闸槽开挖方量达1300万方，爆破超欠挖起伏控制在15cm以内，半孔率大于95%，爆破开挖质量优良。
预裂爆破和光面爆破
预裂爆破和光面爆破预裂爆破和光面爆破有哪些不同？进行石方开挖时，在主爆区爆破之前沿设计轮廓线先爆出一条具有一定宽度的贯穿裂缝，以缓冲、反射开挖爆破的振动波，控制其对保留岩体的破坏影响，使之获得较平整的开挖轮廓，此种爆破技术为预裂爆破。
光面爆破是先爆除主体开挖部位的岩体,然后再起爆布置在设计轮廓线上的周边孔药包，将光爆层炸除，形成一个平整的开挖面，是通过正确选择爆破参数和合理的施工方法，达到爆后壁面平整规则、轮廓线符合设计要求的一种控制爆破技术。
预裂爆破和光面爆破都要求沿设计轮廓产生规整的爆生裂缝面，两者成缝机理基本一致。
预裂爆破是首先起爆周边眼，在其他炮眼未爆破之前先沿着开挖轮廓线预裂爆破出一条用以反射爆破地震应力波的裂缝而得名。
预裂爆破的目的同光面爆破，只是在炮眼引爆的顺序上，光面爆破先引爆掏槽眼，再引爆辅助眼，最后引爆周边眼，而预裂爆破则是首先引爆周边眼，使其沿着周边眼形成平顺的预裂面。
由于这个预裂面的存在，对后爆的掏槽眼、辅助眼的轰爆波能起到反射和缓冲作用，可以减轻爆轰波对围岩的破坏作用，保持岩体的完整性，使爆破后的开挖面整齐规则。
预裂爆破及光面爆破的使用条件和效果评价工程爆破的目的或原则，是在保证开挖质量的前提下，以最简捷的爆破方式来获得良好的社会效益和经济效益。
预裂爆破与光面爆破亦不会违背上述原贝U。
(一)预裂爆破与光面爆破效果的评价预裂爆破与光面爆破的目的是沿设计轮廓线形成整齐的轮廓面，其质量标准应符合以下条件：(1)裂缝必须贯通，壁面上不应残留未爆落岩体。
(2)相邻孔间壁面的不平整度小于土15mm。
(3)为使壁面达到平整，钻孔角度偏差应小于l o o(4)壁面应残留有炮孔孔壁痕迹，且应不小于原炮孔壁的1/3(5)残留的半孔率，对于节理裂隙不发育的岩体应达到85%以上；对于节理裂隙较发育和发育的岩体，应达到50~85%;对节理裂隙极发育的岩体,应达到10~50%o在过去文献资料中，还强调预裂爆破的裂缝宽度，认为缝宽应达Icm 以上。
光面爆破与预裂爆破的对比分析
光面爆破与预裂爆破的对比分析
首先，从岩石破碎效果来看，光面爆破主要通过单一的爆破孔直接破
碎岩石，破碎范围较小。
而预裂爆破则是在岩石上事先切割出裂缝，在爆
破时通过裂缝的扩展来达到破碎的目的，因此破碎范围较大。
预裂爆破的
破碎效果更加理想，可以控制岩石的断裂面，使得岩石的破碎程度更均匀。
其次，从爆破效率来看，光面爆破只需要钻孔、装药、引爆就可以完成，操作简单，速度较快，适用于对岩石破碎效果要求不高的场合。
而预
裂爆破需要事先进行裂缝的切割，增加了施工的难度和时间成本。
但是预
裂爆破可以根据裂缝的位置和形态设计合理的装药方案，能够更好地控制
岩石破碎的效果，提高爆破效率。
再次，从安全性来看，光面爆破对人员和设备的要求较低，但由于破
碎范围小，有可能造成岩石飞溅和飞石伤害的风险增加。
而预裂爆破能够
控制岩石的破碎范围，减少飞石的风险，提高施工的安全性。
但是预裂爆
破需要对裂缝的切割进行精确控制，如果设计不当，可能会导致裂缝扩展
不稳定，在施工过程中出现意外情况。
此外，从施工环境来看，光面爆破对施工环境要求较低，可以适用于
