隧道光面爆破施工技术论文

底板眼 11 3.6 φ32L=200 12 2.4 26.4 15
合计
114
230.4
炮眼利用率 92%，每循环进尺 3.5m，每循环钻孔钻眼总长度 411m，每循单位体积耗药量
1.04kg/m3（考虑岩石抗爆及其他因素适当增加）。
五、光面爆破施工工艺 1、放样布眼 测量人员使用全站仪，准确定位隧道中线，开挖轮廓线和内轨顶面高 程，标出炮眼位置；利用断面仪，每次放线对上次爆破的断面进行检查， 对测量数据进行处理，及时调整爆破参数，改进爆破效果。 严格按照爆破设计钻孔图进行钻孔，对周边眼孔的钻孔做重点控制， 使误差在 3cm以内；外插角角小于 3。，减少两轮炮之间的台阶；在掌子面 围岩凸凹不平地方，调整钻孔深度，确保炮眼底面在一个平面上。 2、清孔装药
七、龙凤隧道光爆效果分析评价 隧道爆破后对爆破效果要进行检测评价，对于硬质岩隧道光爆质量标 准：（1）爆破后围岩稳定无剥落现象。（2）爆破后围岩扰动深度小于 0.5 米。（3）距掌子面 1 倍洞径处洞内拱顶质点垂直向振动速度小于 12cm/s。 （4）平均线性超挖量小于 10cm。（5）最大成性超挖量小于 20cm。（6）两 炮间按台阶最大尺寸 15cm。（7）炮眼痕迹保存率等于或大于 80%。（8）炮 眼利用率达到 90%以上。龙凤隧道在爆破效果量测上一方面利用莱卡激光 断面仪对爆破开挖后断面进行扫描收集超欠挖数据，对照设计轮廓线进行
时进行数据分析，及时调整爆破参数，确保建筑物安全；洞内建筑物按照
一定频率进行监测，亦根据监测数据及时调整爆破参数，确保构筑物安全。
九、光面爆破质量问题的分析和解决方法
1、分析光面爆破质量问题的重要性
（1）、光面爆破是控制隧道开挖过程中出现超欠挖的有效方法，因此
减少或消除光面爆破过程中的质量问题是提高开挖质量，控制施工成本的
无
32
32
100%
从以上表可知该段光爆效果较好达到光爆质量要求。
八、爆破地震波监测
龙凤隧道施工爆破过程中产生爆破地震波，须要对洞口边坡、洞口不
远处居民房屋和洞内已经施工的衬砌结构等进行检测，确保边坡稳定和建
筑物，构筑物的安全。
在施工中对龙凤隧道的爆破地震波进行监测，通过设置监测点，全程
监测爆破施工，收集爆破地震波传播速度，及时调整爆破参数，使爆破地
11 13
80cm 80cm 80cm
13
11 9
7
7
13 11
5
13
97
11
3
9 7
79
11 13
13 11
13
13
97
1
1
9 11 13 7
13 11
3
3
11 13
97 13 11
1 75cm 1
13
பைடு நூலகம்
9 11
7
3 70cm
70cm
79
11 13
9
7
13
11
13 11
9
13
9
9
9
65cm
9
13
11
根本手段。
（2）、光面爆破质量问题中有些问题影响施工安全，有些影响质量或
施工进度，需要进行细致的研究和分析，找出问题的种类和原因，以有针
对性解决和消除存在的问题。
（3）、光面爆破效果的好坏，直接影响后继工序的施工。喷锚支护、
防水结构、二次混凝土衬砌的施工质量收光面爆破的施工质量影响很大。
2、光面爆破质量问题的解决方法
3、连接起爆网络 起爆采用族式起爆网络。引爆雷管采用绝缘胶布绑扎，网络连接好后 专人负责检查后再起爆。 4、光面爆破施工技术措施 （1）、对爆破人员进行相关培训，并持证上岗，使操作人员充分了解 隧道光面爆破的相关知识，掌握重点，提高其操作的熟练程度。 （2）、采用合理的不偶合装药结构。 （3）、严格掌握内圈眼孔的爆破效果，为周边眼孔的爆破提供爆破临 空面。 （4）、严格控制装药集中度，特别是周边眼孔。为加强眼底岩石的爆 破，眼底适当加强装药。 六、光面爆破施工控制 根据爆破设计参数及设计图在施工中采取措施严格按光爆设计方案 实施。 1、每循环钻爆施工前，由主管技术人员确定围岩的地质情况适当调 整爆破参数，达到最佳爆破效果。 2、为尽量减小开孔误差，每轮炮开钻前由技术室测量组使用全站仪
遂渝线龙凤隧道光面爆破施工技术
摘要：通过在遂渝线龙凤隧道的施工经验，总结和阐述了龙凤隧道施工的 光爆设计、施工控制及体会。 关键词：隧道 光面爆破 施工
