石英砂岩隧道光面爆破控制设计

1、石英砂岩隧道光面爆破控制摘要:本文以三淅高速公路郭家湾1号隧道为例，简述石英砂岩隧道光爆效果的要求与影响因素，并对光爆设计与控制措施进行了总结，有效控制隧道的超欠挖，减少了爆破对围岩的扰动，加快了掘进速度，控制施工成本，取得较理想的爆破效果，对针对此类围岩隧道光爆设计及钻爆管理能起到一定的指引作用。关键词:石英砂岩隧道; 光面爆破; 控制郭家湾1号隧道所在地位于卢氏县横涧乡，隧洞进出洞口无道路通往，交通条件不便利。隧道为小净距隧道（测设线间距：进口28.44m，出口25.41m）。隧道围岩质量一般，围岩自稳能力较强，绝大多数为石英砂岩，无地下水。隧道采用双洞单向行车双车道（上下行分离）形式，设

2、计时速80km/h，单心圆曲墙断面，复合衬砌结构，最大开挖宽度达13.2m。隧道明洞结构为现浇钢筋混凝土等截面直墙式衬砌结构，暗洞衬砌结构按新奥法原理，采用复合式支护结构形式，初期支护以锚杆、钢筋网、钢格栅及喷射砼组成联合支护体系，二次衬砌采用模注防水砼结构，初期支护与二次衬砌结构之间设防排水夹层。1工程概况1.1工程简介郭家湾1号隧道左洞全长600m，右洞全长586m，是本标段隧道群中最长的隧道，也是本标段控制工程；隧道级围岩250m，级围岩251m，级围岩353m，级围岩296m。1.2工程 HYPERLINK /class_free/119_1.shtml 地质隧道隧址为冲沟斜坡地形和低

3、山陡坡地形，地形起伏变化大，切割较深，地形陡峭，为深切割构造剥蚀堆积地貌；隧址所在山体植被总体较发育，多为乔木，其余为灌木。隧道穿越地段按围岩分级划分为、级围岩。级围岩岩质新鲜、坚硬、裂隙欠发育，岩体为块状结构，围岩稳定。级围岩岩质弱风化，裂隙较发育，多薄层结构，围岩基本稳定。级围岩裂隙发育，岩体为破碎结构，围岩稳定性差，易掉块。 隧道开挖采用钻爆法开挖，为保证开挖轮廓成型质量，岩面平整，减少围岩扰动，增强围岩的自身承载能力，保护围岩不被破坏，减小安全隐患，因此,在郭家湾1号隧道施工中采用光面爆破技术。 1.3施工方案基本情况1.3.1开挖断面大小。级围岩断面积为52m2，每循环需10小时，进

4、尺2.70m，采用台阶法开挖。、级围岩断面积为42m2，每循环需8小时，进尺2.70m，采用全断面开挖。1.3.2施工设备配备。郭家湾1号隧道施工中，采用工字钢、钢管、钢筋等焊接自制成钻孔台架，台架上安装有高压风、钢管、通用闸阀、连接风钻、照明配电盒及照明灯具，可以供15台风钻同时钻眼施工。 HYPERLINK /class_free/148_1.shtml 机械排险后，用装载机将台架抬至工作面，只需5分钟即可就位。就位后，人工在台架的各个区域排险，互不影响，紧接着测量放样，采用15台YT-28式气腿式凿岩机钻孔同时钻眼，钻眼孔径为40mm。2工程地质条件2.1地层岩性、地质构造及地震2.1.

5、1地层岩性根据勘察资料，岩层为加里东期（3）花岗岩、（o3）石英砂岩。第1 层花岗岩（3）：为隧道围岩，洞口及浅埋段为强风化，深埋段为中风化，黄褐色、肉红色、灰白色，系较硬岩，强中风化岩体极破碎，中风化岩体较完整完整，岩体结构块状砌体结构，洞口及浅埋处为碎裂镶嵌结构，隧道围岩多为较完整完整岩体，靠近洞口附近完整性差，岩石饱和抗压强度平均Rc=46.08MPa，地基承载力fao=15002500kPa。第2层石英砂岩（o3）：为隧道围岩，洞口及浅埋段为强风化，深埋段为中风化，灰黄色、浅灰色、肉红色、青灰色，系较硬岩，强中风化岩体极破碎，中风化岩体较完整完整，岩体结构块状砌体结构，洞口及浅埋处为碎

