光面爆破技术.ppt

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1、演讲者演讲者日期日期隧道光面爆破技术二一八年一月二一八年一月第一部分主标题内容第一部分主标题内容第一部分第一部分 光面爆破的定义光面爆破是通过正确选择爆破参数和合理的施工方法，控制爆破的作用范围和方向，达到爆破后壁面平整规则、轮廓线符合设计要求，增加岩壁的稳定性，减少爆破对保留岩体的破坏作用的一种爆破技术。第一部分第一部分 光面爆破的定义隧道开挖光面爆破工法，是应用光面爆破技术对隧道实施开挖的一种施工方法。它与传统的爆破法相比，最显著的优点是能有效地控制周边眼炸药的爆破作用，从而减少对围岩的扰动，保持围岩的稳定，确保施工安全，同时，又能减少超、欠挖，提高工程质量和进度。在长期以来的隧道施工中，

2、我们常遇到对开挖方法的描述问题，而这些描述中最常见的就是“光面爆破”和“预裂爆破”两个概念。第一部分第一部分 光面爆破的定义预裂爆破与光面爆破的区别：预裂爆破：在主爆区爆破之前沿设计轮廓线先爆出一条具有一定宽度的贯穿裂缝，以缓冲、反射开挖爆破的振动波，控制其对保留岩体的破坏影响，使之获得较平整的开挖轮廓。预裂爆破适用于稳定性差而又要求控制开挖轮廓的软弱岩层。光面爆破：是先爆除主体开挖部位的岩体，然后再起爆布置在设计轮廓线上的周边孔药包，将光爆层炸除，形成一个平整的开挖面，是通过正确选择爆破参数和合理的施工方法，达到爆后壁面平整规则、轮廓线符合设计要求的一种控制爆破技术。光面爆破适用于稳定性好，

3、岩体完整而又要求控制开挖轮廓的中硬岩层。预裂爆破是裂缝先爆破，主体后爆破；光面爆破是主体预裂爆破是裂缝先爆破，主体后爆破；光面爆破是主体先爆破，裂缝或光面后爆破。先爆破，裂缝或光面后爆破。第一部分第一部分 光面爆破的定义第二部分第二部分 光面爆破的作用机理光面爆破的破岩机理是一个十分复杂的问题，目前仍在探索之中。尽管在理论上还不甚成熟，但在定性分析方面已有共识。一般认为，光面爆破是周边眼同时起爆，各炮眼的冲击波向其四周作径向传播，相邻炮眼的冲击波相遇，则产生应力波的叠加，进而产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线的中点，当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中心连线上

4、形成裂缝，随后，爆炸气体的膨胀和裂缝进一步扩展，形成平整的爆裂面。光面爆破的作用机理目前有以下几种学说：第一种学说：爆轰气体压力作用学说爆轰气体压力作用学说这种学说从静力学观点出发，认为岩石的破碎主要是由于爆轰气体的膨胀压力引起的。这种学说忽视了岩体中冲击波和应力波的破坏作用，其基本观点如下：药包爆炸时，产生大量的高温高压气体，这些爆炸气体产物迅速膨胀并以极高的压力作用于药包周围的岩壁上，形成压应力场。当岩石的抗拉强度低于压应力在切向衍生的拉应力时，将产生径向裂隙。第二部分第二部分 光面爆破的作用机理第二部分第二部分 光面爆破的作用机理光面爆破的作用机理目前有以下几种学说：第一种学说：爆轰气体

5、压力作用学说爆轰气体压力作用学说这种学说从静力学观点出发，认为岩石的破碎主要是由于爆轰气体的膨胀压力引起的。这种学说忽视了岩体中冲击波和应力波的破坏作用，其基本观点如下：药包爆炸时，产生大量的高温高压气体，这些爆炸气体产物迅速膨胀并以极高的压力作用于药包周围的岩壁上，形成压应力场。当岩石的抗拉强度低于压应力在切向衍生的拉应力时，将产生径向裂隙。第二部分第二部分 光面爆破的作用机理作用于岩壁上的压力引起岩石质点的径向位移，由于作用力的不等引起径向位移的不等，导致在岩石中形成剪切应力。当这种剪切应力超过岩石的抗剪强度时，岩石就会产生剪切破坏。当爆轰气体的压力足够大时，爆轰气体将推动破碎岩块作径向抛

6、掷运动。第二部分第二部分 光面爆破的作用机理第二种学说：应力波作用学说应力波作用学说这种学说以爆炸动力学为基础，认为应力波是引起岩石破碎的主要原因。这种学说忽视了爆轰气体的破坏作用，其基本观点如下：爆轰波冲击和压缩着药包周围的岩壁，在岩壁中激发形成冲击波并很快衰减为应力波。此应力波在周围岩体内形成裂隙的同时向前传播，当应力波传到自由面时，产生反射拉应力波。第二部分第二部分 光面爆破的作用机理当拉应力波的强度超过自由面处岩石的动态抗拉强度时，从自由面开始向爆源方向产生拉伸片裂破坏，直至拉伸波的强度低于岩石的动态抗拉强度处时停止。应力波作用学说只考虑了拉应力波在自由面的反射作用，不仅忽视了爆轰气体

