第五章_光面爆破技术PPT课件

• 光面爆破时由于采用不耦合装药，药包爆轰后， 炮眼壁上的压力显著降低。此时药包的爆破作用 为准静压作用。当炮孔压力值低于岩石动抗压强 度时，在炮眼壁上就不致造成“压碎”破坏。
• 这样爆轰波引起的应力波和凿岩时在炮眼壁上造 成的应力状态相似，只能引起少量的径向细微裂 隙。
邻孔和空孔的 导向作用
图5—2 光面爆破时炮眼连心线破裂面的形成 （a）炮孔装药情况；（b）先爆炮孔对相邻炮孔的影响；（c）光面的形成
• 光爆层的厚度还与岩石的性质和地质构 造等因素有关。坚硬完整的岩石，光爆 层宜薄一些；而松软破碎的岩石，光爆 层宜厚一些。
（二）炮孔密集系数
• 光爆层厚度w与周边孔的间距a有着密切的关系， 可用两者的比值K＝a/W来表示，K称为周边孔 （光爆孔）的密集系数。 K值过大时，爆破后 可能在光爆孔间留下岩埂，造成欠挖，达不到 光面爆破效果；反之m值过小时，则会在新壁 面造成凹坑，可能出现超挖。
• 实践中多取最小抵抗线大于孔距，具有小孔距、 大抵抗线的特点，尤其在坚硬岩石中密集系数 皆小于1。这样，可使反射拉伸波从最小抵抗 线方向折回之前造成贯穿裂缝，隔断反射拉伸 波向围岩传播的可能，减少围岩破坏。
二、光面爆破的基本原理
• 光面爆破的实质是沿开挖轮廓线布置间距减小 的平行炮眼，采用特殊的装药结构，在这些光 面炮眼中进行减少药量的不耦合装药，选择合 理的光爆参数，然后同时起爆。
• 爆破时，沿这些炮眼的中心联接线破裂成平整 的光面。
• 比如在巷道掘进设计断面的轮廓线上布置加密的 周边孔，减小药包直径，减少装药量，配套采用 不耦合装药结构，采用低密度和低爆速的炸药， 甚至专用的光面爆破炸药（小直径、低猛度、低 爆速2000~3000m/s），以控制炸药爆炸能量及其 作用，降低爆炸冲击波的峰值压力，削弱它在岩 石中引起的应力波强度，避免在炮孔周围产生压 碎区，而使爆破作用集中到需要爆落的一侧岩体 上，减弱对原岩体的破坏作用。
• 采用光面爆破，围岩的壁面平整，危石少，撬 顶工作简单，减轻了表面应力集中现象，避免 局部冒落，增进了围岩的稳定和施工安全，并 为喷锚支护的使用创造了有利条件。
• 光面爆破的优点在完整岩体中十分明显，可以直 观地感到爆破后的开挖面光洁平整，岩体完整， 爆破裂隙不发育，给人以安全感。
• 但是，在松软的岩石中，特别是在一些不均质的 岩体和构造发育的岩体中采用光面爆破在减轻围 岩的破坏，减少超挖以及避免产生冒顶等方面， 仍起到很大作用
• 一、光面爆破的特点 • (1)爆破后成型规整，符合设计轮廓，特别在
松软岩层中更能显示出光面爆破的作用。 • 光面爆破后通常可在新形成的壁面上残留清晰
可见的半边孔壁痕迹。
• （2）光面爆破可以大大减少巷道的超挖 量，提高施工质量，加快施工进度，节 省大量的混凝土衬砌浇筑量。
• （3）光面爆破对围岩的破坏要轻微得多。根 据声波探测表明，采用光面爆破时，围岩松弛 带的范围只是常规爆破方法的1/3~1/2，从而 提高了围岩的稳定性，减少了支护工作量；
光面爆破在隧道掘进建设中的应用
光面爆破在铁路隧道建设中的应用
光面爆破在公路隧道建设中的应用
• 对掘进巷道来说，爆破顺序是掏槽、崩 落，最后周边眼光面爆破。
• 在巷道掘进中采用光面爆破具有以下优 点：
• ①光爆锚喷施工质量好，减少了围岩的 位移、松动和破坏，增加了安全性。
• 唐山地震后，曾对开滦煤矿井下4515m光 爆锚喷巷道作了震后检查，完好率达95%。
• 如果最小抵抗线过大，光爆层将不能很好地破 碎下来，甚至产生大块或留底根；
• 如果最小抵抗线过小，在反射波作用下，可能 导致围岩破坏，影响光爆效果和围岩的稳定性， 甚至产生超挖形成凹凸不平的壁面。
把光爆层岩石看作类似露天台阶爆破，
可以采用以下经验公式来确定最小抵抗线W，
W qb C•S•Lb
• 特别是光面爆破与锚喷支护相结合后，已成为 井巷工程中一项重大技术改进。
图5—2普通爆破和光面爆破的效果 (a)普通爆破(b)光面爆破
云南元磨高速公路隧道光面爆破
三峡工程建基岩水平光爆
湖北清江水布垭水电站高边坡爆破与开挖
广西龙滩水电站高边坡爆破与开挖
三峡工程临时船闸爆破与开挖
圬工砌拱
• 一、光面爆破主要爆破参数的确定 • 主要爆破参数有：最小抵抗线、炮孔密
集系数、不耦合系数、线装药密度、孔 距和起爆Leabharlann Baidu差等。
（一）最小抵抗线W
• 光爆层是指周边炮孔与最外层主爆孔之间的一
圈岩石层。（全断面一次开挖成型和预留光面 层） • 光面层厚度或周边眼（光爆孔）到邻近辅助眼 间的距离，是光面眼（光爆孔）起爆时的最小 抵抗线，一般它应大于或等于光面眼间距。
• ②减少超挖、节约材料，降低了成本。 • 根据徐州矿务局统计，成本大约降低30%。 • 据大秦线铁路施工统计，在19km隧道掘进中，
如每循环超挖10cm，则相当于多挖1km相同断 面隧道；全国每年各类巷道进尺约5000km，相 当于多挖250km，浪费10多亿元。
第一节 光面爆破技术的特点和
基本原理
第五章 光面爆破技术
• 瑞典从20世纪50年代开始，率先研究一 种能按设计轮廓线爆破岩体，使巷道周 壁或开挖面平整，并使围岩不受明显破
坏的控制爆破技术，即光面爆破技术。
美国、加拿大等国也相继进行了研究。
• 我国自1970年以来，在矿山、水利、地下工程 中获得了广泛应用光面爆破技术，至今成为控 制开挖轮廓线的主要爆破方法之一。
式中 W——光爆层厚度； qb——炮眼内的装药量； S——炮眼间距； Lb——炮眼长度；
C——爆破系数，相当于炸药单耗值。
• 光爆层的厚度还与巷道开挖断面的大小有关， 大断面巷道的顶拱垮度大，光爆孔所受到的夹 制作用小，岩体比较容易崩落，此时，光爆层 厚度可以大一些。小断面巷道的光爆孔受到的 夹制作用大，其厚度宜小一些。
• 与普通爆破相比，光面爆破的主要优点是：岩壁 面光滑平整，围岩稳定，其爆破后壁面光滑、平 整。
• 目前对光面爆破的质量要求尚不统一，一般应要 求：周边轮廓尺寸符合设计要求，壁面凸凹度不 大于200mm；眼痕率：软岩＞55%，中硬岩石≥65%， 坚硬岩石≥75%。
第二节 光面爆破的参数和施 工技术