第六章 预裂爆破和光面爆破
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。
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。
光面、预裂爆破
W后=（2.0~2.5）RY=(0.32~0.40)W 式中：RY——压缩圈半径；
W——峒室药包的最小抵抗线，大抵抗线取小值。
4. 预裂爆破设计
处理好预裂炮孔与前排药包位置的关系
对于主药包为深孔爆破，其经验数据如下：
主炮孔药包直径
主炮孔单段起爆药量
2.光面、预裂爆破的作用机理
2.1 爆炸应力波的导向作用 （1）由于不偶合装药控制了爆炸能量，使得向四周
传播的应力波只能对孔壁产生一定数量的初始微裂缝； （2）若相邻孔能保证同时起爆，各孔传来的应力波
便在孔心线上某处叠加，使岩体原有裂隙扩展或微观缺 陷形成裂纹，这对在孔连心线方向上成缝是有利的；
（3）如果相邻孔不能同时起爆，虽然应力波的叠加 作用将不存在，但先起爆孔产生的应力波传播至邻孔时， 将会使邻孔产生应力集中，使得孔壁与孔连心线两交点 处的环向拉应力达到最大值。因此，易在此两点形成初 始裂缝；
（4）相邻孔起着反射波阵源的作用，当应力波反射 到充满爆生气体的有放射状初始径向裂缝的原炮孔上时， 自然也容易使孔连心线方向上的初始径向裂缝最先扩展， 形成初始长裂缝。
影响光爆效果的主要因素 （3）堵塞 在线装药量、装药结构和不偶合系数确定 的情况下，堵塞时要保证回填物不会下落 至装药段，否则，不偶合系数将会改变， 影响光爆效果。
（4）起爆间隔时间 主炮孔和缓冲孔微差间隔时间一般为100～ 150毫秒，缓冲孔和光爆孔微差间隔时间 为75～110毫秒，间隔时间过长或过短 都将影响光爆质量。
6. 质量标准及实施中的一些问题
影响光爆效果的主要因素 （3）装药结构
光爆孔有连续装药和间隔装药两种不偶合 结构。在进行光面爆破装药结构设计时，必 须根据地形地质情况，选择合理的装药结构， 光爆孔装药结构选择的不合理，会造成边坡 局部破坏较大，超欠挖严重，使得平整度下 降。
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。
预裂灭火使用不耦合装药结构，其特征就是药包和孔壁间存有环状空气间隔层，该空气间隔层的存有缩减了促进作用在孔壁上的核爆压力峰值。
因为岩石颤抖抗压强度远大于抗拉强度，因此可以掌控缩减后的爆压不以致孔壁产生显著的放大毁坏，但轴向扎形变能够并使炮孔四周产生径向裂纹。
加之孔与孔间彼此的聚能促进作用，并使孔间连线产生应力集中，孔壁连线上的起始裂纹进一步发展，而落后的高压气体的科东俄静态促进作用，并使沿缝产生气刃伏毛促进作用，并使周边孔间连线上的裂纹全部全线贯通成缝。
（二）质量控制标准1）开凿壁面岩石的完整性用岩壁上炮孔痕迹固定值来衡量，炮孔痕迹率为也表示半孔率，为开凿壁面上的炮孔痕迹总长与炮孔总长的百分比率为。
在水电部门，对节理裂隙极发育的岩体，通常增加收入炮孔痕迹率为达至10％～50％；节理裂隙中等发育者仅约50％～80％；节理裂隙不发育者仅约80％以上。
围岩壁面不理应显著的爆生裂隙。
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，进度表裂缝宽度通常不必大于1cm。
课堂教学说明，对软岩（例如葛洲坝工程的粉砂岩），进度表裂缝宽度仅约2cm以上，而且只有达至2cm以上时，就可以起著有效率的隔震促进作用；但对柔软岩石，进度表裂缝宽度难以达到1cm。
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。
(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。
矿山常用爆破技术
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
矿山常用爆破技术
（一）预裂爆破和光面爆破
预裂爆破就是沿开裂边界布置密集炮孔，采取不耦合装药或装填低威力炸药，在主爆区之前起爆，从而在爆区与保留区之间形成预裂缝，以减弱主爆破对保留岩体的破坏形成平整轮廊面的爆破作业。
因其具有明显的降震作用而被广泛应用。
并可以放宽对开挖区爆破规模的限制，有利于提高工效。
光面爆破是在开挖断面的设计轮廓线上布置间距较小、互相平行的炮眼，选用低密度和低爆速的炸药，采用不耦合装药，在主爆区之后起爆，以形成平整轮廓面的一种爆破技术。
又称轮廓爆破或周边爆破。