6、裂镶嵌结构，隧道围岩多为较完整完整岩体，靠近洞口附近完整性差，岩石饱和抗压强度平均值Rc=46.33MPa，地基承载力fao=15002500kPa。2.1.2地质构造隧址区未见不良地形构造现象，其周边岩体节理裂隙发育，进出口各组主要节理裂隙产状及特征分别为：（1）进口处：L1产状160o87o，密度6条/m，延伸长度35m；L2产状245o56o，密度3条/m，延伸长度13m；L3产状110o76o，密度2条/m，延伸长度13m，均为闭合裂隙面。（2）出口处：L1产状210o5o，密度3条/m；L2产状125o75o，密度2条/m；L3产状5o60o，密度3条/m。均为闭合裂隙面。2.1.3

7、地震动参数区划据中国地震烈度区划图（1990）和中国地震动参数区划图（GB18306-2001），本区属地震烈度6度区，地震动峰值加速度为0.05g，地震反应谱特征周期值为0.45s。2.2不良地质现象及特殊岩土 勘察表明，隧址覆盖层薄，自然山坡处于稳定状态，无重力地质作用产生的不良地质现象；浅部岩体结构及岩体质量较差，洞口开挖会有边、仰坡崩塌掉块现象，但规模较小。3光面爆破理论隧道光面爆破采取微振动控制爆破技术。为控制超挖，周边采用光面爆破方法。隧道光面爆破要求周边眼爆破既能将岩石爆落下来，又能形成规整的轮廓，尽可能保留半孔痕迹，减小爆破对围岩的扰动，减少超挖量。装药集中度(q)、最小抵抗线

8、(W)直接影响周边岩石的爆落效果；“规整轮廓”主要与炮眼间距(E)、炮眼密集系数(m=E/W)和最小抵抗线有关(W)；半孔率主要与不耦合系数(D=d炮眼/d炸药)有关。因此，影响隧道光面爆破效果的主要参数应是：炮眼间距(E)、炮眼密集系数(m)、装药集中度(q)、最小抵抗线(W)、不耦合系数(D)。而它们之间又是相互联系的，只有这些参数整体上处在某一正确的范围内，才能达到理想的光爆效果。影响光面爆破效果的因素有很多，主要有围岩地质条件、炸药特性、断面形状和大小、钻孔质量等。其中围岩地质条件和钻孔质量是最主要的影响因素。实践表明，通常的光面爆破参数取值范围如下：炮眼间距E=(1015)d、炮眼密

9、集系数m=0.71.0、最小抵抗线W=(1020)d或者W=E/m、不耦合系数D=1.52.0、装药集中度q=0.10.15 (kg/m)4光面爆破的主要参数4.1理论计算隧道爆破炮孔钻孔时由外侧向中间分别为周边孔、辅助孔和掏槽孔。其中周边孔和辅助孔钻孔深度为33.5m，炮眼直径d炮眼=42mm；掏槽孔的钻孔深度为44.5m，超出周边孔和辅助孔的孔深50cm。根据光面爆破的理论数据，取周边孔孔距E=(1015)d，则炮眼间距E=(1015)d=4563cm，周边孔沿开挖边线均匀布置。装药集中度q=0.10.15(kg/m)；不耦合系数D=1.52.0。钻孔时，周边孔孔口边紧贴设计开挖边线，向外

10、侧偏斜35钻孔。与周边孔紧邻的一排辅助眼决定了周边眼最小抵抗线(W)，一般要求W=1.2E=5560cm，辅助孔孔距设为0.70.8m，排距为0.60.8m。具体见炮孔布置示意图。爆破参数的理论计算全断面钻孔数量N根据泽波尔建议公式: N=a1+a2Sa1、a2为岩体可爆程度确定的系数，经查a1=20, a2=1则N=20+149=69，取N=6575个周边孔平均炸药用量qp根据公式：qp=aWLp(0.50.9)qqp周边孔平均炸药用量kga 周边孔孔距cmW周边孔最小抵抗线cmLp周边孔孔深q单位岩体耗药量kg/m3取a=0.5mW=50cmLp=3mq=1.1kg/m3则 qp=0.40