狭小空间和复杂地质条件下的爆破作业。
而预裂爆破需要事先切割裂缝，
对环境的要求较高，需要有足够的工程施工条件。
同时，预裂爆破需要对
结构物或者地下设施的周边影响进行评估，以确保施工的安全性。
综上所述，光面爆破与预裂爆破在岩石爆破工程中都有各自的优势和
适应场景。
选择何种爆破方法需要综合考虑工程要求、施工条件、安全性
以及经济性等多个因素，根据实际情况做出合理选择。
关于岩体边坡爆破施工中的光面爆破与预裂爆破
工程设计施工与管理China Science&Technology Overview关于岩体边坡爆破施工中的光面爆破与预裂爆破潘先智(深圳市越众(集团)股份有限公司，广东深圳518000)摘要:本文重点针对岩体边坡爆破施工当中光面爆破和预裂爆破技术进行了分析和研究，对光面爆破和预裂爆破的技术要点进行了阐述，有效提高岩体边坡爆破施工质量和安全性,推动我国领土工程得到快速建设和发展。
关键词:岩体边坡；光面爆破；预裂爆破中图分类号:TD235.3文献标识码:A文章编号:1671-2064(2020)12-0134-020引言在岩体边坡爆破施工过程中，经常需要使用光面和预裂爆破技术，对爆破技术的应用，主要是根据设计工作要求进行破碎、抛掷形成全新的岩土结构。
在工程设计范围之外需要尽可能防止爆破工作对岩体结构产生的破坏与影响。
爆破技术的应用，主要是使用炸药所产生的爆炸力，将岩石直接粉碎这种爆炸力的作用范围较大，经常会造成靠近岩石开挖区域的其他建筑体受到不同程度的影响。
因此，工程施工单位追求在爆破效果达到理想标准的状态下，尽可能降低对周围的岩石结构以及建筑体所产生的影响。
经过相关工作人员的不懈努力研究和实验，研发出了光面爆破和预裂爆破技术，在岩体边坡爆破施工过程中运用效果非常明显。
1光面爆破和预裂爆破技术1.1光面爆破技术在光面爆破技术的应用过程中，主要是沿着设计开挖的边界位置，设计出密集程度较高的炮孔。
通过选用不耦合装药或者使用威力较低的炸药来进行爆破施工，在主爆破区域爆破工作完成之后，会形成表面更加平整的开挖轮廓爆破作业。
1.2预裂爆破技术预裂爆破主要是沿着工程设计开挖的边界设置密集的炮孔，然后通过使用不耦合装药或者使用爆炸威力较低的炸药，在主爆破区域正式爆破之后，会在爆破区域和保留区域之间形成相应的预裂缝结构，有效降低主爆破区域对周围岩体结构以及建筑体所产生的影响。
现阶段，光面爆破和预裂爆破技术在我国各大岩体边坡工程中得到了广泛应用，并且取得的工程施工效果非常明显2岩体边坡爆破施工中的光面爆破与预裂爆破技术优势和难点2.1光面爆破与预裂爆破技术优势在最近几年的发展过程中，随着我国各大高速公路工程建设发展速度不断加快，公路工程的覆盖面积越来越大，在一些山区地区经常需要穿过一些特殊的地质条件，需要对高边坡路线进行开挖工作。
谈谈光面爆破和预裂爆破
硅质胶结、石英质砂岩、 9－14 未风化
470－680
190 － 390
砾岩
胶结性差、以较不坚硬 岩石为主 胶结好、以较坚硬岩石 为主
5－8 9－12
白云 岩 大理 岩
石 灰 岩
节理发育、较疏松破碎
完整、坚硬的
中薄层或含泥质、裂隙 发育 厚层、完整或含硅质、 致密
5－8 9－12
6－8 9－15
风化严重、节理裂隙很 4－6
D－光爆孔直径（m）。
