论文部分内容阅读
【摘 要】 光面爆破是形成平整轮廓面爆破施工的技术，采用的是在开挖边界周围安排相邻的炮孔，不耦合装药降低炸药威力，在主爆区爆破后起爆的方法。本文就主要对隧道工程中的光面爆破施工管理相关问题进行了简要分析。
【关键词】 隧道工程；光面爆破；施工管理
引言：
在当前隧道施工中通常都是采用新奥法来进行施工，而新奥法施工中的最关键的一个部分即是光面爆破。光面爆破是通过对各项参数进行合理的选择，并严格控制装药的数量及顺序，各眼孔要进行科学的布置，从而合理的组织进行爆破，采用光面爆破是充分的利用岩石的抗拉强度低于抗压强度的特性来保证爆破的成功率。通过光面爆破所掘出来的洞室轮廓不仅平整，而且还较为光洁，可以更好的进行锚喷支护，可以有效的降低喷射砼的数量。
一、工作机理
光面爆破施工的操作方法是在需要开挖的轮廓线上安排一些钻孔，值得注意的是这些钻孔要平行且间距较小，钻孔和清孔完成以后，需要在钻孔中安装不耦合炸药，并在主爆区爆破以后及时的进行爆破。在引爆炸药时会对岩体产生两种影响：其一是由于炸药在爆炸的时候会在一瞬间产生超高温和高压的强烈冲击；其二是炸药在爆炸的时候会因为气体膨胀而对周边产生强力的作用。光面爆破从根本上来说是由于周边眼的起爆引起的，各个炮眼的冲击波在爆破的一瞬间会迅速的扩散开来，两个挨在一起的炮眼的爆破冲击相遇以后，其冲击力会叠加增强，并出现切向拉力，而这种拉力的最强处位于相邻炮眼的中心连线点上。如果岩体的抗拉强度比这种爆破拉力小的时候，就会出现岩体拉裂，在炮眼中心连线上也会出现裂缝，之后炸药爆炸后的气体会继续扩散，使得膨胀合裂缝的程度加大，进而逐渐发展为平整爆裂面。
二、施工管理有效途径
1、爆破注意事项
进行全断面挖掘施工时，应对周边眼的方向，钻眼光面爆破使用微差爆破，降低超欠挖，每段用药量越少，则雷管的微差段数应相应增加，进而控制震动效应，避免围岩不良的地段整体稳定性受到影响。
2、施工技术控制
（1）布眼放样。施工测量人员在进行钻眼时，使用红油漆将轮廓线及中线进行准确绘制，标示出炮眼的位置，其中误差不宜大于5cm。
（2）定位开眼。隧道轴线与台车在使用钻孔台车应保证平行钻眼。根据炮眼的分布图，就位台车实施钻孔。其中周边眼及掏槽眼的精度应较其他眼而言更高，开眼误差不宜超过3cm。
（3）钻孔。施工人员应熟练掌握设备操作及熟悉炮眼分布，在台车下应配置专业指挥人员，保证周边眼的外插角满足规范。炮眼深度调节的标准是：孔口位置、岩石凹凸程度，及炮眼底应保证在同一断面中，只有辅助眼眼底比掏槽眼略浅10cm。
（4）钻孔爆破设计。设计原则：使用光面爆破应结合地质条件、挖掘进尺、爆破设备、挖掘断面等合理的设计爆破。应严格根据围岩的特性，合理选择最小抵抗线与周边眼的间距，辅助眼的布设应均匀交错，将掏槽眼加深20cm，辅助眼与周边眼的眼底应设置在同一垂直面中。药量应顺着炮眼全程均匀分布，严格控制周边眼的装药量，使用小直径持续装药。为了控制起爆时差，应使用非电毫秒微差雷管，周边眼使用导爆索起爆。
爆破设计的优化：隧道爆破结束后，应检测爆破效果，将误差原因及爆破参数进行修正，改善技术经济指标，进而提高后续爆破效果；结合岩层软硬情况、节理裂缝发育程度、用药量等进行合理修正，尤其是周边眼，应结合爆破后石砾块度进行参数修正。通常炮眼出现偏疏则石砾块度较大；若块度小则表示辅助眼的布设过于密实；钻眼深度应结合挖掘面凹凸情况进行修正，保证爆破眼眼底落在同一断面中。
（5）清理孔眼。应使用钢筋弯制的炮沟及低于炮眼直径的高压风管，在装药前使用高压风将石屑吹出并清理。
