第１１卷 第５ｚ期 ２０１１年 中 国水运 ＶｏＩ．１１ Ｍａｙ Ｎｏ．５ ２０１１ ５月 Ｏｈ ｉ ｎａ Ｗａｔｅｒ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ 浅谈隧道开挖中光面爆破的技术要点 杨海忠 （浙江省隧道工程公司，浙江杭州３１０００５） 摘要：文中对隧道开挖过程中使用的光面爆破方法的技术要点，提出了个人的看法，供探讨和参考。 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６－７９７３（２０１ １）０５—０１８４—０２ ３５ｍｍ～４５ｍｍ时，在ＩＶ、Ｖ类围岩及整体情况好的ＩＩＩ类 围岩的条件下，炮眼间距取６０ｍｍ￣７０ｍｍ，一般能获得较 好的光面爆破效果。对于小断面的隧洞，为了减小拱部小弧 关键词：光面爆破；技术要点 中图分类号：Ｕ４５５ 光面爆破是一种保护遗留岩体及其表面不受破坏，能使 开挖轮廓面光滑平整的特殊爆破方法，是人为地采取控制措 施，减弱动压对炮眼周壁岩石的冲击作用于，使动压在这种 爆破中居次要地位，而使高压气体产生的静压作用成为主导。 只有控制并减弱爆破冲击波的动压作用，才能产生光面效果。 部分（靠近拱基的地方）岩石爆破的夹制作用，使之易于形 成曲面，该处的炮眼间距可缩小至４０ｃｍ－５Ｏｃｍ。在节理隙 发育或层理明显，不易控制爆破裂隙方向的岩体中，周边炮 随着新奥法原理的应用与发展，塑料导爆管起爆器材和非电 毫秒雷管的使用，人们在地下隧道工程的开挖中尽可能的采 眼间距一般为４０ｃｍ～６０ｃｍ。当间距缩小，装药量也须相应 减少。同时可根据具体情况，可以在两炮眼间加一不装药的 导向炮眼，爆破效果比较理想。导向炮眼到装药炮眼间的距 离，一般在４０ｃｍ以内。 ３．“光爆层”及其厚度ｗ 用光面爆破法。因为光爆后，地下工程成形好，围岩受到的 破坏很轻，加上锚喷支护的及时加固，更减少或避免岩石的 位移，桧和破坏。采用光爆锚喷技术，能够简化施工工艺， 便于实施机械化，一般可切省劳动力４０％，减少超挖量 １５￣２０％，并节省了临时支护所需的钢材或木材，降低成本 ３Ｏ％左右。减少二衬混凝土的回填。 光面爆破法，具体一点讲，就是采用特殊的装药结构， 选择合理的起爆次序和起爆方法，使开挖的岩石面平整光滑， 且接近设计轮廓的爆破方法。它要求正确选择周度边眼的最 小抵抗线，正确选择适合于当时的地质条件和炮眼情况的炸 “光爆层”就是周边炮眼与主爆区最后一排炮眼之间的 那一层岩石，其厚度也就是周边炮眼的最小抵抗线。它直接 影响光面影响效果以及爆后岩石的块度。光面层过厚，岩石 对爆破的抗力就大，若不增加药量，光面层就炸不下来，但 增加炸药量又会破坏留下的岩石壁面或围岩。通过我们的实 践经验，在Ⅲ、Ⅳ、Ｖ类围岩中，光面层厚度ｗ取 ７０ｃｍ￣８０ｃｍ为宜，但也依据跨度大小及地质情况加以调整。 大跨度隧洞拱顶光面层厚度可增至８０ｃｍ－９０ｃｍ，小跨度隧 洞可减为６０ｃｍ～７０ｃｍ。岩石坚韧，光面层应薄，岩石松软 破碎，光面层可厚些。一般情况面层厚度略大于周边炮眼间 距，光面爆破效果比较好。 ４．周边炮眼的角度和深度 药品种，不偶合系数，装药集中度等。