式中系数的选取应根据要求的平整、光滑程度 以及石质情况，经爆破试验确定。如果地表面
有覆盖土层，应先用人工或机械修整，待切至
岩石表面后再钻孔、爆破。钻孔和修整边坡之 前，应预备好坡度尺。
6. “光爆孔”的倾斜度应与路堑边坡的设 计坡度一致，孔深按下式计算：
L = H / sinɑ + h 式中：L－孔深（m）； H－爆破台阶高度（m）；
界面比较平整、光滑、稳定，是光面爆破的显 著特点。换言之，光面爆破可以将超挖和欠挖 均限定在较小的范围（十余厘米至数十厘米） 之内。
2．预裂爆破：首先在设计轮廓面上钻成一 列预裂炮孔，装入所谓的“不耦合”装药，
按照一定的要求进行起爆，沿设计轮廓面可形 成一条深度和需开挖深度相等、宽约数毫米至 数十毫米的裂缝，然后再对岩石挖方区进行钻
预留保护层
光爆孔
隧道光面爆破示意图
（3）公路构造物基坑的开挖。 （4）其它方面（例如公路附属工程等）。
我司已在国外的睦巴公路和国内的永连公路二期、张罗公路以
及常吉高速公路吉首段等工程中将光面爆破技术运用于岩石路堑的 开挖、高边坡的修整和隧道的掘进，并积累了较为丰富的经验。
三、石质路堑光面爆破操作规程
(整理)预裂爆破和光面爆破
预裂爆破和光面爆破为保证保留岩体按设计轮廓面成型并防止围岩破坏，须采用轮廓控制爆破技术。
常用的轮廓控制爆破技术包括预裂爆破和光面爆破。
所谓预裂爆破，就是首先起爆布置在设计轮廓线上的预裂爆破孔药包，形成一条沿设计轮廓线贯穿的裂缝，再在该人工裂缝的屏蔽下进行主体开挖部位的爆破，保证保留岩体免遭破坏；光面爆破是先爆除主体开挖部位的岩体，然后再起爆布置在设计轮廓线上的周边孔药包，将光爆层炸除，形成一个平整的开挖面。
预裂爆破和光面爆破在坝基、边坡和地下洞室岩体开挖中获得了广泛应用。
（一）成缝机理预裂爆破和光面爆破都要求沿设计轮廓产生规整的爆生裂缝面，两者成缝机理基本一致。
现以预裂缝为例论述它们的成缝机理。
预裂爆破采用不耦合装药结构，其特征是药包和孔壁间有环状空气间隔层，该空气间隔层的存在削减了作用在孔壁上的爆炸压力峰值。
因为岩石动抗压强度远大于抗拉强度，因此可以控制削减后的爆压不致使孔壁产生明显的压缩破坏，但切向拉应力能使炮孔四周产生径向裂纹。
加之孔与孔间彼此的聚能作用，使孔间连线产生应力集中，孔壁连线上的初始裂纹进一步发展，而滞后的高压气体的准静态作用，使沿缝产生气刃劈裂作用，使周边孔间连线上的裂纹全部贯通成缝。
（二）质量控制标准1）开挖壁面岩石的完整性用岩壁上炮孔痕迹率来衡量，炮孔痕迹率也称半孔率，为开挖壁面上的炮孔痕迹总长与炮孔总长的百分比率。
在水电部门，对节理裂隙极发育的岩体，一般应使炮孔痕迹率达到10％～50％；节理裂隙中等发育者应达50％～80％；节理裂隙不发育者应达80％以上。
围岩壁面不应有明显的爆生裂隙。
2）围岩壁面不平整度（又称起伏差）的允许值为±15cm。
3）在临空面上，预裂缝宽度一般不宜小于1cm。
实践表明，对软岩（如葛洲坝工程的粉砂岩），预裂缝宽度可达2cm以上，而且只有达到2cm以上时，才能起到有效的隔震作用；但对坚硬岩石，预裂缝宽度难以达到1cm。
东江工程的花岗岩预裂缝宽仅6 m m，仍可起到有效隔震作用。
光面爆破与预裂爆破的对比分析