（6）炸药填装。填装炸药应按照炮眼设计分布图、由上至下分组填装，雷管应对号入座。使用炮泥将炮眼堵塞，且堵塞长度不低于20cm。全断面应使用直眼四中空方式进行掏槽，即四个空眼，眼径为75mm，其他眼径为45mm；使用间隔不耦合的方式进行周边眼的装药，其他眼使用连续装药结构，使用硬泥将炮孔堵塞，选择孔内微差起爆方式；使用非电毫秒雷管进行起爆。为了保证起爆的可靠性与精准性，应连接复式起爆网络。
（7）处理瞎炮。发现瞎炮后应及时查明原因，若是孔外导爆管破损引起的瞎炮，则直接将破损部分切除，重新连接导爆管，将接头靠近炮眼。若破损是由于内导管破裂或自身质量问题，则应先做好现场保护，请爆破专家进行处理。
3、运输石渣
爆破的石渣使用挖掘机与侧卸装载机进行运输，配合自卸车，将炮孔石渣利用无轨运输一次性快速的运输至指定地点，车辆应分道行驶，找卸渣码头的端头应设置车挡，保证安全，且弃渣场应根据设计要求做好排水及防护工作。
4、检查质量
质量检测应从下列几个方面进行：一是超欠挖问题。围岩面进行爆破应保证圆顺平整，不存在欠挖问题，超挖量应控制在15cm左右，单侧边墙的超挖量不宜超过10cm。使用规定的材料对超挖部分进行回填，并注重注浆施工；二是半眼保存率。通常在围岩为坚硬岩石时，半眼保存率应大于80%，中硬岩时应大于70%，软岩应大于50%；三是围岩的破坏率。进行爆破后围岩上应无明显裂缝及粉碎岩石，炮眼利用率大于90%。
5、保证光面爆破炮眼残留率的技术分析
光面爆破设计应严格结合挖掘方式、地质条件、挖掘断面、爆破设备及钻孔设备等进行分析，在批准审定后，根据设计进行施工，并结合爆破效果对相关参数进行修正。钻孔的偏斜度低于1度，根据设计进行钻孔角度及深度的施工，周边孔的断面轮廓应开孔并向外发散，外张量应低于20cm。
6、控制超欠挖的措施
挖掘成型，保证初期支护等工作经过控制超欠挖来保障，这对提高围岩承载力有利，也便于混凝土的喷射。控制超欠挖可结合下列措施实施：一是准确标示挖掘轮廓线；二是保障钻孔质量；三是严格管理周边眼的装药量与堵塞程度，控制周边眼的钻孔方向与间距，保障良好的光面爆破的环境；四是优化光面爆破设计。不同参数的光面控制爆破技术应结合隧道地质进行实施。合理选择周边眼的装药结构，不仅能够有效提高爆破质量，而且周边眼使用小药卷炸药能提高炮泥堵塞质量。
三、光面爆破实施效果与经济效益
1、光爆效果
（1）破后炮眼痕迹率达80%～90%，两茬炮衔接台阶最大尺寸为11cm，超欠挖量仅为5%左右，比非光面爆破的超欠挖量（达20%）要低得多。（2）岩碴块度较小亦均匀，利于装碴，节省装运时间。（3）减少支护投入，降低工程造价。（4）岩面平整，应力集中小，减少安全隐患。
2、经济效益
（1）节省时间：光面爆破施工钻眼及装药延长20min，清理危石或补炮缩短20min，初期支护缩短20min，装碴及出碴缩短20min，并方便了后续的挂土工布、防水板施工。（2）节省材料：光面爆破比非光面爆破减少超挖量15%，按现行规范标准平均超挖值为150cm，即每延米少开挖约2.0m3。减少同标号喷射混凝土超挖回填量约2m3，同时也节省了火工品和因非光面爆破所造成的围岩破碎所需钢支撑、锚杆、钢筋网等初期支护的工程量。
四、结束语
总之，隧道工程中的光面爆破施工与普通施工不同，危险性非常高，专业性也非常强，这就要求相关施工管理人员做好施工管理，全面落实光爆设计，控制好施工质量、施工安全和施工进度，保证隧道工程施工的顺利进行。
参考文献：
[1]潘明亮.段宝福.大断面隧道光面爆破技术的改进与应用[J].有色金屬，2011.
[2]孙建勇.光面爆破技术在隧道Ⅲ级水平围岩中的应用[J].铁道建筑技术，2010.