11、.6kg。4.2现场光面爆破试验效果分析为了确保郭家湾1号隧道的光面爆破效果，前期做了大量的光面爆破试验，通过对先期爆破效果的观察和钻工钻孔质量、孔网参数的了解以及与钻工交流了解情况，认为主要是钻孔质量不高、孔网参数不当影响了爆破效果，决定从这两方面入手，通过试验手段不断提高石英砂岩光面爆破效果。隧道光面爆破试验参数表如下：1光爆孔间距60cm、分布规则2光爆孔外插角35（孔底外叉距离1015cm）3光爆孔最小抵抗线60cm4周边眼孔深3m5掏槽眼孔深4.5m6拱顶光爆孔装药量0.3kg7装药集中度0.1kg/m8不耦合系数1.689侧壁光爆孔装药量从上而下由0.3kg至1.2kg递增10其它

12、炮孔装药量不作调整在试爆前组织钻工培训，讲解光面爆破的理论知识及有关操作技巧，提升他们对光面爆破的认知水平。通过多次试爆，反复总结提高，隧道光面爆破效果有了一定程度的提高，半孔率控制在85%以上、超欠挖有所改善。钻工不断掌握钻孔方法、提高钻孔精度，在后续的爆破施工过程中，光爆面的整齐度、超欠挖控制水平变的越来越好。4.3试验结论现场试验参数是在理论计算与先期爆破参数的基础上得出的数值，光面爆破效果较先期有所改善。通过综合分析，将光面爆破参数确定如下：光面爆破参数表1光爆孔间距55cm、分布规则2光爆孔外插角35（孔底外叉距离1015cm）3光爆孔最小抵抗线60cm4周边眼孔深3m5掏槽眼孔深4

13、.5m6拱顶光爆孔装药量0.3kg7装药集中度0.1kg/m8不耦合系数1.689侧壁光爆孔装药量从上而下由0.3kg至1.2kg递增在后续爆破施工作业过程中，可参照上表确定光面爆破参数。4.4装药结构及炮孔堵塞隧道光面爆破光爆孔采用分段装药结构，事先由炮工将药卷间隔串联在导爆索上，并用胶带绑扎在一根有一定强度的竹片上，装药时炮工将绑有药卷的竹片放入每个周边孔内，应使竹片紧靠围岩外侧，而药卷则紧靠开挖岩石的内侧，装药结构见下图。光爆孔装药结构图为保证爆破效果及充分利用炸药能量作功，隧道爆破施工时炮孔应用炮泥进行堵塞，堵塞长度为炮孔的未装药部分。对炮孔进行堵塞有利于提高爆破质量、提高炸药利用率、

14、降低单耗等效果。4.5光面爆破施工细则确定隧道施工方案时，要综合考虑隧道的地质条件、钻孔设备、爆破器材、支护方法和技术水平等因素来决定。应该特别强调的是，隧道开挖施工方案和爆破方法之间有着十分密切的关系。隧道光面爆破施工应遵循以下原则：4.5.1钻孔孔位依据测量定出的开挖轮廓线确定。周边孔在断面轮廓线上开孔，沿轮廓线等间隔布置炮眼，需要调整孔位时偏差不大于2cm，周边眼应向外侧偏斜35钻孔，周边眼外插角偏差不大于1，各炮孔孔底落在规定的平面上，凹凸不平整度小于10cm；与周边孔相邻一排辅助炮孔的孔口距离不小于40cm，打眼方向水平、平行于掘进方向。4.5.2钻孔前必须严格按照钻爆设计标示出孔位

15、和编号；如果孔位与上次的残孔重合，必须适当移位，绝对不准在残孔内钻孔。4.5.3必须保证钻孔质量。钻进中要防止漏钻和多钻，控制好孔位、孔深和角度，是保证光面爆破效果的基础。4.5.4炮孔钻完后要及时清孔并用木楔封堵，防止落入石块等杂物。炮孔经检查合格后，方可装药爆破。4.5.5为减少装药时间，事先由炮工将药卷间隔串联在导爆索上，并用胶带绑扎在一根有一定强度的竹片上，装药时炮工将绑有药卷的竹片放入每个周边孔内，应使竹片紧靠围岩外侧，而药卷则紧靠开挖岩石的内侧，这样既有利于保护岩壁，又可以增强对开挖岩石的爆炸力。炮孔内放入药卷后，应将导爆索引出孔外，然后炮泥封堵炮孔。4.5.6为使周边孔装药达到一