光面爆破与预裂爆破的对比分析光面爆破和预裂爆破都是常见的岩石爆破技术，用于矿山、隧道、道路建设等工程领域。
虽然目标相同，但两者在原理、适用条件、效果等方面存在一些差异。
在下面的分析中，将对光面爆破和预裂爆破进行对比。
光面爆破，顾名思义是指在光滑的岩石表面进行爆破，通常用于爆破挤压变形较大的岩体、矿石或煤炭。
首先需要在岩石表面切割出一条V形沟槽，然后在沟槽中放置炸药。
通过爆破产生的高压力和剪应力，使得岩石断裂，并沿沟槽的方向进行破碎。
这种爆破方法对操作要求较高，需要经验丰富的技术人员进行操作。
预裂爆破是一种将岩石或混凝土切割成预定形状的爆破方法，通常用于爆破切割较为均匀的岩体或混凝土。
首先需要在岩石或混凝土中钻孔，并将炸药装填入孔洞中。
然后通过爆破产生的冲击波和扩展力，使得岩石或混凝土发生断裂和破碎。
这种爆破方法对孔洞布置和装药量的控制要求较高，需要精确的计算和严格的操作。
在适用条件上，光面爆破适用于岩石或煤炭等较软的材料，且岩体的变形性较大。
预裂爆破适用于较硬的岩石或混凝土，且材料较均匀，无明显裂缝。
这是由于光面爆破主要依赖于岩体的挤压变形来产生爆破效果，而预裂爆破则需要岩体或混凝土具有一定的强度和韧性。
在爆破效果上，光面爆破主要通过岩体的挤压破裂来实现岩石的破碎，破碎面较为光滑，粒度较小。
而预裂爆破通过事先切割孔道并进行布药，实现了对岩石或混凝土的定向破裂，破碎面较为粗糙，粒度较大。
在施工安全方面，光面爆破可能存在较大的冲击和震动对施工环境的影响，需要采取相应的防护措施。
而预裂爆破则可以通过合理的孔距和装药量控制冲击和震动的范围，减少对周围环境的影响。
总的来说，光面爆破和预裂爆破都是常见的爆破技术，适用于不同的岩体或混凝土条件。
光面爆破适用于变形性大、挤压变形较多的材料，而预裂爆破适用于硬度较高、较均匀的材料。
在操作上，光面爆破对技术人员的要求较高，而预裂爆破的布孔和装药较为关键。
在爆破效果上，光面爆破破碎面光滑，粒度较小，而预裂爆破破碎面较为粗糙，粒度较大。
隧道光面爆破和预裂爆破的原理
隧道光面爆破和预裂爆破的原理光面爆破作用原理光面爆破的破岩机理十分复杂，目前仍在探索中。
尽管在理论上还很成熟，但在定性分析方面已有共识。
一般认为炸药起爆时，对岩体产生两种效应，主要是爆炸气体膨胀做功所起的作用。
光面爆破是周边眼同时起爆，各炮眼的冲击波向四周作径向传播，相邻炮眼的冲击相遇，产生应力波德叠加，并产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线的中点，当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中心连线上形成裂缝，随后，爆炸气的膨胀令裂缝进一步扩展，形成平整的爆裂面。
预裂爆破作原理主要指预裂爆破成缝机理。
为了保证预裂爆破成功，首要的条件是不压坏预裂孔壁，其次是沿预孔连线方向成缝。
当炸药爆炸后，产生的冲击压力和高压气体的作用，将会使孔壁产生剧烈破坏。
要想不压坏孔壁必须采用不偶令装药法，即药包直径小于钻孔直径。
试验发现，当药包与孔壁之间存在空气间隙时，由于空气的缓冲作用，使孔壁所受压力大大降低。
试验得出，当不偶合系数M=2.5时，作用在炮孔内壁的最大切向应力只相当于不偶合系数为1时的大约1/16。
