四、隧道光爆要点

四、光面爆破施工要点在隧道爆破施工中，首要要求是开挖轮廓与尺寸准确，对围岩扰动小。

采用光面爆破能使开挖轮廓与尺寸准确，对围岩扰动小，大大地减少了超欠挖，安全、经济。

早在1979年就在衡广复线坪乐段大瑶山等11座隧道开挖施工中全面推广应用光面爆破技术，取得很大成功，并创造了大断面深孔掏槽技术和全断面深孔光面爆破技术，并在全国进行推广应用。

1隧道光面爆破技术1.1隧道光面爆破的特点与标准（1）特点光面爆破是通过正确确定爆破参数和施工方法，尤其是正确选择周边眼的钻爆参数与装药结构，周边孔爆破是在设计断面主爆体爆破之后最后同时起爆，使爆破后的围岩断面轮廓整齐，最大限度地减轻爆破对围岩的扰动和破坏，尽可能地保持围岩的完整性和稳定性的爆破技术。

（2）主要标准开挖轮廓成形规则，岩面平整；围岩岩壁上保持50%以上的半边炮眼痕迹，无明显的爆破裂缝；超欠挖符合规定要求，围岩无危石、无坍塌等现象。

（3）光面爆破的优越性对围岩的扰动小，又尽可能保存围岩自身原有的承载能力，从而改善了初期支护和衬砌结构的受力状况，可以减小初期支护强度。

由于围岩岩壁圆顺平整，减少了应力集中和局部落石现象，是隧道防坍的有力措施，从而增加了施工安全度，减少了超挖和回填量，能节省大量混凝土，降低工程成本，加快施工进度。

光面爆破可减轻振动和保护围岩，所以它是山岭隧道、城市市政隧道、地铁隧道等有效的开挖爆破方法。

1.2隧道光面爆破的主要参数隧道光面爆破主要参数包括：周边眼的间距（E），周边眼的抵抗线（W）（即周边眼至内圈眼的距离）、周边眼密集系数（K=E/W）和装药集中度（线装药密度）等。