16、定的不偶合系数，周边眼采用直径25mm的小药卷进行装药。4.5.7 为保证周边眼光面爆破效果，周边孔最后一段起爆。同时起爆的炮孔用导爆索串联在一起或用同段位的导爆管雷管簇联在一起，最后通过电雷管进行激发。 4.5.8连线必须认真细致，仔细清点数量并复核，对联结块上的上下级导爆管必须捆扎牢固，严防产生漏爆拒爆现象。4.5.9爆破后的残留炮孔痕迹在开挖轮廓线上是否均匀分布；半孔残痕率在完整岩石处保持在95%以上，较完整和完整性稍差的岩石处保持在80%以上，较破碎和破碎岩石处半孔率不小于50%。4.5.10 每次爆破以后，要先进行通风，通风15分钟后检查人员方可进入隧道做相应的检查工作；要及时察看围

17、岩周边光面爆破效果，核对与爆破设计是否相符，如有变化要及时调整爆破参数，使其达到最佳效果。5光面爆破的优缺点5.1优点5.1.1 隧道围岩不产生或很少产生炮震裂缝，保持了围岩完整性，从而增大了围岩自身的承载能力，这为采用锚喷支护创造了有利的条件。光面爆破技术和锚喷技术相结合，进一步增强了锚喷支护的作用，特别是在松软岩层中更能显示这一特点。5.1.2在裂隙发育的地层中，避免裂隙扩大和产生新的裂缝，提高了围岩的稳定性，降低了掉缺、塌方的可能性，为快速施工提供了有利条件。5.1.3 隧道成型规整，岩碴块度均匀较小，利于装碴，其超控量可由普通爆破的20%30%降到4%6%，极大地减少了掘进超挖数量和出

18、碴工作量，为后期铺挂防水板及二次衬砌施工缩短时间； 同时加快了掘进速度，提高了施工进度；减少支护投入，节约施工成本，增加效益。5.1.4减少超欠挖，减少炸 HYPERLINK /class_free/120_1.shtml 药用量，减少支护混凝土用量，由于隧道成型规整，凹凸很少，除增强隧道本身稳定性外，也减少了隧道的维护量。5.2缺点5.2.1 炮眼数较一般爆破法要多一些，钻眼的准确性要求较高，钻爆作业的单项工序时间要多一些。5.2.2 需要一些特殊器材，如专用炸药、毫秒雷管、导爆索（传爆线）等。6光面爆破的质量要求6.1 隧道开挖断面的中线及高程符合设计要求。6.2 隧道开挖两茬炮的台阶形差

19、均匀分布并符合施工规范。6.3隧道开挖轮廓圆顺，边墙顺直。6.4周边眼半孔平行且残留率较高。7影响光爆质量的因素7.1地质条件隧道施工地质条件包括岩石类别（沉积岩、岩浆岩、变质岩），围岩风化程度，风化裂隙发育程度，地质构造发育程度（断层破碎带、褶皱、软弱层），岩体结构，地下水状态等。地质条件是构成和影响隧道开挖光爆参数设计的关键，在郭家湾1号隧道光面爆破施工过程中，针对郭家湾1号隧道主要为石英砂岩的岩石性质，反复的进行了光面爆破参数的调整及试验验证，总结出针对石英砂岩岩性的光爆参数及控制流程，为后续施工控制提供参考依据。7.2测量施工放样准确程度隧道掌子面施工放样产生的中线或高程偏差过大时，不