7、的作用，而且也忽视了压应力的作用，对拉应力和压应力的环向作用也未予考虑。实际上爆破漏斗主要以由里向外的爆破作用为主。第二部分第二部分 光面爆破的作用机理第三种学说：应力波和爆轰气体压力共同作用学说应力波和爆轰气体压力共同作用学说这种学说认为，岩石的破坏是应力波和爆轰气体共同作用的结果。这种学说综合考虑了应力波和爆轰气体在岩石破坏过程中所起的作用，更切合实际而为大多数研究者所接受。其基本观点如下：第二部分第二部分 光面爆破的作用机理爆轰波波阵面的压力和传播速度大大高于爆轰气体产物的压力和传播速度。爆轰波首先作用于药包周围的岩壁上，在岩石中激发形成冲击波并很快衰减为应力波。冲击波在药包附近的岩石中

8、产生“压碎”现象，应力波在压碎区域之外产生径向裂隙。随后，爆轰气体产物继续压缩被冲击波压碎的岩石，爆轰气体“楔入”在应力波作用下产生的裂隙中，使之继续向前延伸和进一步张开。当爆轰气体的压力足够大时，爆轰气体将推动破碎岩块作径向抛掷运动。第二部分第二部分 光面爆破的作用机理第二部分第二部分 光面爆破的作用机理对于不同性质的岩石和炸药，应力波与爆轰气体的作用程度是不同的。在坚硬岩石、高猛度炸药、偶合装药或装药不偶合系数较小的条件下，应力波的破坏作用是主要的；在松软岩石、低猛度炸药、装药不偶合系数较大的条件下，爆轰气体的破坏作用是主要的。第三部分第三部分 光面爆破的意义众所周知，隧道开挖是隧道效益好

9、坏的重要决定因素，众所周知，隧道开挖是隧道效益好坏的重要决定因素，是隧道施工中最重要的一道工序。开挖的好坏将直接影响是隧道施工中最重要的一道工序。开挖的好坏将直接影响施工效益。具体体现在：一是节省了由于超挖而需要额外施工效益。具体体现在：一是节省了由于超挖而需要额外的回填材料；二是最大限度地避免了超欠挖，减少二次处的回填材料；二是最大限度地避免了超欠挖，减少二次处理工作量，为后续工序创造了施工环境，节省了时间；三理工作量，为后续工序创造了施工环境，节省了时间；三是形成圆顺的开挖面，避免了应力集中，保证施工安全。是形成圆顺的开挖面，避免了应力集中，保证施工安全。第三部分第三部分 光面爆破的意义开

10、挖不仅关系到成本，也关系到施工安全，可以说开挖开挖不仅关系到成本，也关系到施工安全，可以说开挖的好坏，直接影响到工程进度、质量、效益、安全。的好坏，直接影响到工程进度、质量、效益、安全。目前隧道施工采取的主要施工方法是钻爆法，因此爆破目前隧道施工采取的主要施工方法是钻爆法，因此爆破的重要性不言而喻。的重要性不言而喻。下面，我们来理解一下下面，我们来理解一下“向开挖要效益向开挖要效益”。第三部分第三部分 光面爆破的意义公路隧道施工技术规范公路隧道施工技术规范（JTGF60-2009）中对超）中对超挖值规定如下：挖值规定如下：项目目规定定值或允或允许偏差（偏差（mm）拱部破碎土、土（、级围岩）平均

11、100，最大150中硬岩、软岩（、级围岩）平均150，最大250硬岩（级围岩）平均100，最大200边墙每侧+100，-0全宽+200，-0仰拱、隧底平均100，最大250第三部分第三部分 光面爆破的意义规范对超挖处理的相关规定：规范对超挖处理的相关规定：超挖部分必须回填密实。第三部分第三部分 光面爆破的意义支支护类型型设计每延米每延米方量（方量（m）超挖后每延超挖后每延米方量米方量（m）差差值（m）考考虑回回弹量量值（m）每延米每延米额外外增加增加费用用（元）（元）备注注FS5a9.5513.223.674.223756超挖按照平均100mm计算FS5b8.812.473.674.22375

12、6FS5c5.247.622.382.742439回弹量按照15%计算FS4a4.727.082.362.72403FS4b4.296.672.382.742439砼费用按照890元/m计算FS32.364.722.362.72403喷射砼设计量与超挖量对比表第三部分第三部分 光面爆破的意义以上只是直接材料费用，未包括设备人工费用。其次每循环处理超欠挖所需要时间约在11.5小时此外由于爆破控制不好，造成围岩周边参差不齐，找顶排险时间长，安全隐患大。说了这么多，想必大家已经对于光面爆破有了深刻认识，下面的内容我将和大家一道就如何开展好光面爆破工作进行探讨，限于水平，过程中难免有很多不足，敬请各位

13、领导、同仁批评指正！第四部分第四部分 光面爆破设计目的：设计目的：光面爆破的实质是按照隧道断面的设计轮廓线合理布置周边眼而进行的一种控制爆破。在实施爆破后，在隧道周边形成一个光滑平整的边壁，使隧道断面既符合设计轮廓要求，又要使围岩不产生损伤，从而保持围岩的完整和自身承载能力，以达到快捷、高效、优质的施工目的。第四部分第四部分 光面爆破设计目的：设计目的：根据实际地质条件、开挖断面、开挖循环进尺、钻眼机具、爆破器材、振速要求编制爆破设计。根据爆破工艺、爆破安全要求及爆破工程的工期，确定爆破的规模。采取合理的施工方法和强有力的技术措施，满足施工工期要求。施工中产生的爆破震动不能影响整个工程的正常运