一、工程概况 龙凤隧道位于重庆市北碚区辖区内，起止里程为 DIK126+203~DIK131+420，隧道中心里程为 DIK128+811.5，隧道全长 5217 米。隧道进口段设长 911.15m 半径 1800 米曲线，出口段设长 900.23m 半 径 3500 米的曲线，其余为直线，隧道设计行车速度为 200km/h。该隧道 为遂渝线无碴轨道综合试验段项目之一。 隧道处于岩溶低山峡谷，基岩裸露，山势险峻，出露地层为三叠系上 统须家河组泥质粉砂岩、页岩、碳屑石英砂岩夹煤层，三叠系中统蕾口坡 组白云岩、灰岩夹页岩，岩溶角砾岩。全隧道以Ⅱ、Ⅲ级围岩为主，设计 采用复合衬砌，全封复合衬砌及抗水压衬砌等。 二、施工方案选择 根据龙凤隧道围岩情况及工期要求，隧道Ⅱ、Ⅲ级围岩采用全断面开 挖，钻孔采用门架式凿岩台车结合 YT28 风动凿岩机钻孔爆破，仰拱超前， 拱墙衬砌利用液压钢模台车一次浇注成型。 三、隧道光面爆破的意义及光爆效果的影响因素 隧道实施光面爆破使隧道轮廓符合设计断面要求，围岩保持稳定，为
围岩级别
II 级围岩 III 级围岩
炮眼间距 E/cm
55—70 45—65
最小抵抗线 W/ cm
60—80 60—80
（3）光面爆破抵抗线计算 光面爆破炮眼间距与最小抵抗线之经取 0.8 即 E/W=0.8 即：
－3－
W=1.25E
（4）光面爆破单孔装药量计算
QK=1/4π2·d i 2·β·L·ρ0 （5）根据以上计算公式确定龙凤隧道Ⅱ、Ⅲ级围岩周边眼采用φ25
小直径药卷，光爆施工参数为：不偶合系数 D=1.68，周边眼距 E=60cm，
周边最小抵抗线 75cm，E/W=0.8，龙凤隧道Ⅱ、Ⅲ级围岩爆破光面参数表
及设计图如下：
13 13 13 13 13
60cm 13
13 75cm
11
11
11
13
11 11
80cm
9
13
9
7
9 7
13
11
13
9
11
13
9 7
－6－
精确测设，开挖线及钻爆眼位，特别是对周边眼严格控制；标定好钻孔方 向角度，以使凿岩作业时司钻人员掌握好炮钎方向。
3、龙凤隧道采用 18 台 YT28 风钻同时进行钻眼作业，钻眼分工负责， 位置固定，建立眼位负责制，在图上标定出当班司钻人员姓名，并对照检 查，实行奖罚制度，谁钻眼出现偏差由谁负责，提高司钻人员责任心，确 保掏槽眼口间距误差及眼底间距误差不大于 5cm，辅助眼排距行距误差不 大于 10cm，周边眼位置在设计断面轮廓上误差不大于 50cm，眼底不超出 开挖面轮廓线 10cm，内圈炮眼至周边眼排距误 差不大于 5cm。
5
3.7 φ32L=200 14 2.8 14 1,3 高爆力装药
掘进眼 38 3.6 φ32L=200 12 2.4 91.2 5,7,9
内圈眼 22 3.6 φ32L=200 11 2.2 48.4 11
二合眼
6
3.6 φ32L=200 11 2.2 13.2 13
周边眼 31 3.6 φ25L=200 8 1.2 37.2 13 间隔装药
13
15
13 13
15
13
13
13
13 15 15
15 15 15
15 15 15 15
60cm 60cm
Ⅱ、Ⅲ级围岩开挖爆破设计图
－4－
Ⅱ、Ⅲ级围岩爆破参数表
眼数 眼深 炮眼名称 （个） m
药卷规格 (mm/个)
每孔 每孔 共计 卷数 药重 药重 （个） （kg） (kg)
雷管 段别
备注
空眼
1
掏槽眼
D=dk/di= 据围岩特点：
(1-a)(ρ0–[σc]1/r+a
掏 槽 眼 、 扩 槽 眼 、 掘 进 眼 、 底 眼 选 不 偶 合 系 数 D 为 1.31
（dk=32mm,di=42mm）;
周边眼选不偶合系数D为 1.68（dk=25mm,di=42mm）;
（2）光面爆破周边眼间距 E
E=54.2976Kp·di
质量问题
原因分析
解决方法
残眼少的 超欠挖
1、光面层薄； 2、周边眼孔装药密度过大； 3、内圈眼孔距离边眼过近或装药密度 过大；
1、加大边眼间距； 2、减少边眼装药密度； 3、增大内圈眼与边眼间距或减少装药 密度；
－9－