20、仅直接影响隧道中轴线偏离，还会使两茬炮台阶形差出现异常现象：部分洞身产生“线状”欠挖，同时部分洞身产生线性超挖。因此，测量施工放样准确程度决定了两茬炮台阶形差在开挖轮廓上是否均匀分布。7.3 风钻工技术素质风钻工技术素质直接影响周边眼开孔位置，外插角及纵向坡度的控制等。因此，风钻工技术素质直接影响隧道开挖轮廓是否圆顺，边墙是否顺直，半孔残留率的大小等。 8光面爆破设计8.1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。 8.2光面爆破参数的确定 光面爆破眼的起爆时间后于内圈眼起爆；而预裂爆破眼的起爆时间先于内圈眼起爆。硬岩宜采用光面爆破，软岩宜采用预裂爆破。光面爆破和预裂

21、爆破参数见下表：光面爆破参数参数岩石种类饱和单轴抗压极限强度Rb（MPa）装药不耦合系数 D周边眼间距 E（cm）周边眼最小抵抗线 V（cm）相对距E/V周边眼装药集中度 q（kg/m）硬岩601.25-1.555-7070-850.8-1.00.3-0.35中硬岩30-601.5-2.045-6060-750.8-1.00.2-0.3软岩302.0-2.530-5040-600.5-0.80.07-0.15注：软岩隧道光面爆破的相对距宜取小值预裂爆破参数参数岩石种类饱和单轴抗压极限强度Rb（MPa）装药不耦合系数 D周边眼间距 E（cm）周边眼至内圈崩落眼间距（cm）周边眼装药集中度 q（k

22、g/m）硬岩601.2-1.340-50400.35-0.4中硬岩30-601.3-1.440-45400.25-0.35软岩301.4-2.030-40300.09-0.19适用范围:炮眼深度1.0-3.5m,炮眼直径40-50mm, 药卷直径20-32mm。根据表中所列的各种爆破参数，在实际施工中，再试验作相应的调整。8.2.1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35。当爆孔孔径D为40mm时，周边孔间距E =（1016）D，、级围岩周边眼的间距为0.55m，级围岩约为0.50m比较合适。 8.2.2光爆层厚度W。光爆

23、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=0.5m0.8m，、级围岩W取55cm，级围岩W取60cm。 8.2.3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） 8.2.4孔深L。围岩循环进尺：L=0.5B90%=0.56.090%=2.70m(隧道宽度B=6.0m)。除掏槽眼和底角

24、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。 8.2.5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=qEW Q确定为0.110.30kg/m。8.2.6炮孔数量N。炮孔数量取决于掘进断面积、岩石性能和炸 HYPERLINK /class_free/120_1.shtml 药性能。

25、孔数过少将造成大块增多，周壁不平整，甚至会出现炸不开的情况；相反，孔数过多将使凿岩工作量增大。 N=0.0012qS/ad2 式中N炮孔数量，个；q单位炸药消耗量, 取1.2kg/m3；S开挖断面面积，（级围岩S=52m2 ，、级围岩S=42m2）a炮眼装填系数，取0.62；d炸药直径，硝铵炸药为32mm。、级围岩炮孔数量N=95个，级围岩炮孔数量N=118个。 8.3装药结构。周边眼装药采用径向不偶合间隔装药结构，不偶合系数为1.52.0。所有爆眼统一装32标准药卷，周边眼间隔装药，岩石炸药与乳化炸药混装，周边眼药卷不需绑在竹片上，直接装入，孔口用炮泥堵塞。光面爆破装药过程中，如果只注意控制

26、周边眼用药量而忽视内圈辅助眼的药量控制，很难达到理想的爆破效果。因此，为保证光爆效果，司钻手定岗定位，掏槽眼、底板眼、辅助眼、周边眼（又分拱部、拱墙、边墙）都实行专人负责。 8.4起爆方法。隧道爆破从掏槽眼到辅助眼至周边眼，采用多段微差毫杪雷管起爆由里向外起爆，其中周边眼比辅助眼要跳2段，间隔时间为25100毫秒，且用同一段雷管同时起爆。9提高光面爆破质量的技术途径9.1周边眼技术参数的选择与确定根据隧道施工爆破的经验，要实现光爆质量标准的要求，合理选取相关的技术参数是关键。依据光爆机理，必须使周边眼中的炸药爆破后所产生的冲击压应力低于围岩的抗压强度，而由此衍生的切线方向的拉应力则应大于两个炮