同时，应根据爆破器材，选择周边装药结构和安排起爆雷管。

影响光面爆破参数的因素很多，主要有岩石的可爆性、炸药品种、一次爆破的断面大小、断面形状、凿岩设备、钻孔直径和深度等，其中影响最大的是地质条件。

光面爆破参数的选择，通常采用简单的计算并结合工程类比法加以确定，在初步确定后，一般可在现场爆破实践中加以修正改善。

（1）周边炮眼间距E在不偶合装药的前提下，光面爆破应满足炮孔内静压力小于爆破体的极限抗压强度，而大于岩体的极限抗强度的条件。

“此据理论”，按以下公式确定E值。

E≤[σc]/[σp]≤Kidd——炮眼直径，cm。

[σc]——岩体极限抗压强度，Mpa。

[σp]——岩体极限抗拉强度，Mpa。

E——周边眼间距，cm。

实施施工中，取得经验数据作为设计参数，一般Ki=10-18，即E=（10-18）d；当炮眼直径为φ32mm-φ40mm时，E=35cm～70cm。

也可以在两个炮眼间增加导向空眼，导向眼到装药眼间的距离一般控制在40 cm以内，才能取得效果。

此外，还应注意炸药品种与药卷直径对E值也有影响。

（2）周边眼抵抗线W与装药密集系数K。

周边眼的间距E与周边眼的最小抵抗线W有着密切关系，通常以周边眼的密集系数K表示，K=E/W，其大小对光面爆破效果有较大影响。

必须使应力波在两期相邻炮眼间的传播距离小于应力波到临空面的传播距离，即E<W（“理论”）。

实践表明，K=0.8较为合适，也可考虑K=0.9。

周边眼抵抗线W一般取 55～80cm。

（3）周边眼装药量周边眼装药量通常以线装药密度表示。

恰当的装药量应是既具有破岩所需的能量（不留残眼），又不造成围岩的过度破坏。

设计时应根据孔距、抵抗线、石质和炸药种类、装药结构综合考虑确定装药量（装药集中度q,kg/m）。

（4）装药种类、装药集中度与装药结构使用低爆速、低猛度、低密度、高威力传爆性能好的炸药。

采用不偶合装药结构。

不偶合装药系数（为炮孔直径与药卷直径之比），不偶合装药系数最好大于2。

但应注意药卷直径不小于该炸药的临界直径，以保证传爆。

小于时，会拒爆。

当采用不偶合装药时，一般使用小药卷连续装药或也有使用间隔装药的。

当采用标准药卷时，不偶合系数小于2，往往采用间隔装药。

此时，相邻炮眼所用的药卷位置应错开，以充分利用炸药效能。

严格掌握与周边眼相邻的内圈眼的爆破效果，为周边眼爆破创造良好的临空面。

周边眼应尽量做到同时起爆。

严格控制装药集中度，间隔装药与小直径药卷都是为此目的而采用的。

为克服眼底岩石的夹制作用，通常在眼底需加强装药，尤其是深孔爆破。

但总的装药量不变。

光面爆破参数表2 钻爆施工钻爆施工是把钻爆设计付诸实施的重要环节，包括钻孔、装药、堵塞和爆破后可能出现的问题处理等。

隧道爆破通常都要求每一循环进展尽可能大，但在很多情况下，往往由于过高地估计爆破效果而带来一些困难。

因此，在施工设计中，不但要了解实际掘进速度的可能性，而且还要注意开挖方法。

2.1开挖方法隧道施工方法的选用，应根据工程地质和水文地质资料，结合设计断面大小、支护类型、隧道长度、工期要求等因素综合研究确定。

当采用钻爆法施工时，一般选用全断面法、台阶法等。

铁路隧道从施工进度考虑，在岩层完整、岩石较坚硬时，即围岩为Ⅰ～Ⅱ级，部分为Ⅱ～Ⅲ级，以采用全断面爆破掘进为宜。

这种方法施工工作面空间大，能充分发挥机械效能，适合于大型机械作业；工序少、便于施工管理与施工组织；开挖断面大且一次成型，有利于采用深孔爆破。

该法要求机械化程度高，各工序紧密配合。

当隧道高度较大而又无大型凿岩台车时，或者围岩不允许全断面开挖时，可用台阶法开挖施工。

当地质条件比较软弱，涌水量较大或缺乏全断面开挖机具时，可采用分步法开挖。

全断面开挖法，爆破只有一个临空面。

分步开挖要充分利用已形成的临空面。

起爆顺序：靠临空面的炮眼先起爆，依次由下向上，由里向外爆破。

2.2钻眼目前，在隧道开挖施工中，广泛采用的钻孔设备为凿岩机（手持式风钻、液压钻）和钻孔台车全液压钻机。

土办法是台架打眼。

也有采用“人机套打”开挖大断面隧道。

“人机套打”，在地质条件好，台车开挖与人工手持式风钻台架相配合，长短炮眼结合，达到更好的光面爆破效果。

施钻前由专门测量人员根据设计在掌子面布孔，必须标出掏槽眼和周边轮廓，严格按照炮眼的设计位置、深度、角度和孔径，定人、定位进行，多台钻机作业。

应注意防止炮眼交叉打穿，炮眼总数不小于设计的90%，掏槽炮眼位置误差不大于5cm。

如果出现大的偏差，应废弃重钻，切实保证钻孔质量。

注意掌握周边眼的外插角，太大超挖大。

太小造成欠挖或造成下一循环“作业净空”不够。

“作业净空”指无论手持式风钻，还是液压重型钻机，其在作业时，打眼工具要占一定的位置。

还要注意，平行打眼，同时注意掌子面明显不平整时，应调整炮眼的孔深，使炮眼底在一个平面上。

2.3装药在装药之前，应清孔，将炮眼残碴，积水清除，并检查炮眼位置、深度、角度是否满足操作要求（按设计与打眼误差一并考虑），装药时严格按照设计装药量进行装药，“起爆药卷”（装有起爆雷管的药卷）按设计起爆顺序和雷管段别安排，“对号入座”。