14、转，保证周围建筑物的安全。第四部分第四部分 光面爆破设计原则：设计原则：根据洞室围岩岩性、结构、构造特点合理选择周边眼间距E和最小抵抗线W，辅助眼交错均匀布置，周边炮眼和辅助炮眼眼底在同一垂直面上。合理选择掏槽形式，保证达到最佳掏槽效果，掏槽眼比辅助眼深1020cm。严格控制周边眼装药量，采用竹片或塑料上绑扎导爆索和光爆专用小药卷间隔装药，使药量沿炮眼均匀分布。第四部分第四部分 光面爆破设计原则：设计原则：合理分布掘进眼，以达到炮眼数量少，材料最省，同时石碴块度适中，便于装卸。合理选择循环进尺，根据围岩状况、施工部位、工期要求及机械能力等因素来综合考虑。合理选择爆破材料，采用2号岩石及乳化炸药

15、，非电毫秒雷管、塑料导爆管、导爆索。第四部分第四部分 光面爆破设计原则：设计原则：合理选择起爆顺序和爆破网络联接方式，采用导爆管起爆网路，毫秒雷管分段起爆，时差50100ms；同时控制单段同时起爆装药量，确保临近隧道围岩中最大振速小于爆破安全规程允许要求。动态设计、动态施工。根据开挖后断面量测、围岩量测和爆破振动监控结果，不断优化爆破设计。在保证爆破效果的前提下，尽可能做到投资少，开挖工程量少，工程进度快，爆破成本低。第四部分第四部分 光面爆破光面爆破工艺流程第四部分第四部分 光面爆破几个概念：周边眼周边眼辅助眼辅助眼掏槽眼掏槽眼第四部分第四部分 光面爆破第四部分第四部分 光面爆破爆破光面的形

16、成，起至关重要的是爆破光面的形成，起至关重要的是掏槽眼掏槽眼和和周边眼周边眼的设的设计。其中：计。其中：掏槽眼掏槽眼是为辅助眼提供新的自由面，是后续爆破效果能是为辅助眼提供新的自由面，是后续爆破效果能好的基础，直接影响隧道爆破的循环进尺和掘进效果。好的基础，直接影响隧道爆破的循环进尺和掘进效果。第四部分第四部分 光面爆破扩槽扩槽眼眼进一步扩大掏槽空间，破碎隧道岩体，为后续爆进一步扩大掏槽空间，破碎隧道岩体，为后续爆破提供新的自由面；破提供新的自由面；周边眼周边眼则直接关系着到隧道开挖边界的超欠挖大小和对则直接关系着到隧道开挖边界的超欠挖大小和对保留围岩损害的程度。保留围岩损害的程度。第四部分第

17、四部分 光面爆破炮孔布置炮孔布置位置位置与与形式：形式：掏槽眼一般布置在断面的中下方，主要有楔形掏槽和桶掏槽眼一般布置在断面的中下方，主要有楔形掏槽和桶形掏槽，多用楔形掏槽方式；有水平楔形与垂直楔形之分。形掏槽，多用楔形掏槽方式；有水平楔形与垂直楔形之分。辅助眼一般围绕掏槽空间，按线形或环形均匀布置；排辅助眼一般围绕掏槽空间，按线形或环形均匀布置；排间距间距b(即抵抗线即抵抗线w)应小于同排或同环的孔距应小于同排或同环的孔距a，常为孔距，常为孔距a的的80100；可以打垂直眼，也可打斜眼，逐渐垂直；可以打垂直眼，也可打斜眼，逐渐垂直；周边眼布置在设计轮廓线上，通常为斜眼，眼底落在设计周边眼布置

18、在设计轮廓线上，通常为斜眼，眼底落在设计轮廓线上或外摆轮廓线上或外摆10cm，一般采用光面爆破，一般采用光面爆破。第四部分第四部分 光面爆破第四部分第四部分 光面爆破图 楔形掏槽水平楔形其他孔线形布置 第四部分第四部分 光面爆破楔形掏槽垂直楔形 其他孔环状布置 第四部分第四部分 光面爆破各类孔孔间距取值原则：各类孔孔间距取值原则：掏槽孔的夹制作用大，爆破条件差，炮孔应较密；掏槽孔的夹制作用大，爆破条件差，炮孔应较密；辅助孔经过掏槽孔、扩槽孔爆破后，自由面条件较好，辅助孔经过掏槽孔、扩槽孔爆破后，自由面条件较好，孔距应较大；距掏槽空间越近排距越大；孔距应较大；距掏槽空间越近排距越大；扩槽孔的作用

19、是进一步扩大槽腔，应适当加密炮孔；扩槽孔的作用是进一步扩大槽腔，应适当加密炮孔；周边孔的作用是控制开挖轮廓，应采用光面爆破，周边孔的作用是控制开挖轮廓，应采用光面爆破，孔间孔间距必须小于排间距。距必须小于排间距。第四部分第四部分 光面爆破内圈孔距离开挖面较近，应适当加密，使炸药能量在内内圈孔距离开挖面较近，应适当加密，使炸药能量在内圈孔一带均匀分布，减少对围岩的爆破破坏；扩槽、辅助圈孔一带均匀分布，减少对围岩的爆破破坏；扩槽、辅助孔爆破后，部分岩碴堆积在底板上，增加了底板上辅助孔、孔爆破后，部分岩碴堆积在底板上，增加了底板上辅助孔、底板孔的爆破负荷，为保证底部的爆破效果，底板孔也必底板孔的爆破