光面爆破比预裂爆破所受到的夹制作用小，因此孔间距可销大些，药量可小些。
（二）微差爆破
微差爆破是利用毫秒延时雷管，在炮孔之间、排间或孔内以毫秒级的时间间隔（25-50ms），按一定顺序起爆的一种爆破方法，又称为毫秒延时爆破。
微差爆破的特点是各药包的起爆时间相差微小，被爆破的岩块在移动过程中互相撞击，形成极其复杂的能量再分配。
因此具有以下优点：
1、增加了岩石的破碎作用，降低了单位炸药消耗量；
2、能够降低爆破产生的地震效应，防止对井巷围岩或地面建筑造成破坏；
3、减小了抛掷作用，爆堆集中，防止崩坏支架或其他设备，有利于提高装
岩效率；
4、在有瓦斯与煤尘工作面采用微差爆破，可实现全断面一次爆破，缩短爆
破和通风时间，提高掘进速度。
（三）其他爆破技术。
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。
6第六章： 预裂爆破与光面爆破
第六章 预裂爆破与光面爆破
12
定向断裂爆破新技术简介（3）
（1）炮孔切槽爆破
（2）聚能药包爆破
（3）切缝药包爆破
2019/9/16
切缝药包方法
（a）切缝药包 （b）内切槽装药管 1—炮孔壁 2—切缝管内装药 3—切缝管
第六章 预裂爆破与光面爆破
13
武汉理工大学
武汉理工大学
第六章 预裂爆破与光面爆破
主要内容 ：
6.1 预裂爆破 6.2 光面爆破
6.4 预裂、光面爆破工程应用（略） 6.5 定向断裂爆破新技术简介
6.3 光面爆破与预裂爆破应用条件（略）
2019/9/16
第六章 预裂爆破与光面爆破
2
第一节 预裂爆破
爆破开采或开挖都是在有限的范围内需要解决两个同等重要的问题：
爆区之前起爆，从而在爆区与保留区之间形成预裂缝，以减弱主爆区爆破 时对保留岩体的破坏并形成平整轮廓面的爆破技术，称为预裂爆破。
2019/9/16
第六章 预裂爆破与光面爆破
3
预裂爆破成缝的力学条件
①单个炮孔装药爆炸产生的径向压力应小于岩石的动态极限动态抗 压强度，使孔壁不发生粉碎性破坏，即：
压 [动压]
第六章 预裂爆破与光面爆破
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光面爆破的其他相关知识
一
二
三
光面爆破作用机理
光面爆破设计
光面爆破施工
2019/9/16
第六章 预裂爆破与光面爆破
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第五节 定向断裂爆破新技术简介
（1）炮孔切槽爆破
（2）聚能药包爆破
（3）切缝药包爆破
2019/9/16
炮孔切槽及异形钻孔方法
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主要内容 ：
6.1 预裂爆破 6.2 光面爆破
6.4 预裂、光面爆破工程应用（略） 6.5 定向断裂爆破新技术简介
6.3 光面爆破与预裂爆破应用条件（略）
2020/4/30
第六章 预裂爆破与光面爆破
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第一节 预裂爆破
爆破开采或开挖都是在有限的范围内需要解决两个同等重要的问题：
2020/4/30
第六章 预裂爆破与光面爆破
3
预裂爆破成缝的力学条件
①单个炮孔装药爆炸产生的径向压力应小于岩石的动态极限动态抗 压强度，使孔壁不发生粉碎性破坏，即：
压 [动压]
②单个炮孔装药爆炸产生的切向伴生拉应力应小于岩石的动态极限 抗拉强度，使孔壁不产生不定向裂隙，即：
拉 [动拉]
③相邻炮孔在其炮孔连心线上产生的合成拉应力应大于岩石的动态 极限抗拉强度，使相邻炮孔在其连心线上产生定向裂缝，即：
（c） 设置导向孔 （d） 异形炮孔
1 — 炮孔壁
2 — 孔内装药
第六章 预裂爆破与光面爆破
风动潜孔刻槽机示意图 1 圆形机头；2 风动马达； 3 金刚石锯片；4 炮孔
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定向断裂爆破新技术简介（2）
（1）炮孔切槽爆破
（2）聚能药包爆破
（3）切缝药包爆破
2020/4/30
聚能装药及异形药包方法 （a）聚能药包 （b）矩形药包 （c）设置高硬度介质
2020/4/30
第六章 预裂爆破与光面爆破
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预裂爆破与光面爆破的差异
区分:
预裂爆破 A 预裂爆破是在主爆区爆破之前进行； B 预裂爆破是在一个自由面条件下爆破，所受夹制作用很大.