下面我就自已的施工 经验和体会谈谈在隧道的开挖过程中光面爆破的技术要点或 体会。 一、合理布置周边炮眼，提高钻眼精确度 周边炮眼的钻眼参数包括炮眼直径，炮眼间距，最小抵 抗线（又称光面层厚度），炮眼深度和炮眼角度等。正确处理 各参数间的相互关系以及达到要求的钻眼精度，是实现光面 爆破的重要条件。 １．炮眼直径ｄ 公路隧道施工规范规定，周边眼开眼位置在设计断面轮 廓线上，允许沿轮廓线调整，其误差不得大于５ｃｍ，炮眼方 向可以３％－５％的斜率外插，眼底不得超出开挖断面轮廓线 １０ｃｍ，最大不得超过１５ｃｍ。 由于受到拱顶的边墙壁的阻碍，凿岩机钻眼时不得不向 上（拱部）或向外（边墙）甩出一个小角Ｑ（见图１） 根据我们的施工统计，凿岩机紧贴在已开出的轮廓面操 在隧道掘进作业中，通常的钻眼直径为３５ｍｍ～４５ｍｍ， 光面爆破的周边炮眼直径与掘进作业的其它炮眼直径一致。 采用风钻钻眼时，炮眼直径选用３５ｍｍ比较合适，采用液压 钻孔台车钻眼时，炮眼直径选用４５ｍｍ比较合适。 ２周边炮眼间距Ｅ 作时，Ｑ角度可控制在４。以内，炮眼深度Ｌ＜２．２ｍ时，每个 循环的错台可控制到不大于１０ｃｍ。最大没有超过１５ｃｍ。 ５．钻眼的质量要求及实施方法 周边炮眼间距是直接影响开挖轮廓面的平整程度和成形 质量的重要因素。 在不同的地质条件下，相同直径的炮眼，其间距应视不 钻眼的质量要求是，在设计的轮廓线上定准炮眼位置， 各周边眼相互平行，且同开挖断面中心轴线平行，炮眼顺直 同的岩石强度作适当调整。一般计算公式如下 Ｅ＝（１２－１６）ｄ（ｃｍ） 钻进，尽量不带角度，炮眼底落在同一平面上，简称“准、 平、直、齐”。 通过我们的实践，地下隧道周边炮眼直径为 收稿日期：２０１ １－０３—２５ 作者简介：杨海忠（１９７３一），男，浙江省隧道工程公司工程师。 第５ｚ期 （１）定准开眼位置 杨海忠：浅谈隧道开挖中光面爆破的技术要点 １ ８５ 测量人员要准确给出开挖断面的中线 和轮廓线及水平标高，用钢尺量出各炮眼的 间距，依照设计，准确地标出光面层厚度界 结构形式 小 意 随 ｝ｆｊ］ 毫秒微磬 隔不椭 装药 ＼一ｂ ，， 、／ ， １、此 为光爆限装药结构图： ■ Ｅ、２、孔外雷 延时； ３、呼爆索起爆＝ ／ 线。开钻前，用红漆标出周边眼的开眼位置。 （２）控制钻眼方向 钻眼要严格掌握方向，尽量使其不上挑 外甩，以便钻出“平、直”的炮眼来，采用 幅合连续反 向起爆装约 ｝ｊ构 甘堞索 炮泥 （【 １２５ｍｍ小药珏 ， ３２ｍｍ药珏 ４、孔ｌｌ炮泥堵采Ｋ度３０ｃｍ 此 为、，， １ 辅助 、底 装曲结构： ／七蝶＊ ■Ｙｌ￣ｘ－％Ｚｌ＇／－２Ｘｌ 、 地池 ｃｂ ３２ｒａｍ药罄 孔【Ｊ炮 上嚣耀Ｋ度３０ｃｍ 气腿式凿岩机人工钻眼，首先钻出“平、直” 的中心眼，用为其它周边眼的标准。用半园 仪校推钎杆的水平角度，这对保持钻眼的平行度是很有效的。 在离开挖断面２ｃｍ处的顶板上，悬挂一根线绳作为临时中 线，可校正钢钎杆的顺直方向。中心眼打好后，插入一根长 钎杆，作为其它周边炮眼定向的标志。然后将气腿平移一个 炮眼间距的距离，依中，６１１１￣的标志钎杆掌握平直方向，一个 图１装药结构图 三、合理安排开挖程序和起爆顺序 １．