因此，完全有可能利用现有的常用炸药，用不偶合装药来降低孔壁压力，把几万个大气压降到每平方厘米只有几千或几百会斤的压力值。
当降低的压力值小于或极接近于岩石的极限抗压强度时，便可使孔壁不受爆破压缩破坏或者只受少量的振动。
在利用不偶合装药保证孔壁不受破坏的前提下，第二个条件就是怎样保证在预定的方向成缝。
实践经验证明，只需要调整相邻炮孔的距离或孔内装药量便可达到成缝的目的。
光面爆破的主要技术措施如下（1）根据围岩特点，合理选定周边眼的间距和最小抵抗线，尽最大努力提高钻眼质量。
（2）严格控制周边眼的装药量，尽可能将药量沿眼大均匀分布。
（3）周边眼宜使用小直径药卷和低猛度、低爆速的炸药。
为满足装药结构要求，可借助导爆索（传爆线）来实现客气间隔装药。
（4）采用毫秒微差有序起爆。
要安排好开挖程序，使光面爆破具有良好的临空面。
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QX = qaW
式中q—松动爆破单耗，kg/m3； a—光面爆破孔间距，m； W—光面爆破层厚度，m。
5 装药结构与起爆
装药结构 （a）—偶合装药；(b) — 不偶合装药；(c) — 正向连续装药； (d) — 正向空气间隔装药；（e）— 反向连续装药 1 — 炸药；2 — 炮眼壁；3 — 药卷；4 — 雷管； 5 — 炮泥；6 — 脚线；7 — 竹条；8 — 绑绳
3 质量控制标准
1）开挖壁面岩石的完整性用岩壁上炮孔痕迹 率来衡量，炮孔痕迹率也称半孔率，为开挖壁 面上的炮孔痕迹总长与炮孔总长的百分比率。 在水电部门，对节理裂隙极发育的岩体，一般 应使炮孔痕迹率达到10％～50％；节理裂隙中 等发育者应达50％～80％；节理裂隙不发育者 应达80％以上。围岩壁面不应有明显的爆生裂 隙。
（2） 起爆
为保证同时起爆，预裂爆破和光面爆破一般都 用导爆索起爆，并通常采用分段并联法。 由于光面爆破孔是最后起爆，导爆索有可能 遭受超前破坏。为保证周边孔准爆，对光面爆 破孔可采用高段延期雷管与导爆索的双重起爆 法。预裂孔若与主爆区炮孔组成同一网路起爆， 则预裂孔应超前第一排主爆孔85～100ms起爆。
（2） 光面爆破参数
1）光面爆破层厚度 即最小抵抗线的大小，一般为炮孔直径 的10～20倍，岩质软弱、裂隙发育者取 小值。 2）孔距 一般为光面爆破层厚度的0.85～0.90倍， 岩质软弱、裂隙发育者取小值。
（2） 光面爆破参数
3）钻孔直径及装药不偶合系数 4）线装药密度Qx 式确定 参照预裂爆破选用。 一般按照松动爆破药量计算公
预裂爆破示意图
主爆孔 开挖区
预裂孔
保留区 自由面 预裂缝
2 成缝机理
预裂爆破和光面爆破都要求沿设计轮廓 产生规整的爆生裂缝面，两者成缝机理 基本一致。现以预裂缝为例论述它们的 成缝机理。
2 成缝机理
预裂爆破采用不耦合装药结构，其特征是药包和孔壁 间有环状空气间隔层，该空气间隔层的存在削减了作 用在孔壁上的爆炸压力峰值。因为岩石动抗压强度远 大于抗拉强度，因此可以控制削减后的爆压不致使孔 壁产生明显的压缩破坏，但切向拉应力能使炮孔四周 产生径向裂纹。加之孔与孔间彼此的聚能作用，使孔 间连线产生应力集中，孔壁连线上的初始裂纹进一步 发展，而滞后的高压气体的准静态作用，使沿缝产生 气刃劈裂作用，使周边孔间连线上的裂纹全部贯通成 缝。