20、负荷，为保证底部的爆破效果，底板孔也必须适当加密。须适当加密。炮孔的方向和角度炮孔的方向和角度 炮孔的方向，可以与作炮孔的方向，可以与作业面垂直或倾斜，在有明显业面垂直或倾斜，在有明显裂缝或层理时，炮孔应与岩裂缝或层理时，炮孔应与岩石裂缝或层理垂直或斜交石裂缝或层理垂直或斜交(见见图图)，尽量避免平行层理，尽量避免平行层理和钻入裂缝。和钻入裂缝。掏槽可利用裂缝、层理掏槽可利用裂缝、层理。第四部分第四部分 光面爆破内圈孔距离开挖面较近，应适当加密，使炸药能量在内内圈孔距离开挖面较近，应适当加密，使炸药能量在内圈孔一带均匀分布，减少对围岩的爆破破坏；扩槽、辅助圈孔一带均匀分布，减少对围岩的爆破破坏

21、；扩槽、辅助孔爆破后，部分岩碴堆积在底板上，增加了底板上辅助孔、孔爆破后，部分岩碴堆积在底板上，增加了底板上辅助孔、底板孔的爆破负荷，为保证底部的爆破效果，底板孔也必底板孔的爆破负荷，为保证底部的爆破效果，底板孔也必须适当加密。须适当加密。第四部分第四部分 光面爆破 一般炮孔应与自由面成一定角度，以有利于爆破外抛。一般炮孔应与自由面成一定角度，以有利于爆破外抛。角度的大小，根据岩石的坚硬程度、炮孔作用及便于作业而角度的大小，根据岩石的坚硬程度、炮孔作用及便于作业而定。炮孔角度越大，爆破效果越差；炮孔角度越小，最小抵定。炮孔角度越大，爆破效果越差；炮孔角度越小，最小抵抗线抗线(装药中心至自由面的

22、垂直距离装药中心至自由面的垂直距离)越小，爆破效果越好，越小，爆破效果越好，但炮孔深度浅，进度慢。既要进度快，又要爆破效果好，必但炮孔深度浅，进度慢。既要进度快，又要爆破效果好，必须选择好炮孔的角度。须选择好炮孔的角度。第四部分第四部分 光面爆破炮孔倾角取值参考表：炮孔倾角取值参考表：加强掏槽孔：加强掏槽孔：505055;55;掏槽孔：掏槽孔：55558080；辅助孔：辅助孔：75759090；周边孔：周边孔：85859090。岩石坚硬取小值，岩石松软取大值岩石坚硬取小值，岩石松软取大值。第四部分第四部分 光面爆破各类炮孔各类炮孔眼底眼底要落在要求的要落在要求的同一平面上，掏槽眼同一平面上，掏

23、槽眼应超深应超深2020左右。左右。第四部分第四部分 光面爆破孔数较多同类孔也应采用分段延时起爆。即使是楔形掏槽孔数较多同类孔也应采用分段延时起爆。即使是楔形掏槽眼，眼，各对楔形掏槽眼各对楔形掏槽眼之间应跳段设置。之间应跳段设置。第四部分第四部分 光面爆破掏槽困难，可适当加眼。掏槽困难，可适当加眼。在坚硬在坚硬岩石中掏槽，难以形成掏岩石中掏槽，难以形成掏槽空间，可在楔形掏槽眼上下中间部位各加一个掏槽眼，且槽空间，可在楔形掏槽眼上下中间部位各加一个掏槽眼，且向楔形中央倾斜。向楔形中央倾斜。第四部分第四部分 光面爆破隧道爆破周边眼必须采用隧道爆破周边眼必须采用光面爆破光面爆破。实践表明，采用普通爆

24、破方法，不仅对围岩扰动大，而且实践表明，采用普通爆破方法，不仅对围岩扰动大，而且难以爆出理想的开挖轮廓，而光面爆破较大程度的满足上述难以爆出理想的开挖轮廓，而光面爆破较大程度的满足上述要求。要求。第四部分第四部分 光面爆破光面爆破光面爆破的的特点特点：沿设计轮廓线打一排沿设计轮廓线打一排小孔距小孔距的的平行炮孔平行炮孔，小药量小药量、不耦合不耦合装药装药，在开挖区主炮孔爆破后（，在开挖区主炮孔爆破后（后起爆后起爆），），同时起爆同时起爆。光面爆破的切割成缝机理：光面爆破的切割成缝机理：1 1、相邻孔的导向作用、相邻孔的导向作用2 2、爆生气体的扩缝作用、爆生气体的扩缝作用第四部分第四部分 光面

25、爆破第四部分第四部分 光面爆破光面爆破设计（几个要点）：光面爆破设计（几个要点）：（1 1）周边眼间距周边眼间距a a周边眼要适当加密，才能有效地形成光面裂隙。若孔距过周边眼要适当加密，才能有效地形成光面裂隙。若孔距过大，孔间导向作用消失，光面裂隙就不能形成；而孔距过小，大，孔间导向作用消失，光面裂隙就不能形成；而孔距过小，又会增加钻孔费用和爆破工作量，还可能使药量偏大，光面又会增加钻孔费用和爆破工作量，还可能使药量偏大，光面效果不好，所以，一般：效果不好，所以，一般：a a（8 81818）d d，其中，其中d d孔径。孔径。第四部分第四部分 光面爆破光面爆破设计（几个要点）：光面爆破设计（

