光面爆破技术在隧道施工中的应用

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1、光面爆破技术在隧道施工中的应用-水利施工论文导读：平遥至榆社高速公路宝塔山隧道位于山西省中东部太行山麓，穿过太岳山脉。光面爆破作用原理一般认为，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，相邻炮眼的冲击相遇，则产生应力波叠加，并产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线的中心，当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中心连线上形成裂缝，随后爆炸气的膨胀和裂缝进一步扩展，形成平整的暴裂面。隧道开挖方法主要采用上下台阶法施工（如下图），Ⅴ级围岩台阶长度按5～15米

2、设置，Ⅳ级围岩台阶长度根据实际情况按15～40米设置。关键词：光面爆破，隧道，施工，应用　　1.工程简介　　1.1工程概况　　平遥至榆社高速公路宝塔山隧道位于山西省中东部太行山麓，穿过太岳山脉。本隧道采用双线分离式设计，左线全长10191.696米，右线全长10479.611米。AS4合同段承建宝塔山隧道出口端左线4245米、右线4265米及宝塔山隧道3#斜井889.954米。隧道采用双向四车道高速公路标准，设计速度80Km/h，全线设计车辆荷载采用公路-Ⅰ级。隧道净空为5×10.25m；人行横

3、通道：限宽2.0m，限高2.50m；车行横通道：限宽4.50m，限高5.0m。3#斜井净空为6.70×7.85米。　　1.2工程地质条件　　宝塔山隧道位于山西省中东部太行山麓。隧址构造剥蚀基岩山区，出露地层主要以三叠系砂岩及粉砂岩为主，间夹薄层泥岩或砾岩，强~弱风化，局部基岩表层覆盖有第四系风积物，隧道穿过多处断层破碎带。隧址地下水类型主要为碎屑岩裂隙水。隧址区降水量受季风及地形影响降水量较少，且主要集中在7、8、9月份。地震烈度为Ⅶ级。隧道主要围岩类型包括Ⅳ级围岩6605米、Ⅴ级围岩655米、

4、Ⅴ级围岩浅埋段80米、Ⅴ级围岩破碎带1170米。宝塔山隧道3#斜井主要围岩类型包括Ⅳ级围岩374.954米、Ⅴ级围岩515米。　　2.光面爆破设计　　2.1光面爆破作用原理　　光面爆破作用原理一般认为，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，相邻炮眼的冲击相遇，则产生应力波叠加，并产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线的中心，当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中心连线上形成裂缝，随后爆炸气的膨胀和裂缝进一步扩展，形成平整的暴裂面。论文参考网。要使

5、光面爆破取得良好效果，一般需掌握以下技术要点：⑴根据围岩特点，合理选定周边眼的间距和最小抵抗线，尽最大努力提高钻眼质量。⑵严格控制周边眼的装药量，尽可能将药量沿眼长均匀分布。⑶周边眼宜使用小直径药卷和低猛度、低爆速的炸药。为满足装药结构的要求，可借助导爆索（导爆线）来实现间隔装药。⑶采用毫秒微差有序起爆。论文参考网。要安排好开挖程序，使光面爆破具有良好的临空面。　　2.2光面爆破设计　　2.2.1光面爆破的起爆顺序　　起爆顺序：掏糟炮眼→扩槽炮眼→内圈炮眼→周边炮眼→底板炮眼→底角炮眼　　2.2

6、.2光面爆破参数的确定　　光面爆破参数选择主要与地质条件有关，其次是炸药的品种与性能；隧道开挖断面的形状与尺寸，装药结构与起爆方法。宝塔山隧道主要为Ⅳ、Ⅴ级围岩，采用2号铵锑炸药与乳化炸药，周边眼采用空气间隔装药，其他眼采用连续柱状装药，采用火雷管和非电毫秒导爆雷管起爆。严格控制周边眼的装药量，采用合理的装药结构，尽可能的使药沿药眼长上均匀的分布，这是实现光面爆破的重要条件。⑴光爆层厚度（W）。光爆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。在断面跨度大，光爆眼所受到的夹制作用小，岩

7、石比较容易崩落，光爆层厚度可以大些；断面跨度小，光爆眼受到的夹制作用大，光爆层厚度相对要小些。同时光面爆破与岩石的性质和地质构造也有关系，坚硬岩石光爆层可小些，松软破碎的岩石光爆层可大些。宝塔山隧道光爆层厚度W为45cm～75cm。⑵周边眼间距（E）。周边眼通常布置在距开挖面边缘0.1m～0.2m位置处，光爆孔的孔底朝隧道开挖轮廓线方向倾斜3°～5°。当光爆孔孔径D为40mm时，周边眼间距E=（10～16）D，宝塔山隧道在Ⅳ级围岩中W取45cm。⑶周边眼密集系数（K）。周边眼密集系数是周边眼间距

8、E与光爆层厚W的比值，是影响爆破效果的重要因素。K=E/W⑷孔深（L）。由围岩地质条件及计划每班进度决定，炮眼深度按下式计算：L=每班进度计划/炮眼利用率，按经验数据，掏槽眼应加深20cm。⑸装药量（Q）光面爆破装药量的计算，一是确定炸药单耗量q,炸药的单耗量对装药的效率、炮孔利用率、开挖壁面的平整度和围岩的稳定性都有较大的影响。它取决于岩性、断面面积、炮孔直径和炮孔深度等多种因素。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。公式为：Q=qEW。炸药总用药量按下