浅谈隧道光面爆破技术.docx

隧道光面爆破技术隧道爆破的特点（1）只有一个自由面（临空面）；（2）炮眼深度受到一定限制这是与隧道围岩条件、打眼机械工具、爆破技术等有关系；（3）受隧道围岩条件的控制爆破参数主要取决于围岩级别；还取决于开挖方法与断面大小；（4）钻孔、装药、引爆都在较恶劣的条件下进行；（5）隧道爆破、炮眼比较集中1.5-2个/m2；（6）多采用类比法设计计算简单。不象洞室爆破、拆除爆破等要进行较复杂的计算和药包的布置。1、光面爆破的特点1.1隧道成形规整应力分布均匀有利于围岩稳定从而提高围岩自承能力。1.2对围岩的扰动范围小相应的炮震裂缝少从而增加施工安全性。1.3光爆成形规整有利于施作锚喷支护。1.4节约材料降低工程造价。尤其是减少超欠挖可大大减少衬砌砼超灌量。2、光面爆破的作用原理炮眼中炸药爆炸时对围岩产生两种作用一种是爆炸产生的高温高压气体膨胀过程对围岩的静压和尖劈作用这种作用时间较长一般为几至几十毫秒；另一种是炸药爆炸瞬间的冲击波对围岩动压作用这种作用的时间较短但作用比静压作用猛烈。一般爆破中冲击波动压的作用是主要的。光面爆破就是人为地采取技术措施减弱动压对炮眼周壁岩石的冲击作用而使高压气体产生的静压作用成为主导。如果相邻的炮眼间距适当爆炸时爆炸气体将在炮眼连线方向产生较大的集中应力作用于这个方向的眼壁上由于岩石抗拉强度远远低于抗压强度于是沿相邻眼连线方向眼壁出现裂缝而爆炸产生的高压气体形成的尖劈作用使既成裂缝进一步扩展最终形成规整的破裂面。控制并减弱爆破冲击波动压作用的主要技术措施是：a、采用小直径药卷。使不偶合系数大于1爆破时有一定的缓冲作用动压大为降低。b、采用缓冲装药结构。包括不偶合药包连续装药结构和偶合药包间隔装药结构。c、控制每米炮眼长度的装药量并均匀分布于炮眼内。d、采用爆速低、猛度小、低密度的炸药。3、光面爆破的质量标准3.1周边轮廓基本符合设计要求岩石壁面平整隧道壁面起伏在15~20cm以内。3.2周边炮眼痕迹保存率：硬岩≥80%、中硬岩≥60%。3.3爆破后的保留的半眼壁面上无粉碎和明显新生裂缝对围岩破坏轻微。3.4爆破后大的危石、浮石较少。4、光爆参数的选择4.1、周边眼孔距（E）及抵抗线（W）4.1.1孔距（E）：可选350~700mm左右。当围岩软弱、节理裂隙发育或隧道跨径小时选350~500mm；中等硬度岩石选450~650mm；岩石坚硬完整时选550~700mm。4.1.2抵抗线（W）：通常为450~800mm。当岩石软弱时选450~600mm；中等硬度岩石选600~800mm；岩石坚硬完整时取600~800mm。4.1.3密集系数（M=E/W）：一般取M=0.5~1.0软岩取M=0.5~0.8中硬岩取M=0.7~1.0硬岩取M=0.7~1.0M值软岩取小值、硬岩及断面小时取大值。4.2炮孔深度（L）值的确定：根据围岩情况、钻孔设备、掏槽方式等确定。4.2.1炮孔深度的区分：浅孔爆破：L＜1.8m；中孔爆破：L=1.8~2.5m；深孔爆破：L＞2.5m。4.2.2孔深一般不宜小于1.2m因为眼孔较浅时爆炸气体很容易从孔口释放出去。4.2.3孔深也不宜太深当钻孔外插角一定时周边孔越深超挖越大。4.2.4采用楔形掏槽时其炮眼深度L可考虑为：L=（0.4~0.6）B式中—B为断面宽度4.3炸药及装药结构的选择4.3.1炸药：宜采用低爆速、低猛度、低密度炸药。4.3.2装药结构：宜采用小药卷不偶合装药及空气间隔装药结构孔口用炮泥堵塞改善爆破效果。a、小直径药卷径向空气间隔连续装药。药卷直径为20~25mm用塑料扩张管套在两药卷接头处使药卷能置于炮孔中心。为克服炮眼底部岩石夹制力在炮孔底部装半卷Φ32mm药卷作起爆药卷。b、普通标准药卷（Φ32mm）空气间隔装药。一般每半个药卷一个间隔药卷用导爆索串起来一次起爆。c、小直径药卷空气间隔装药此装药结构可减弱对围岩的破坏作用适合于软岩。4.3.3不偶合系数：炮孔直径d与药卷直径Φ之比叫做不偶合系数（又叫缓冲系数）。当炮孔直径d=62~200mm时不偶合系数取2~4；炮孔直径为34~45mm时不偶合系数取1.5~2。4.3.4装药量：光面爆破周边眼装药量应严格控制否则将完全达不到光爆的效果。a、单孔光面爆破经验装药量计算式：g=（E+W）L*10Rb式中：g—单孔装药量（g）E—孔距（m）W—抵抗线（m）L—孔深（m）Rb—岩石抗压强度（MPa）b、光爆装药集中度（q）：q=g/L=（E+W）*10*（Rb）1/2（g/m）c、“隧规”中光爆装药集中度（q）参考值：软岩q=0.07~0.12（kg/m）；中硬岩q=0.15~0.25（kg/m）；硬岩q=0.3