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1、光面爆破施工技术总结欢,我摘要：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、 W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1概述横山隧道位于新建太中银铁路太原-中卫之间，全长为11448m （起 迄里程DK333+265DK344+713），设计为单洞双线隧道。隧道所在范 围地层岩性为第四系全新统冲洪积层细圆砾土，上更新统风积新黄土， 中更新
2、统风积老黄土，第三系上新统粉质粘土和侏罗系中统砂岩夹泥岩 含煤线层。隧道洞身通过的基岩主要为泥岩夹砂岩，泥岩、砂岩互层， 层厚不一，薄层厚层不等，节理发育，泥质胶结，呈碎块状，压碎、 镶嵌结构，易产生掉块、坍塌现象。隧道设计以I级围岩为主，分布总 长度为9690m，占隧道总长的85%； W级围岩分布总长度为1390m，占 隧道总长的12%；V级围岩分布总长度为368m，占隧道总长的3%。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
3、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（1）主爆药要采用爆炸性能、抗水性能、安全性能均较好及环境 污染小的2#岩石乳化炸药，规格为32mm200m；（2）周边眼采
4、用直径 为25mm的药卷，装药结构是用竹片绑扎，进行间隔装药；（3）起爆材 料采用120段的非电毫秒雷管起爆，塑料导爆管引爆，其中雷管，导 爆索是作为网络起爆用。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、W级围岩条件下每循环进尺为2.52.8m，眼深确定为3.0 3.3m，掏槽眼比其他眼加深0.20.5m。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
5、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=2344cos54+0.2=4.24m，确定为 4.2m。掏槽眼布置如图1及图2所示：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。依据以往施工经验，光面爆破参数在以下范围:周边眼间距E为8 18d，d为炮眼直径，周边眼密集系数m为0.71.0，最小抵抗线w为 1522d，d为炮眼直径，不偶合系数D为1.82.2，装药集中度q为
6、0.15 0.35kg/m。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/。式中：L炮眼眼深度（m）l循环进尺（m），按3.0m考虑炮眼利用率，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=kv式中：k单位体积炸药消耗量，kg/m3v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/m3s开挖面积，m2a炮眼装药系数r炸药的线装药药密度，kg/m4.5.4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
7、。4.5.5周边眼单孔装药量。按照光面爆破的技术要求，E/W比值采 用0.8；周边眼距E=14d，确定为54cm；抵抗线W则为65cm；线装药 密度 q=0.27kg/m。4.5.6其他炮眼单孔装药量。公式为Q=kawl式中：k单位炸药消耗量，kg/m3w炮眼爆破方向的抵抗线，ma炮眼间距，ml炮眼深度，m炮眼的部位系数 4.5.7装药结构。周边眼采用连续装药结 构，药卷直径25mm，装药不耦合系数为1.9,用竹片将药卷与围岩隔 开，其他炮眼采用32mm药卷。起爆方式采用导爆管传爆，采用并联方 式联结，使用导火索引爆。眼口用泥砂堵塞，长度不小于30cm。4.5.8修正。经过计算，钻爆参数确定以
8、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经济技术指标每循环钻爆的平均钻孔数量143个，实际开挖断面71.11m2、单位 面积钻孔2.01 个/m2，平均每循环炸药消耗量201.9kg，单
9、位岩石体积 炸药消耗量1.01kg/m3，单位体积非电毫秒雷管消耗量0.72发/m3。4.8爆破效果实际钻眼深度3.23.4m，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（1） E/W值对光面爆破效果有很大的影响，现场作业时必须严格 按钻爆设计布眼，每茬炮均要用测量仪器放出轮廓线、炮眼位置及角度， 按眼钻孔清孔，不合格的眼孔要重新钻，检查合格方可按设计要求正确 装药连接爆破，以达到理想的光爆效果；（2）要根据不同的围岩变化情 况及时调整爆破参数，不断完善爆破设计；（3）光爆施工可以发挥围堰 的自稳能力，减少了找顶时间，减少了临时支护，为下道工序创造了良 好的施工条件；（4）采用炮眼少、耗药量少、爆破震动强度低楔型掏槽， 比直眼掏槽更合理更经济；（5）在实际操作中，边墙光爆效果不够理想， 还要进一步总结提高。
光面爆破施工技术总结