光面爆破
A 光面爆破则在主爆区爆破之后进行； B 光面爆破则在两个自由面条件下爆破，所受夹制作用小。
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第六章 预裂爆破与光面爆破
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预裂爆破施工
A
B
C
钻孔
装药结构
堵塞
当预裂孔与主爆区炮孔一起爆破时：预裂孔应在主爆孔 爆破前引爆，其时间差应不小于75~110ms。
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第六章 预裂爆破与光面爆破
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第二节 光面爆破
光面爆 （Smooth blasting ） 破 沿开挖边界布置密集炮孔，采取不耦合装药或装填低威力炸药，在主 爆区之后起爆，以形成平整轮廓面的爆破作业，称为光面爆破。
第六章 预裂爆破与光面爆破
9
光面爆破的其他相关知识
一
二
三
光面爆破作用机理
光面爆破设计
光面爆破施工
2020/4/30
第六章 预裂爆破与光面爆破
10
第五节 定向断裂爆破新技术简介
（1）炮孔切槽爆破
（2）聚能药包爆破
（3）切缝药包爆破
2020/4/30
炮孔切槽及异形钻孔方法
（a） 炮孔切槽
（b） 炮孔切割槽
1—炮孔壁 2—孔内装药 3—高硬度介质
第六章 预裂爆破与光面爆破
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定向断裂爆破新技术简介（3）
（1）炮孔切槽爆破
（2）聚能药包爆破
（3）切缝药包爆破
2020/4/30
切缝药包方法
（a）切缝药包 （b）内切槽装药管 1—炮孔壁 2—切缝管内装药 3—切缝管第六章 预裂爆破与光面爆破
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合拉动拉
2020/4/30
第六章 预裂爆破与光面爆破
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预裂爆破成缝机理
1）不耦合装药
2）相邻炮孔连心线上应力加强
3）相邻炮孔互为导向空孔
4）同时起爆预裂孔
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第六章 预裂爆破与光面爆破
A B C D
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预裂爆破装药量的确定
三种方法：理论计算法 ，经验公式计算法 和 经验数值法 。
经验公式计算法
①用最有效的方法将既定范围内的岩石进行适度破碎，必要时，再将 破碎后的岩石进行抛掷，以达到一定的工程目的；
②降低爆破对爆破范围以外岩石的破坏（损伤），最大限度地保持岩 石原有的强度和稳定性，以利于爆破后围岩的长期稳定。同时，也 包括降低爆破地震效应对环境的影响等。
预裂爆 （presplitting preshearing ） 破 沿开挖边界布置密集炮孔，采取不耦合装药或装填低威力炸药，在主 爆区之前起爆，从而在爆区与保留区之间形成预裂缝，以减弱主爆区爆破 时对保留岩体的破坏并形成平整轮廓面的爆破技术，称为预裂爆破。
不耦合系数建议
地下隧道及巷道开挖：取 1.5~4； 露天爆破及大型硐库中的深孔爆破：取 2~4。
用于地下隧道爆破
装药量的计算 用于深孔爆破
q0.034 [压 ]0.6[a]0.6 q0.042 [压 ]0.5[a]0.6
式中，q` 为炮孔线装药密度，kg/m； 压 为岩石极限抗压强度，MPa；a 为炮孔间距，m。