26、几个要点）：当炮孔直径为当炮孔直径为353545mm45mm时，炮眼间距一般可取时，炮眼间距一般可取404070cm70cm。但但在岩石节理裂隙发育的地区，或者对光爆面的质量要求在岩石节理裂隙发育的地区，或者对光爆面的质量要求高的部位，其孔距还应更小一些高的部位，其孔距还应更小一些。第四部分第四部分 光面爆破（2 2）最小抵抗线最小抵抗线w w和炮孔密集系数和炮孔密集系数m mw w即光面层厚度，一般说来即光面层厚度，一般说来w wa a光面孔间距。光面孔间距。因为：因为：w w过小，孔与孔间的光面裂隙来不及贯通前，各孔过小，孔与孔间的光面裂隙来不及贯通前，各孔就朝自由面方向形成爆破漏斗，结果

27、产生凹凸不平的破裂面；就朝自由面方向形成爆破漏斗，结果产生凹凸不平的破裂面；反之，反之，w w过大，光面裂隙虽易于形成，但自由面方向的爆破效过大，光面裂隙虽易于形成，但自由面方向的爆破效果可能恶化，产出大块多，在壁面造成凹坑。果可能恶化，产出大块多，在壁面造成凹坑。第四部分第四部分 光面爆破一般：一般：m m a/w=a/w=（0.60.60.80.8），最大可以达到），最大可以达到1 1，即即m mmaxmax1 1。一般说来：岩石破碎节理发育时，爆破裂隙产生和发展方一般说来：岩石破碎节理发育时，爆破裂隙产生和发展方向不易控制，要获得平整的轮廓面，向不易控制，要获得平整的轮廓面，a a应偏小

28、取、应偏小取、w w偏大取；偏大取；即取即取m m0.60.6，甚至可接近取，甚至可接近取m m0.50.5；岩石较完整，开挖跨度；岩石较完整，开挖跨度较大，取较大，取m=0.8m=0.8，a a取原设计值；岩石坚韧，开挖跨度小，则取原设计值；岩石坚韧，开挖跨度小，则a a、w w都应偏小取，可取都应偏小取，可取m=1m=1，才能形成符合设计的曲率半径较小，才能形成符合设计的曲率半径较小的轮廓面。的轮廓面。第四部分第四部分 光面爆破建议：建议：硬岩取：硬岩取：a=50a=5060cm60cm、w=w=（55556565）；）；中硬岩：中硬岩：a=45a=4550cm50cm、w=w=（5050

29、5555）；）；软软 岩：岩：a=40a=4045cm45cm、w=w=（40405050）。）。第四部分第四部分 光面爆破（3）不耦合系数）不耦合系数k=炮孔直径炮孔直径D/装药直径装药直径d：要要使使炸炸药药在在孔孔内内爆爆炸炸而而孔孔壁壁不不产产生生“压压碎碎”破破坏坏，必必须须选选择择合合理理不不耦耦合合系系数数，一一般般不不耦耦合合系系数数1.13.03.0，而而其其中中取取1.52.5的较多。的较多。第四部分第四部分 光面爆破（4 4）齐发爆破）齐发爆破光面孔应齐发、同时起爆。为此各孔可敷设导爆索，引出光面孔应齐发、同时起爆。为此各孔可敷设导爆索，引出孔外后与一根主导爆索相连，再接

30、续导爆管延时雷管。其延孔外后与一根主导爆索相连，再接续导爆管延时雷管。其延期时间：期时间：距相邻主炮孔爆破的延期时间距相邻主炮孔爆破的延期时间tt不小于不小于100ms100ms。若光面孔较多，震动限制不能同时起爆，可以采取分组延若光面孔较多，震动限制不能同时起爆，可以采取分组延时起爆，相邻组光面孔延时段号连续，不跳段。时起爆，相邻组光面孔延时段号连续，不跳段。第四部分第四部分 光面爆破光面爆破一般参考数值光面爆破一般参考数值装药集中度装药集中度(kg/m)岩石类岩石类别别炮眼间距炮眼间距E(cm)抵抗线抵抗线W(cm)密集系数密集系数K=E/W0.300.35硬岩硬岩557060800.71

31、.00.200.30中硬岩中硬岩456560800.71.00.070.12软岩软岩355040600.50.8第四部分第四部分 光面爆破起爆药包的位置 1 1）正向起爆：将起爆药）正向起爆：将起爆药包放在孔口第包放在孔口第1 1或第或第2 2个药个药卷处，雷管聚能穴朝向孔卷处，雷管聚能穴朝向孔底。底。掏槽炮眼采用正向起爆。掏槽炮眼采用正向起爆。2 2）反向起爆：起爆药包）反向起爆：起爆药包放置在孔底，雷管聚能穴放置在孔底，雷管聚能穴朝向孔口。朝向孔口。辅助炮眼采用反向起爆。周边眼采用反向起爆。辅助炮眼采用反向起爆。周边眼采用反向起爆。第四部分第四部分 光面爆破光爆特别强调以下几点：光爆特别强

32、调以下几点：一、光面孔间距一定要小于光面层厚度。一、光面孔间距一定要小于光面层厚度。第四部分第四部分 光面爆破二、光面孔的孔间距要小二、光面孔的孔间距要小岩石类别岩石类别炮眼间距炮眼间距a /cm硬岩硬岩50中硬岩中硬岩50软岩软岩40第四部分第四部分 光面爆破三、光面孔孔位要准确、相互平行、间距一致。三、光面孔孔位要准确、相互平行、间距一致。开孔位置开孔位置偏差不应大于偏差不应大于3 3，钻孔以，钻孔以3 35 5的斜率向断面外倾斜。的斜率向断面外倾斜。第四部分第四部分 光面爆破四、光面孔采用不耦合装药和空气间隔装药四、光面孔采用不耦合装药和空气间隔装药将药卷捆绑在将药卷捆绑在导爆索导爆索上