27、眼连线方向上围岩的抗拉强度，这样就能使围岩不受损伤而在炮眼连线方向上的岩石被拉断形成贯穿裂缝。因此，周边眼两眼之间形成贯穿的裂缝是实现光面爆破的关键。9.1.1周边眼的不偶合系数炮眼直径db与药卷直径d0之比称为不偶合系数。要求周边眼不偶合系数应使爆炸后作用于炮眼壁的压力小于围岩抗压强度。实践证明，当不偶合系数在1.53.43范围时，缓冲作用最佳，光爆效果最好。目前，岩石硝铵炸药仍为施工中使用最广泛的炸药，其标准药卷直径为32.35mm，而炮眼直径一般为3842mm，显然不能满足要求。所以，在光爆孔中使用岩石硝铵炸药时，必须改装成直径22.25mm的小药卷，此时不偶合系数为1.82.0，效果较

28、好。9.1.2每米炮孔装药量qq又称线装药密度或装药集中度，它是指单位长度孔眼中的装药量(g/m)。要求q值应该保证沿孔眼连线形成贯穿裂缝而保持新壁面的完整稳固。结合施工现场实际选用公式：q=72.5rE1/2f1/3/D2式中；r为炮孔半径(m)，一般取r=0.02m；E为周边眼距(m)；f为岩石坚固性系数；D为炸药爆速（km/s)。对于22.25mm的小直径硝铵炸药，D=2.5km/s，所以上式又可简化成q=0.232E1/2f1/3(kg/m)。除此之外，也可参照我队多年来在现场的实践，总结出的一组经验数据选取q值（见表1)。9.1.3周边眼距E相应炮眼装药爆破的贯穿裂缝是靠应力波在各自

29、的炮眼壁上先产生初始裂缝，然后在爆轰气体准静压作用下扩展贯通。形成贯穿裂缝所需满足的条件为：p.db=(E2rk).ST则周边眼距：E=2rk+p.db/ST式中：p为炮眼壁上产生的冲击压力，pkbSc；kb为体积应力状态下岩石抗压强度增大系数，kb1015；Sc为岩石单轴抗压强度（kPa）;ST为岩石抗拉强度（kg/cm2），STS0/12;rk为炮眼周围形成的裂缝长度（cm）；rk(bp/ST)1/a.rb；rb为炮眼半径；b为切向拉应力与径向压力的比值，b=u/(1-u);u为岩石的泊松比，一般u=0.25，a2b为应力波衰减指数。据此可得出在爆炸应力波作用下，炮眼周围形成的裂缝长度rk

30、，此裂缝继而在爆轰气体准静压作用下贯通。以rk为依据算出周边眼距E值。9.1.4最小抵抗线W 光面层厚度与周边眼距E有密切关系。要求最小抵抗线应该使周边眼爆孔后，设计轮廓线以外的岩石完整无损而设计轮廓线以内的岩石破碎爆落。为此，必须使E/W保持一个适当的关系(E/W称之为炮眼密集系数m)。从上图的单孔爆破漏斗分析中可以看出：W与E的关系直接影响爆破漏斗形状：并决定着爆破漏斗破裂半径Rp与W所夹角度的大小。实践证明，光面爆破的角在3545最为合适。因此，可得炮孔密集系数：m=E/W=tan3545=0.71.0亦即光面爆破周边眼的最小抵抗线W应大于周边眼距E，岩石松软破碎则亦即光面爆破周边眼的最

31、小抵抗线W应大于周边眼距E，岩石松软破碎则取小值，岩石坚硬完整时取大值。参考经验数据(表1)。9.2其它技术措施9.2.1光爆孔炸药选择在光爆孔中除使用小直径药卷以增大不偶合系数外，还必须选用低密度、低爆速、爆生气体多的炸药，以利于降低爆轰压力而又能使爆后初始裂缝在爆生气体作用下得以扩展贯通。在光爆中使用直径为27mm的乳化炸药能提高光爆质量，实践证明是一种较为理想的选择。9.2.2起爆方法与放炮顺序在光爆施工中，采用非电导爆管起爆系统能取得较好的光爆效果，这是因为导爆管可与药卷捆扎在一起使其固定在预定位置实现分段间隔装药，有利于缓冲对岩壁的破坏。周边眼可与其它炮眼同时联线起爆，但其雷管段数最