[3]彭志权.隧道工程中的光面爆破施工管理途径分析[J].城市建设理论研究，2012.
【关键词】 隧道工程；光面爆破；施工管理
引言：
在当前隧道施工中通常都是采用新奥法来进行施工，而新奥法施工中的最关键的一个部分即是光面爆破。光面爆破是通过对各项参数进行合理的选择，并严格控制装药的数量及顺序，各眼孔要进行科学的布置，从而合理的组织进行爆破，采用光面爆破是充分的利用岩石的抗拉强度低于抗压强度的特性来保证爆破的成功率。通过光面爆破所掘出来的洞室轮廓不仅平整，而且还较为光洁，可以更好的进行锚喷支护，可以有效的降低喷射砼的数量。
一、工作机理
光面爆破施工的操作方法是在需要开挖的轮廓线上安排一些钻孔，值得注意的是这些钻孔要平行且间距较小，钻孔和清孔完成以后，需要在钻孔中安装不耦合炸药，并在主爆区爆破以后及时的进行爆破。在引爆炸药时会对岩体产生两种影响：其一是由于炸药在爆炸的时候会在一瞬间产生超高温和高压的强烈冲击；其二是炸药在爆炸的时候会因为气体膨胀而对周边产生强力的作用。光面爆破从根本上来说是由于周边眼的起爆引起的，各个炮眼的冲击波在爆破的一瞬间会迅速的扩散开来，两个挨在一起的炮眼的爆破冲击相遇以后，其冲击力会叠加增强，并出现切向拉力，而这种拉力的最强处位于相邻炮眼的中心连线点上。如果岩体的抗拉强度比这种爆破拉力小的时候，就会出现岩体拉裂，在炮眼中心连线上也会出现裂缝，之后炸药爆炸后的气体会继续扩散，使得膨胀合裂缝的程度加大，进而逐渐发展为平整爆裂面。
二、施工管理有效途径
1、爆破注意事项
进行全断面挖掘施工时，应对周边眼的方向，钻眼光面爆破使用微差爆破，降低超欠挖，每段用药量越少，则雷管的微差段数应相应增加，进而控制震动效应，避免围岩不良的地段整体稳定性受到影响。
2、施工技术控制
（1）布眼放样。施工测量人员在进行钻眼时，使用红油漆将轮廓线及中线进行准确绘制，标示出炮眼的位置，其中误差不宜大于5cm。
（2）定位开眼。隧道轴线与台车在使用钻孔台车应保证平行钻眼。根据炮眼的分布图，就位台车实施钻孔。其中周边眼及掏槽眼的精度应较其他眼而言更高，开眼误差不宜超过3cm。
（3）钻孔。施工人员应熟练掌握设备操作及熟悉炮眼分布，在台车下应配置专业指挥人员，保证周边眼的外插角满足规范。炮眼深度调节的标准是：孔口位置、岩石凹凸程度，及炮眼底应保证在同一断面中，只有辅助眼眼底比掏槽眼略浅10cm。
（4）钻孔爆破设计。设计原则：使用光面爆破应结合地质条件、挖掘进尺、爆破设备、挖掘断面等合理的设计爆破。应严格根据围岩的特性，合理选择最小抵抗线与周边眼的间距，辅助眼的布设应均匀交错，将掏槽眼加深20cm，辅助眼与周边眼的眼底应设置在同一垂直面中。药量应顺着炮眼全程均匀分布，严格控制周边眼的装药量，使用小直径持续装药。为了控制起爆时差，应使用非电毫秒微差雷管，周边眼使用导爆索起爆。
爆破设计的优化：隧道爆破结束后，应检测爆破效果，将误差原因及爆破参数进行修正，改善技术经济指标，进而提高后续爆破效果；结合岩层软硬情况、节理裂缝发育程度、用药量等进行合理修正，尤其是周边眼，应结合爆破后石砾块度进行参数修正。通常炮眼出现偏疏则石砾块度较大；若块度小则表示辅助眼的布设过于密实；钻眼深度应结合挖掘面凹凸情况进行修正，保证爆破眼眼底落在同一断面中。
（5）清理孔眼。应使用钢筋弯制的炮沟及低于炮眼直径的高压风管，在装药前使用高压风将石屑吹出并清理。
