光面爆破施工技术探析

摘要：横山隧道埋深相对较大，岩层主要为砂岩或泥岩水平走向，故使用光面爆破技术有利于降低对围岩的扰动，减弱地应力的集中，保证施工能安全、快速地进行。文章结合横山隧道工程，对在Ⅲ、Ⅳ类围岩条件下的光面爆破进行了探析，并总结了在该条件下的光面爆破参数设计和施工工艺，为以后类似隧道施工提供借鉴。

关键词：隧道施工；光面爆破；施工工艺；参数设计；围岩 文献标识码：A

1 概述

2 光面爆破的必要性

由于该隧道埋深相对较大、岩层主要为砂岩或泥岩水平走向，故使用光面爆破技术，有利于降低对围岩的扰动，减弱地应力的集中，保证施工能安全、快速地进行。做好光面爆破，控制好超欠挖，在保证了开挖质量的同时，降低了喷射砼、二次衬砌砼的回填量，减少了防水材料的浪费，从降低生产成本、提高企业经济效益的角度讲，实施光面爆破有其必要性。

3 施工方法与机具

3.1 施工方法

采用多断面台阶法施工，利用可移动的钻爆平台人工风钻打眼，人工装药，非电毫秒雷管引爆，初期支护紧跟，无轨装碴、运输，模板台车衬砌。

3.2 施工机具

采用国产YT-28型手持风钻，钻头直径42mm，钻爆平台（自制）分三层，立体作业。柳工856型侧翻式装载机装渣，20t自卸汽车运输。

4 爆破设计

4.1 爆破器材的选用

4.2 钻眼深度的选择

综合考虑作业环境与施工设备等因素，通过现场试验，确定横山隧道在Ⅲ、Ⅳ级围岩条件下每循环进尺为2.5～2.8m，眼深确定为3.0～3.3m，掏槽眼比其他眼加深0.2～0.5m。

4.3 掏槽眼的确定

掏槽技术要为开挖爆破创造一个新的临空面，影响着炮眼的利用率和开挖进尺。它是隧道爆破的关键之一。

分析隧道围岩的整体性能、岩性特点、开挖断面的大小、施工队伍的施钻技术水平、钻机钻进速度、开挖循环时间、炮眼数量、装药量、爆破的震动强度、对围岩的扰动等因素。经过比选直眼掏槽与斜眼掏槽的优缺点，最终确定采用斜眼楔型掏槽方式。

掏槽眼开口间距：B=2×344×cos54°+0.2=4.24m，确定为4.2m。

4.4 光面爆破

周边炮眼间距（E）、周边眼密集系数（m）、最小抵抗线（w）、不偶合系数（D）和线装密度（q）是影响光面爆破效果主要参数。只有这些参数确定在一个合理的范围时，爆破效果才能理想。

4.5 爆破参数的确定

4.5.1 炮眼深度。炮眼深度根据循行进尺确定，公式为L=l/η。

式中：

L――炮眼眼深度（m）

l――循环进尺（m），按3.0m考虑

η――炮眼利用率，采用85%

计算并经调整以后，周边眼及掘进眼为3.3m，底板眼为3.4m，掏槽眼确定为3.8m。

4.5.2 循环装药量。单循环装药量Q=k×v

式中：

k――单位体积炸药消耗量，kg/m3

v――需要爆破体积

4.5.3 炮眼数量。炮眼数目N=ks/ar

式中：

k――单位体积炸药消耗量，kg/m3

s――开挖面积，m2

a――炮眼装药系数

r――炸药的线装药药密度，kg/m

4.5.4 炮眼布置。按照炮眼布置原则，先布置掏槽眼、周边眼，再布置底板眼，最后布置掘进眼。

4.5.6 其他炮眼单孔装药量。公式为 Q=kawlλ

式中：

k――单位炸药消耗量，kg/m3

w――炮眼爆破方向的抵抗线，m

a――炮眼间距，m

l――炮眼深度，m

4.5.8 修正。经过计算，钻爆参数确定以后，按照经验进行适当修正。最后再根据现场的实施效果，进一步做了调整。炮眼布置见图3所示，装药参数见表2。

4.6 起爆顺序及网络

4.6.1 光爆爆破时，从掏槽眼开始，一层一层从截面中心向外起爆，最后是周边眼爆破。

4.6.2 根据现场人工装药的方便及非电毫秒的延时误差，确定合理的起爆时差，以保证时差。

4.6.3 为保证周边眼同时起爆，引爆雷管均采用同段导爆管。

4.6.4 传爆导爆管均使用双线加强，以保证传爆正常。

4.6.5 起爆网络采用导爆管并联起爆。

4.7 经济技术指标

4.8 爆破效果

实际钻眼深度3.2～3.4m，平均循环进尺3.0m，平均炮眼利用率90%，两茬炮衔接台阶拱部最大没有超过10cm，而且残眼前后基本在一个平面上，拱部炮眼痕迹率90%～95%，边墙两茬炮衔接台阶最大不超过8cm，残痕迹率平均达90%，爆炸后石碴块度适度，符合装载机装渣要求。

5 结语