32、高，最后起爆。周边眼之间应尽可能同时起爆。齐发起爆时，孔眼贯通裂缝较长，可抑制其它方向裂隙的发展，有利于减少孔眼周围裂隙产生和形成平整的壁面。所以，实施光面爆破时，时间间隔越短，壁面平整的效果越有保证。9.2.3钻孔质量将炮孔准确地按设计的角度、深度、间距钻到既定位置是实现光面爆破的重要措施。炮眼眼位的标定、点出、钻凿各个环节都必须准确无误，尤其是周边眼一定要做到互相平行且眼底落在同一平面上，否则其他光爆措施都难以实现。现场实践证明，大多数情况下周边眼以一定的角度向轮廓线外偏斜，即“外插”是必要的，眼底落在设计轮廓线外一般不超过20cm。这样，在爆破后就可保证在炮眼利用率为90的情况下，得到预

33、定的设计轮廓表面而不发生欠超挖。9.2.4邻近周边眼炮孔的装药邻近周边眼的炮孔(二圈眼，三圈眼)装药量较多且先于周边眼起爆，所以也必须注意其装药量。过量装药，可能使这些炮孔起爆后破坏范围超过设计轮廓界面，在周边眼起爆之前先将控制界面破坏，形成超挖，降低光爆质量。邻近周边眼的炮孔装药应均衡递减。要做到这一点，必须控制二圈眼装药系数为0.40.5，三圈眼装药系数为0.50.6，这样就可保证周边眼邻近炮眼爆破后所形成的破坏范围不超过周边眼的规定破坏带，使周边光滑平整且围岩稳定。9.2.5聚能药包在光爆孔中的应用聚能炸药改变了药包形状，使炸药能量在该处聚集产生聚能流提高炸药的穿透能力。较为理想的一个方

34、法是采用一个特制的塑料聚能管套在药包表面上，将对称的聚能槽在装药时对准周边眼炮孔之间连线方向，则药包起爆后，沿连线方向容易产生初始裂缝，此裂缝在爆生气体准静压作用下贯通达到光爆目的。影响光爆质量的要素很多，根据不同的岩性，地质条件，不断探讨研究优化爆破参数，最终实现理想的光爆效应。10光面爆破参数的调整光面爆破是一项能有效控制岩体开挖轮廓减少超欠挖的爆破技术，通过对隧道周边进行正确的钻孔和爆破，可以保留完整的周边轮廓及减少对围岩的扰动。确定合理的光爆参数，是获得良好光面爆破效果的重要保证。 郭家湾1号隧道钻孔直径为40mm，钻孔深度为3m（除掏槽眼和底角眼取值3.2m），爆破中使用2号岩石铵梯

35、炸药和乳化炸药。在施工中分别对周边眼间距为40cm，50cm，55cm，60cm，65cm，70cm、光爆层厚度及炮孔数量等进行多次现场爆破试验， HYPERLINK /class_free/186_1.shtml /class_free/186_1.shtml HYPERLINK /class_free/186_1.shtml 总结出以下爆破技术参数：10.1周边眼间距E：当爆孔孔径D为40mm时，、级围岩周边眼的间距为0.55m，级围岩约为0.50m比较合适。 10.2、级围岩光爆层厚度W取55cm，级围岩W取60cm。 10.3密集系数K。K取值0.8 10.4孔深L。隧道光面爆破，周边

36、眼的深度，取决于钻眼精度。本隧道钻眼深度L取值3.0m，进尺2.70m。 10.5装药量Q。经过现场试验和施工经验数据，装药量Q确定为0.20kg/m。 10.6炮孔数量N。N=0.0012qS/ad2。考虑到周边眼适当加密,不同围岩级别相应增加810个炮孔，、级围岩炮眼总数选取104个，级围岩炮眼总数选取128个。11光爆控制措施11.1 组织措施派专人负责每茬炮掌子面穿中画弧点炮眼工作，并把技术素质高的钻工安排在拱部作业。同时采取一定的经济措施，强化光爆质量意识。11.2 技术措施边墙要顺帮打眼，即把握炮眼外插的同时，还要注意炮眼坡度要与隧道纵向坡度一致；同一作业平台内避免出现扇形组合炮眼，在两作业