（6）炸药填装。填装炸药应按照炮眼设计分布图、由上至下分组填装，雷管应对号入座。使用炮泥将炮眼堵塞，且堵塞长度不低于20cm。全断面应使用直眼四中空方式进行掏槽，即四个空眼，眼径为75mm，其他眼径为45mm；使用间隔不耦合的方式进行周边眼的装药，其他眼使用连续装药结构，使用硬泥将炮孔堵塞，选择孔内微差起爆方式；使用非电毫秒雷管进行起爆。为了保证起爆的可靠性与精准性，应连接复式起爆网络。
（7）处理瞎炮。发现瞎炮后应及时查明原因，若是孔外导爆管破损引起的瞎炮，则直接将破损部分切除，重新连接导爆管，将接头靠近炮眼。若破损是由于内导管破裂或自身质量问题，则应先做好现场保护，请爆破专家进行处理。
3、运输石渣
爆破的石渣使用挖掘机与侧卸装载机进行运输，配合自卸车，将炮孔石渣利用无轨运输一次性快速的运输至指定地点，车辆应分道行驶，找卸渣码头的端头应设置车挡，保证安全，且弃渣场应根据设计要求做好排水及防护工作。
4、检查质量
质量检测应从下列几个方面进行：一是超欠挖问题。围岩面进行爆破应保证圆顺平整，不存在欠挖问题，超挖量应控制在15cm左右，单侧边墙的超挖量不宜超过10cm。使用规定的材料对超挖部分进行回填，并注重注浆施工；二是半眼保存率。通常在围岩为坚硬岩石时，半眼保存率应大于80%，中硬岩时应大于70%，软岩应大于50%；三是围岩的破坏率。进行爆破后围岩上应无明显裂缝及粉碎岩石，炮眼利用率大于90%。
5、保证光面爆破炮眼残留率的技术分析
光面爆破设计应严格结合挖掘方式、地质条件、挖掘断面、爆破设备及钻孔设备等进行分析，在批准审定后，根据设计进行施工，并结合爆破效果对相关参数进行修正。钻孔的偏斜度低于1度，根据设计进行钻孔角度及深度的施工，周边孔的断面轮廓应开孔并向外发散，外张量应低于20cm。
6、控制超欠挖的措施
挖掘成型，保证初期支护等工作经过控制超欠挖来保障，这对提高围岩承载力有利，也便于混凝土的喷射。控制超欠挖可结合下列措施实施：一是准确标示挖掘轮廓线；二是保障钻孔质量；三是严格管理周边眼的装药量与堵塞程度，控制周边眼的钻孔方向与间距，保障良好的光面爆破的环境；四是优化光面爆破设计。不同参数的光面控制爆破技术应结合隧道地质进行实施。合理选择周边眼的装药结构，不仅能够有效提高爆破质量，而且周边眼使用小药卷炸药能提高炮泥堵塞质量。
三、光面爆破实施效果与经济效益
1、光爆效果
（1）破后炮眼痕迹率达80%～90%，两茬炮衔接台阶最大尺寸为11cm，超欠挖量仅为5%左右，比非光面爆破的超欠挖量（达20%）要低得多。（2）岩碴块度较小亦均匀，利于装碴，节省装运时间。（3）减少支护投入，降低工程造价。（4）岩面平整，应力集中小，减少安全隐患。
2、经济效益
（1）节省时间：光面爆破施工钻眼及装药延长20min，清理危石或补炮缩短20min，初期支护缩短20min，装碴及出碴缩短20min，并方便了后续的挂土工布、防水板施工。（2）节省材料：光面爆破比非光面爆破减少超挖量15%，按现行规范标准平均超挖值为150cm，即每延米少开挖约2.0m3。减少同标号喷射混凝土超挖回填量约2m3，同时也节省了火工品和因非光面爆破所造成的围岩破碎所需钢支撑、锚杆、钢筋网等初期支护的工程量。
四、结束语
总之，隧道工程中的光面爆破施工与普通施工不同，危险性非常高，专业性也非常强，这就要求相关施工管理人员做好施工管理，全面落实光爆设计，控制好施工质量、施工安全和施工进度，保证隧道工程施工的顺利进行。
参考文献：
[1]潘明亮.段宝福.大断面隧道光面爆破技术的改进与应用[J].有色金屬，2011.
[2]孙建勇.光面爆破技术在隧道Ⅲ级水平围岩中的应用[J].铁道建筑技术，2010.
[3]彭志权.隧道工程中的光面爆破施工管理途径分析[J].城市建设理论研究，2012.