33、，形成一个断续的炸药串。为方便上，形成一个断续的炸药串。为方便装药，一般可将药串绑在竹片上，送入孔内，装药，一般可将药串绑在竹片上，送入孔内，分别起爆进行分别起爆进行爆破。爆破。第四部分第四部分 光面爆破五、孔口必须采用炮泥堵塞五、孔口必须采用炮泥堵塞（0.50.5）。太长部分加间隔。太长部分加间隔器、竹节堵塞。器、竹节堵塞。第四部分第四部分 光面爆破六、减震爆破措施。六、减震爆破措施。同层连续、隔层跳段延时起爆。同层连续、隔层跳段延时起爆。第四部分第四部分 光面爆破七、周边孔同时起爆七、周边孔同时起爆起爆顺序：掏槽眼起爆顺序：掏槽眼扩槽眼扩槽眼辅助眼辅助眼底眼底眼光爆眼。光爆眼。第四部分第四

34、部分 光面爆破八、光面孔导爆索连接起爆。八、光面孔导爆索连接起爆。第四部分第四部分 光面爆破第四部分第四部分 光面爆破第五部分第五部分 圭嘎拉隧道光面爆破设计工程概括：工程概括：西藏 S5 拉萨至泽当快速路圭嘎拉隧道设计为分离式双洞隧道，两洞相距2530m，隧道最大埋深1152m，建筑限界10.25m5m，双洞四车道，设计速度为80km/h。左洞起止桩号ZK14+410ZK27+200，全长为12790m；右洞起止桩号YK14+408YK27+190，全长为12782m。隧道路面设计高程为4248.449m（进口）4106.134m（出口）。第五部分第五部分 圭嘎拉隧道光面爆破设计工程概括：工

35、程概括：该隧道设计两个分离式双洞斜井，1#斜井与正线交点里程K18+400，斜井平均长度约2400米，纵坡约12%；2#斜井与正线交点里程K22+840，斜井平均长度约1800米，纵坡约12%。隧道级围岩比例为10%，级围岩比例为60%，级围岩比例为30%，围岩以板岩、花岗岩为主。第五部分第五部分 圭嘎拉隧道光面爆破设计光面爆破设计：光面爆破设计：炮眼布置：先布置掏槽眼，其次是周边眼，最后是辅助眼。掏槽眼一般布置在开挖面中央偏下部位，其深度比其它眼深15cm20cm。为爆出平整的开挖面，除掏槽和底部炮眼外，所有掘进眼眼底落在同一平面上。底部炮眼深度一般与掏槽眼相同。第五部分第五部分 圭嘎拉隧道

36、光面爆破设计光面爆破设计：光面爆破设计：炮眼布置：周边眼严格按照设计位置布置。断面拐角处布置炮眼。为满足机械钻眼需要和减少超欠挖，周边眼设计位置考虑0.030.05的外插斜率。并应使前后两排炮眼的衔接台阶高度（即锯齿形的齿高）最小为佳。此高度一般要求为10cm左右，最大也不大于15cm。第五部分第五部分 圭嘎拉隧道光面爆破设计光面爆破设计：光面爆破设计：炮眼布置：辅助眼的布置主要是解决炮眼间距和最小抵抗线的问题，这可以由施工经验决定，一般抵抗线W约为炮眼间距的60%80%，并在整个断面上均匀排列，W值一般取0.6m0.8m。当炮眼的深度超过2.5m时，靠近周边眼的内圈辅助眼与周边眼有相同的倾角

37、。第五部分第五部分 圭嘎拉隧道光面爆破设计光面爆破设计：光面爆破设计：炮眼布置：当岩层层理明显时，炮眼方向应尽量垂直于层理面。如节理发育，炮眼应尽量避开节理，以防卡钻和影响爆破效果。第五部分第五部分 圭嘎拉隧道光面爆破设计爆破参数选择：隧道光面爆破参数主要有：周边眼间距a0、周边眼密集系数m、最小抵抗线W、不耦合系数D、装药集中度q。这些参数是共同起作用的，只有这些参数都在正确的范围内时，爆破效果才是最理想的，各种参数中周边眼装药集中度q是最重要的参数。所以对隧道光面爆破来说，根据地质条件，炸材品种与性能等因素，正确设计装药集中度q是最为重要的。第五部分第五部分 圭嘎拉隧道光面爆破设计炮眼直径

38、dp：炮眼直径对凿岩生产率、炮眼数目、单位耗药量和洞壁的平整程度均有影响。加大炮眼直径以及相应装药量可使炸药能量相对集中，爆炸效果得以改善。但炮眼直径过大将导致凿岩速度显著下降，并影响岩石破碎质量、洞壁平整程度和围岩稳定性。因此，必须根据岩性、凿岩设备和工具、炸药性能等综合分析，合理选用孔径dp。一般隧道的炮眼直径dp=32mm50mm，药卷与眼壁之间的间隙一般为炮眼直径的10%15%。本隧道初步设计炮眼直径dp=42mm。第五部分第五部分 圭嘎拉隧道光面爆破设计炮眼深度：炮眼深度是指炮眼底至开挖面的垂直距离。合适的炮眼深度有助于提高掘进速度和炮眼利用率。随着凿岩、装碴运输设备的改进，目前普遍