隧道爆破中，常采用的装药结构：掏槽炮眼：连续装药，尽可能采用接近于1的不偶合系数，即偶合装药。

辅助炮眼：连续装药，不偶合系数采用1.3～1.5。

周边炮眼：小直径药卷连续装药，不偶合系数宜为2；间隔装药，不偶合装药系数1.5～2.0之间。

当岩石很软时，围岩Ⅳ～Ⅴ需要爆破时，也可以用导爆索装药结构代替炸药药卷进行装药。

目前，还是人工装药为主，机械装药卷机装药正在推广。

连续装药结构按照雷管在炮孔中的位置不同又可分为正向起爆、反向起爆和双向起爆三种起爆方式。

实践表明，将起爆雷管装在孔底部位，反向起爆，有利于克服岩石的夹制作用，能提高炮眼利用率，减小岩石破碎块度，减小大块率。

现在一般都采取这种方式起爆。

隧道周边眼间隔装药时，往往常用正向起爆方式，即从孔口向孔底方向起爆。

2.4堵塞隧道爆破所使用的炮眼堵塞材料一般为砂子和粘土混合物，其比例大致为砂子50%～40%，粘土50%～60%，堵塞长度视炮眼直径为定，一般不能小于20cm，炮眼直径在45cm以上时，不小于45cm。

堵塞可采用分层人工捣实法进行。

炮泥机应广泛使用。

国外，也有使用聚乙烯塑料块做堵塞材料的。

2.5起爆起爆网路必须保证每个药卷按设计的起爆顺序和起爆时间起爆。

采用导爆管起爆法，联结方法必须正确，簇联每束不超过15根导爆管，为了“准爆”可以使用双雷管起爆。

所有联结雷管都必须使用即发雷段（即毫秒管Oms）。

起爆网路的雷管，采用电雷管引爆网，电力起爆地点必须在安全地点（一般300m以远）。

2.6瞎炮的预防与处理放炮时，炮眼内的装药未发生爆炸，雷管未爆炸，俗称“瞎炮”。

（1）瞎炮的预防1）爆破器材要妥善保管，严格检验，禁止使用技术性能不符合要求的爆破器材。

2）防止导爆管破裂或拉断，防止油、水、泥砂进入导爆管口段。

3）防止爆破器材在有水的工作面被水浸泡，避免爆破器材受潮。

4）同一串联支路上使用的电雷管，其电阻差不应大于0.8欧姆，重要网路不超过0.3欧姆。

5）提高爆破设计质量。

设计内容包括炮孔布置、起爆方式、延期时间、网路敷设、起爆电流、网路检测。

6）提高操作质量。

电力起爆要防止漏接、错接和折断脚线，网路接地电阻不得小于1×105欧姆，并要经常检查开头和线路接头是否处于良好状态。

要防止炸药卷连续装药时，药卷之间有堵塞物如泥砂、岩屑等；药卷之间要“紧接”，其间隔超过殉爆距离时，会产生瞎炮。

（2）瞎炮的处理1）经检查确认炮眼的起爆线路完好时，可重新起爆。

2）打平行眼装药起爆。

平行眼距瞎炮孔口不得小于30cm。

为确保平行眼的方向允许从瞎炮口取出长度不超过20cm的填塞物。

深孔与超深孔，不宜采用此法处理瞎炮。

3）用木制、竹制或其它不发生火星的材料制成的工具，轻轻将炮眼内大部分填塞物掏出，用聚能药包诱爆。

4）瞎炮应在当班处理。

当班不能处理或未处理完毕，应将瞎炮做上记号，在现场交接清楚，由下一班继续处理。

2.7隧道爆破质量检验标准（验收标准有规定，以标准为准）隧道爆破质量直接影响隧道施工安全、掘进进度和经济与环境效益。

爆破时，围岩的破坏范围过大，将造成坍方，将威胁到施工安全；石块块度过大，将影响装运速度，甚至还需二次爆破处理装运不走的巨石；眼底不平，炮眼利用率不高，会影响掘进速度；光爆效果不好，超挖过大，则是造成经济效果不好的直接原因。

根据长期的经验，考虑到铁路隧道施工机械设备与施工技术和管理现状，一般采用下列质量检验标准来检验隧道爆破效果。

隧道爆破质量检验标准上表注：以上标准系浅孔2m～3m炮孔深的隧道爆破质量标准。

对于3m-5m 炮孔深的深孔爆破，其质量标准要求有所不同，主要是平均和最大线性超挖允许大一些，两炮衔接台阶尺寸也允许大一些。

隧道光面爆破有许多被实践证明了的优越性，如果真正把光面和预裂爆破实施起来，效果肯定好，设计简单，操作并不复杂，安全性好，经济性好，环保性好。

但是，理解起来容易，讲起来容易，真正做到就不容易了，关键在于管理！。