4）线装药密度 线装药密度是单位长度炮孔的平均
装药量。影响预裂爆破参数的因素复杂,很难从理论上 推常 用公式的基本形式为 Qx = K [σ C ]α [a]β [d ]γ 式中,QX—预裂爆破的线装药密度,kg/m； σC—岩石的极限抗压强度，MPa； a—炮孔间距，m； d—钻孔直径，mm； K、α、β和γ—经验系数。 随岩性不同，预裂爆破的线装药密度一般为200～ 500g/m。为克服岩石对孔底的夹制作用，孔底段应加大 线装药密度到2～5倍。
3 质量控制标准
影响轮廓爆破质量的因素，除爆破参数 外，主要依赖于地质条件和钻孔精度。 这是因为爆生裂缝极易沿岩体原生裂隙、 节理发展，而钻孔精度则是保证周边控 爆质量的先决条件。
4 参数设计
预裂爆破和光面爆破的参数设计一般采 用工程类比法，并通过现场试验最终确 定。
（1） 预裂爆破参数
1）孔径 明挖工程为8 0～165mm；隧洞开挖为40～ 90mm；大型地下厂房为50～110mm。 孔径 明挖工程为8 0～165mm；隧洞开挖为40～ 90mm；大型地下厂房为50～110mm。
（1） 预裂爆破参数
2）孔距 与岩石特性、炸药性质、装药情况、开 挖壁面平整度要求和孔径大小有关。孔 距一般为孔径的8～12倍。爆破质量要求 高、岩质软弱、裂隙发育者取小值。
（1） 预裂爆破参数
3）装药不偶合系数 不偶合系数指炮孔半径与药卷半径的比 值，为防止炮孔壁的破坏，该值一般取 2～5。
（1） 预裂爆破参数
（1） 装药结构
1）堵塞段 堵塞段的作用是延长爆生气体的作用时间， 且保证孔口段只产生裂缝而不出现爆破漏斗， 对深孔爆破该段长一般取0.5～1.5m。 2）孔底加强段 段长大体等于堵塞段。由于孔底受岩石夹持 作用，故需用较大的线装药密度。
（1） 装药结构
3）均匀装药段 该段一般为轴向间隔不偶合装药，并要求 沿孔轴线方向均匀分布。轴向间隔装药须 用导爆索串联各药卷起爆。为保证孔壁不 被粉碎，药卷应尽量置于孔的中心。国外 一般用炮孔中心定位器定位,国内一般是将 药卷及导爆索绑于竹片进行药卷定位。
3 质量控制标准
2）围岩壁面不平整度（又称起伏差）的允许值为 ±15cm。 3）在临空面上，预裂缝宽度一般不宜小于1cm。实 践表明，对软岩（如葛洲坝工程的粉砂岩），预裂 缝宽度可达2cm以上，而且只有达到2cm以上时，才 能起到有效的隔震作用；但对坚硬岩石，预裂缝宽 度难以达到1cm。东江工程的花岗岩预裂缝宽仅6 m m，仍可起到有效隔震作用。地下工程预裂缝宽度比 露天工程小得多，一般仅达0.3～0.5cm。因此，预裂 缝的宽度标准与岩性及工程部位有关，应通过现场 试验最终确定。
3 预裂与光面爆破
1预裂爆破和光面爆破的定义
为保证保留岩体按设计轮廓面成型并防止围岩 破坏，须采用轮廓控制爆破技术。常用的轮廓 控制爆破技术包括预裂爆破和光面爆破。所谓 预裂爆破，就是首先起爆布置在设计轮廓线上 的预裂爆破孔药包，形成一条沿设计轮廓线贯 穿的裂缝，再在该人工裂缝的屏蔽下进行主体 开挖部位的爆破，保证保留岩体免遭破坏；光 面爆破是先爆除主体开挖部位的岩体，然后再 起爆布置在设计轮廓线上的周边孔药包，将光 爆层炸除，形成一个平整的开挖面。