39、存在加长炮眼深度以减少作业循环次数的趋势。一般根据下列因素确定炮眼深度：（1）围岩的稳定性，避免过大的超欠挖；（2）凿岩机的允许钻眼长度、操作技术条件和钻眼技术水平。（3）掘进循环安排，保证充分利用作业时间。第五部分第五部分 圭嘎拉隧道光面爆破设计炮眼深度：确定炮眼深度的常用方法有三种。一种是采用斜眼掏槽时，炮眼深度受开挖面大小的影响，炮眼过深，周边岩石的夹制作用较大，故炮眼深度不宜过大。一般最大炮眼深度取断面宽度（或高度）B的0.30.5倍，即L=（0.30.5）B。当围岩条件好时，采用较小值。第五部分第五部分 圭嘎拉隧道光面爆破设计炮眼深度：另一种方法是利用每一掘进循环的进尺数及实际的炮眼

40、利用率来确定。第三种方法是按每一掘进循环中所占时间确定。所确定的炮眼深度还应与装碴运输能力相适应，使每个作业班能完成整数个循环，而且使掘进每米隧道消耗的时间最少，炮眼利用率最高。目前较多采用的炮眼深度为：浅孔L=1.0m2.0m，中深孔L=2.0m3.5m，深孔L=3.5m5.15m。第五部分第五部分 圭嘎拉隧道光面爆破设计周边眼间距a0：周边眼间距和最小抵抗线是光面爆破的两个重要参数。一般原则是软岩和层理节理发育的岩层上，眼距应小而抵抗线应大，在坚硬稳定的岩层上眼距应大些，抵抗线应小些。隧道跨度加大时，眼距适当加大。隧道开挖施工爆破可按下式确定周边眼间距a0：a0=（1220）dp其中，dp

41、为炮眼直径；mm。第五部分第五部分 圭嘎拉隧道光面爆破设计周边眼间距a0：根据圭嘎拉隧道的围岩地质特征，周边眼间距a0初步设计值见表5-1。最终通过爆破试验确定周边眼间距a0值。表5-1 圭嘎拉隧道周边眼间距a0初步设计值隧道隧道围岩岩级别级围岩岩级围岩岩级围岩岩周周边眼眼间距距a0(cm)50605040第五部分第五部分 圭嘎拉隧道光面爆破设计 炮眼密集系数m：炮眼密集系数也称炮眼邻近系数，它表达了炮眼间距a0与最小抵抗线（光面层厚度）W之间的关系，即m=a0/W，是光面爆破参数确定中的一个关键值。一般情况下，周边眼间距和光面层厚度的比值为m=0.81.0。当m1时，a0偏大而W值偏小，爆破

42、时易出现裂缝，周边眼尚未沟通前应力波已传到二圈眼，这样光面眼就变成偏斗爆破。当m=1时，爆破时光面眼之间的裂缝形成较好；当m=0.5时，光面层不易爆下来。第五部分第五部分 圭嘎拉隧道光面爆破设计 炮眼密集系数m：根据圭嘎拉隧道的围岩地质特征，周边眼密集系数m初步设计值见表5-2。最终通过爆破试验确定周边眼密集系数m值。表5-2 圭嘎拉隧道周边眼密集系数m初步设计值隧道隧道围岩岩级别级围岩岩级围岩岩级围岩岩炮眼密集系数炮眼密集系数m(cm)0.830.850.86第五部分第五部分 圭嘎拉隧道光面爆破设计光面爆破的最小抵抗线W：理论和实践证明，光面爆破炮眼间距与最小抵抗线之比取0.8为好，即a0/

43、W=0.8，W=1.25 a0当岩石坚硬时，W应适当减小，岩石破碎时，在节理裂隙发育处，抵抗线W应增大。第五部分第五部分 圭嘎拉隧道光面爆破设计光面爆破的最小抵抗线W：根据圭嘎拉隧道的围岩地质特征，光面爆破的最小抵抗线W初步设计值见表5-3。最终通过爆破试验确定光面爆破的最小抵抗线W值。表5-3 圭嘎拉隧道光面爆破的最小抵抗线W初步设计值隧道隧道围岩岩级别级围岩岩级围岩岩级围岩岩最小抵抗最小抵抗线W(cm)606050第五部分第五部分 圭嘎拉隧道光面爆破设计不耦合系数D：炮眼直径与药包直径的比值称为不耦合系数，当不耦合系数D=1时，表示药包与孔壁紧密接触，当D1时，表示药包与孔壁之间存在空气间

44、隙，爆破将在间隙中衰减很多，减小传递给岩面的爆炸能量。因此在实际施工中，主要采用不耦合装药来实现控制爆破。第五部分第五部分 圭嘎拉隧道光面爆破设计不耦合系数D：研究表明，不耦合系数的大小与炮眼壁上的最大切向应力之间呈指数关系，因此当炮眼直径为3245mm时，不耦合系数D=1.52.0。根据圭嘎拉隧道的围岩地质特征，初步设计周边眼直径为40mm，采用直径为25 mm的乳化炸药药卷，光面爆破不耦合系数D初步设计值D=1.6。最终通过爆破试验确定光面爆破不耦合系数D值。第五部分第五部分 圭嘎拉隧道光面爆破设计炮眼装药量：单眼装药量可按下式计算Q=Lr式中，Q为单眼装药量，kg；为炮孔装药系数；L为孔