1、周+边眼距离开挖轮廓线过远； 上部欠挖 2、外插角过大； 底部超挖 3、底部装药量过大；
－2－
气间隔装药。
为确保爆破对周边围岩的扰动小，且爆破有效，必须严格控制周边
眼的装药量，采用合理的装药结构，间隔空气装药。这是围岩光面爆破形
成的重要条件。
1、龙凤隧道Ⅱ、Ⅲ级围岩光爆设计
龙凤隧道Ⅱ、Ⅲ级围岩实施全断面光爆施工，根据光面爆破岩石爆
炸力学计算方法计算龙凤隧道爆破设计参数。
（1）光面爆破不偶合系数 D
－7－
电脑制图分析。另一方面爆破后专人进行隧道围岩稳定情况检查及炮眼眼
痕保存率进行统计，确定是否达到光爆效果，如光爆效果不好及时分析原
因，调整爆破参数，提高光爆质量。
经过施工过程严格控制，龙凤隧道光爆质量取得较好效果，现就龙凤
隧道具有代表性 DIK129+400~DIK129+500 段，100m 合计 32 个钻爆循环光
－5－
装药前用Φ20 小钢管套风管将眼孔内的随石屑用高压风吹出后，按 照钻爆设计图分组进行装药，所用雷管必须和设计图的眼孔一致。炮孔堵 塞采用专用炮泥进行堵塞，边眼长度不小于 20cm,其余孔位不低于 40cm。 周边眼孔必须采用竹条将分段的炸药置于孔内，导爆索起爆，保证间隔装 药和边眼同时起爆。
1、周边眼孔装长度过短； 超挖过大 2、光面层薄；
3、石质破碎；
冲天炮 盲炮
1、堵塞不密实； 2、炮眼间距过大； 3、掏槽效果不好； 4、炮眼与工作面夹角过大 1、雷管爆力不足或未爆； 2、塑料导爆管壁破损；
爆效果主要指标收集，整理进行统计，结果如下表。
龙凤隧道 DIK129+400~+500 段光爆效果检查统计表
序号
检查项目
技术标准
检查次 数
合格次 数
合格率
1
炮眼残留率
大于 80%
32
28
87.5
岩面平均线性超
2
小于 10cm
32
挖
26
81.3
3 围岩扰动深度 小于 50cm
32
30
93.8
4
炮震裂隙
1、隧道围岩地质构造影响 根据有关研究表明工程地质状况对光面爆破效果影响极大，在相同爆 破条件下 f 值越高，整体性越好，光爆效果越好，反之则光爆效果较差。 2、炸药种类及装药方法影响 要实现光面爆破，应选用爆速低，密度小，爆力大的炸药。炸药采用 小直径药卷增大不偶合系数。装药集中度应控制在 0.04~0.41kg/m，过大 易破坏光爆壁面，过小则爆不下来。 3、爆破起爆顺序、起爆方法及装药结构及堵塞质量影响 4、钻机类型及布孔、钻孔精度影响 钻机尺寸大小直接影响到周边眼的外插角在两排炮眼衔接处是否能 够连通，不形成台阶。钻孔时尽量减小开眼误差及钻眼角度误差。 四、龙凤隧道Ⅱ、Ⅲ级围岩光面爆破方案设计 光面爆破参数的选择与隧道所在的地质条件有关，且与爆破物品的 品种和性能有关；同时还与采用的装药结构和起爆方法、隧道开挖断面的 形状和尺寸有关。龙凤隧道主要为II、III级围岩，开挖断面为 80.5m2， 采用 2 号岩石乳化炸药，火雷管和非电毫秒导爆雷管起爆，周边眼采用空
4、钻眼完毕，按炮眼布置图检查，并做好记录，不符合要求要重新 钻眼，经检查合格才能装药。
5、 装药前进行凤压清孔，装药在现场领工员监检下进行装药作业， 周边眼药包由专职人员加工按照爆破设计进行不偶合空气间隔装药，炮孔 堵塞长度不小于 20cm。最后炮孔网路连线仔细检查，不漏连，错连，确 保起爆网路符合设计要求。
震波控制在国家规定和设计要求的地震波传播速度以内。
－8－
①、根据建筑物的抗震级别，设定最大振动速度，不允许爆破地震波
引起的振动速度超过规定的限值。
②、确定具体的保护目标。在接近洞口的建筑物处和洞内需要监测的
构筑物处设置合理监测点进行监测、使监测数据能够准确放应被监测目标
的真实振动情况。
③、在洞口爆破施工过程中，对每次爆破产生的地震波进行监测，及
－1－
后续支护衬砌施工创造舒适安全的条件，大大减少了岩石超挖量、出碴工 作量、及砼回填量，提高了施工速度，降低工程成本。
光面爆破作用机理是炸药爆破时产生的冲击波和高温高压气体作用 在眼壁上，炮眼周围的岩石受到强烈压缩而破碎与此同时形成的压缩应力 波向四面八方传播，最后形成相互作用的爆破漏斗，当爆破参数选取合理 隧道外轮廓面将形成连续的光滑壁面。影响光面爆破效果有以下因素。