合理安排开挖程序 要实现光面爆破，就要合理安排开挖程序，如果开挖程 序安排不适当，则难以实现光面爆破。隧道开挖优先采用光 面爆破，其开挖方法按全断面一次开挖法一正台阶法——弧 个钻下去，操作者要尽量使凿岩机紧靠岩帮或拱顶，决不能 有意使钻杆带有角度钻进。 （３）控制钻眼深度 要求炮眼底落在同一平面上，可采用预量钎杆长度的办 法控制眼深。应注意工作面凹凸不平时，钻眼深度要予以调 整，务使炮眼底落在同一平面上。 （４）为保证钻眼质量，确保足够精度，要采取区域定人 定位的办法，并设专人负责检查，检查合格后才能装药。 二、严格控制装药量，采用空气间隙装药结构 ｌ严格控制装药量 形导坑法进行安排开挖程序。若采用反台阶开挖方法，可采 取“预留光爆层”爆破法，实现光同爆破。 ２．合理确定起爆顺序 实施光面爆破，周边炮眼同时起爆比不同时起爆的效果 要好得多，同时起爆的时差愈小，效果愈好。通常要求周边 眼同时起爆，若有时差，经验数据是时差应小于１００ｍｓ。 全断面一次爆破时，周边炮眼与相邻的内圈炮眼的雷管， 应间隔２段（即跳段）较好。以便内圈炮眼爆落的岩石有一 定的移动时间，使周边炮眼起爆更为有利。 四、参数的选择 周边光面爆破理想装药量，应该是刚好克服岩石抵抗阻 力，又不致造成岩壁或围岩的破坏。 根据我们的统计资料分析，炮眼直径为３５ｍｍ－４５ｍｍ 时，在岩体稳定性好，中硬到坚硬岩石情况时为 ２００ｇ／ｍ～３００ｇ／ｍ；在岩体整体稳定性一般可较差、中硬到 坚硬岩石情况时为２００ｇ／ｍ～２５０ｇ／ｍ ２．装药结构 爆破参数选择得合理与否，对光面爆破的效果影响极大。 怎样才能较快地选定合适的参数，我们认为可参考国内有关 单位的有益经验，在了解光面爆破技术要点后，结合本工程 的特点，对照自己掌握的实爆经验，即可初步选定各项参数。 然后，通过试爆，逐步调整参数，最终达到理想爆破效果。 五、结束语 光面爆破法在隧道施工中不仅可以减少围岩被扰动，对 围岩的稳定起到了一定的作用；而且可以减少开挖过程中造 成的超挖，对减少二衬混凝土的用量起到了关键的作用，经 济效益十分显著。因此，在隧道施工中光面爆破法使用的成 功与否，关系到企业的经济效益。 地下隧道光面爆破，通常都是采用小直径空气间隙装药 结构。炮眼直径为３５ｍｍ～４５ｍｍ时，不偶合系数为 １．５～２．２５。药卷直径为２０ｍｍ～２５ｍｍ。采用以下两种形式。 爆破效果好。 （上接第１７９页） 因为此处防水板破坏后无法修复，仅造 镀锌铁皮保护防水板。但从实施施工过程来看，铁皮并未起 中华人民共和国交通部．公路工程质量检验评定标准 （ＩＴＧ Ｆ８０／１—２００４）『Ｍ１．北京：人民交通出版社，２００４． 来非常有效的保护作用，主要靠改进开挖爆破施工工艺保护 防水板。 【３】中华人民共和国建设部．锚杆喷射混凝土支护技术规范 （ＧＢ５０（）８６—２【１ｆ）１）ｆＭ１．北京：中国计划出版社，２００１． 参考文献 …中华人民共和国交通部．公路隧道设计规范（ＩＴＧ Ｄ７１）一２（）０４）『Ｓ１．北京：人民交通出版社，２００４． ［４】陈豪雄．殷杰．隧道工程ＩＭ１．北京：中国铁道出版社，２（）（）３． 【５１中华人民共和国交通部公路土工试验规程（ＩＴＧ Ｅ４（１－２（）（）７）【Ｍ１．北京：人民交通出版社，２（）０７