45、深，m；r为线炸药量，kg/m。本初步设计对于掏槽眼=0.9；L=3.2 m，2.2m，1.2m；r=0.85kg/m。对于辅助眼=0.8；L=3.0 m，2.0m，1.0m；r=0.80kg/m。对于周边眼=0.8；L=3.0m，2.0m，1.0m；r=0.30kg/m。第五部分第五部分 圭嘎拉隧道光面爆破设计炮眼装药量：根据圭嘎拉隧道的围岩特征，经计算分析得单眼装药量Q初步设计值见表5-4。最终通过爆破试验确定单眼装药量Q值。表5-4 圭嘎拉隧道单眼装药量Q初步设计值单眼装眼装药量量Q（kg）爆破爆破类型型级围岩级围岩级围岩掏槽眼掏槽眼2.41.61.0辅助眼助眼1.91.30.7周周边眼

46、眼0.70.50.3第五部分第五部分 圭嘎拉隧道光面爆破设计装药结构：周边眼装药结构周边眼装药结构周边眼装药结构采用反向间隔装药结构或小直径连续装药结构（底部加强），如图5-1和图5-2所示。间隔装药采用25乳化炸药，底部加强段采用32乳化炸药。第五部分第五部分 圭嘎拉隧道光面爆破设计装药结构：周边眼装药结构周边眼装药结构图图5-1 周边眼间隔装药结构示意图周边眼间隔装药结构示意图图图5-2 周边眼小直径连续装药结构示意图周边眼小直径连续装药结构示意图第五部分第五部分 圭嘎拉隧道光面爆破设计装药结构：掏槽炮眼装药结构掏槽炮眼装药结构掏槽炮眼装药结构采用正向连续装药结构，采用32乳化炸药。见图5

47、-3所示。图5-3 正向连续装药结构示意图第五部分第五部分 圭嘎拉隧道光面爆破设计装药结构：辅助炮眼装药结构辅助炮眼装药结构辅助炮眼装药结构采用反向连续装药结构，采用32乳化炸药。见图5-4所示。图5-4 反向连续装药结构示意图第五部分第五部分 圭嘎拉隧道光面爆破设计辅助眼参数：辅助眼参数主要是炮眼间距a1和最小抵抗线W1。内圈辅助眼所在的位置即是光爆抵抗线的外边缘，内圈辅助眼爆破质量好坏，直接影响着周边眼的光爆质量。实践表明，内圈辅助眼距为1.52.0W，掏槽扩大辅助眼既是掏槽眼的辅助炮眼，又是对掏槽炮所在爆槽起扩大“战果”的作用，因而它的炮眼底部距离应该比其他辅助炮眼小一些，才便于保证槽口

48、顺利向外扩张，其孔底间距应视岩石坚硬程度而定，一般在50100cm。第五部分第五部分 圭嘎拉隧道光面爆破设计辅助眼参数：辅助眼间距应为周边眼距的1.52.0倍，最小抵抗线一般为0.60.8m，并根据实际情况及时调整。根据圭嘎拉隧道的围岩特征，经计算分析，辅助眼参数初步设计值见表5-5。最终通过爆破试验确定辅助眼参数值。表5-5 圭嘎拉隧道辅助眼参数初步设计值隧道隧道围岩岩级别级围岩岩级围岩岩级围岩岩内圈内圈辅助眼助眼间距距(cm)809070806070辅助眼助眼间距距(cm)8010080906080掏槽掏槽扩大大辅助眼助眼间距距(cm)305040504060辅助眼最小抵抗助眼最小抵抗线(

49、cm)809070806070第五部分第五部分 圭嘎拉隧道光面爆破设计掏槽眼参数：掏槽效果的好坏直接影响掘进效果和炮孔利用率。掏槽眼一般应布置在开挖面中央偏下部位。目前公路隧道中主要采用直眼掏槽和楔形掏槽。直眼掏槽在提高掘进进尺方面具有很大潜力，然而其中心孔直径达100125mm，气腿式凿岩机很难达到这种要求。第五部分第五部分 圭嘎拉隧道光面爆破设计掏槽眼参数：本隧道钻爆施工中采用楔形掏槽，掏槽眼水平成对布置，如图5-5所示，爆破后将炸出楔形槽口。楔形掏槽有一级、二级、三级等多级掏槽形式。楔形掏槽主要参数有：炮眼与开挖面间的夹角、上下两对炮眼的间距a和同一平面上一对掏槽眼眼底的距离b。第五部分

50、第五部分 圭嘎拉隧道光面爆破设计掏槽眼参数：根据圭嘎拉隧道围岩特征，除级围岩采用二级楔形掏槽外，其余采用一级楔形掏槽，经计算分析，掏槽眼参数初步设计值见表5-6。最终通过爆破试验确定掏槽眼参数值。第五部分第五部分 圭嘎拉隧道光面爆破设计图5-5 楔形掏槽眼布置第五部分第五部分 圭嘎拉隧道光面爆破设计表5-6 楔形掏槽眼参数第五部分第五部分 圭嘎拉隧道光面爆破设计炮眼堵塞：炮泥配合比一般为1:3的粘土和沙子，加含2%3%食盐的水制成，炮泥应干湿适度，宜用炮泥机制作炮泥。周边眼堵塞长度不少于0.30m；其余炮眼堵塞长度为：浅眼将余眼部分全部堵塞；当炮眼深度小于1.0m时，堵塞长度不少于二分之一炮眼