光面爆破技术

光爆破技术光面爆破-定义光面爆破，就是控制爆破的作用范围和方向，使爆破后岩面光滑平整，防止岩石开裂，减少超、欠挖和支护工作量，增加岩壁的稳定性，减少爆破对保留岩体的破坏作用，进而达到控制岩体开光面爆破作用原理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，则产生应力波的叠加，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，在炮眼中心连线上形成裂缝，随后，爆炸气的膨胀合裂缝进一步扩展，形成平整的爆裂面。光面爆破的技术要点1、 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。 2、严格控制周边眼的装药量，尽可能将药量沿眼长均匀分布。 3、周边眼宜使用小直径药卷和低猛度、低爆速的炸药。为满足装结构要求，可借助导爆索（传爆线）来实现空气间隔装药。 4、采用毫秒微差有序起爆。要安排好开挖程序，使光面爆破具有良好的临空面。 5、边孔直径小于等于50mm光面爆破技术的类型和优缺点光面爆破技术约在1950年发源于瑞典，1952年在加拿大首次应用；预裂爆破由光面爆破演变而来。从整个爆破技术来分，它们均属于光面爆破技术。光面爆破是一种控制岩体开挖轮廓的爆破技术，是通过一系列措施对开挖工程周边部位实行正确的钻孔和爆破，并使周边眼最后起爆的爆破技术。预裂爆破则是周边眼最先起爆，线装药密度适当地比光面爆破大一些，周边眼间距则适当地小一些。光面爆破可以分为三大类型：轮廓线钻眼法它是沿设计的隧道开挖轮廓线钻凿紧密相邻的炮眼，这些炮眼内不装炸药，然后视其离自由面的远近再钻一至若干排炮眼并装炸药爆破。由于密集且相邻的炮眼存在，隔开了其它炮眼爆炸时爆炸应力波和裂缝的传递与扩展，使岩体沿弱面切开，形成平整的岩壁保护岩体稳定。目前在隧道内使用较少，仅在不够稳定的岩层(如软弱岩层、断层带等)中及城市地下隧道、地铁为减轻地震动时，才部分采用，应用该种技术能获得较好的光面爆破效果，但钻眼工作量大，钻眼费用高。预裂爆破法这种方法是在开挖轮廓线上钻凿相互平行较密集的炮眼，装炸药并使之先于其它爆破眼起爆，当轮廓线上的炮眼间距、数量、装药结构合适时，爆破后各炮眼间将形成相互贯通的裂隙，与原岩分割开来。此后再爆破其它炮眼，由于轮廓线上裂缝已形成，所以其它炮眼爆破时不会引起围岩岩体破坏，而构成光滑的平整壁面。预裂爆破可以起到较好的隔振作用，一般适用于岩体较为完整的硬岩、中硬岩中深眼及深眼爆破。光面爆破法它与预裂爆破法恰好相反，轮廓线上的炮眼(周边眼)是在其它炮眼爆破后最后起爆，是软岩、中硬岩隧道浅眼爆破施工中广泛应用的方法。与预裂爆破法比较，周边轮廓线上炮眼数较少。根据断面不同，施工方法可分为光面层光面爆破法和全断面一次爆破光面爆破法。光面爆破技术的优缺点优点1隧道围岩不产生或很少产生炮震裂缝，保持了围岩完整性，从而增大了围岩自身的承载能力，这为采用锚喷支护创造了有利的条件。光面爆破技术和锚喷技术相结合，进一步增强了锚喷支护的作用，特别是在松软岩层中更能显示这一特点。2在裂隙发育的地层中，避免裂隙扩大和产生新的裂缝，提高了围岩的稳定性，能基本清除落石伤人事故，为快速施工提供了有利条件。3隧道成型规整，极大地减少了掘进超挖数量和出碴工作量，加快了掘进速度，节省了衬砌材料，提高了施工进度。4由于隧道成型规整，凹凸很少，除增强隧道本身稳定性外，也减少了隧道的维护量，在有瓦斯的隧道则不易于产生瓦斯局部聚集5减少超欠挖，减少炸药用量，减少支护混凝土用量；爆破后岩面平整，岩碴块度均匀较小，利于装碴，为后期铺挂防水板及二次衬砌施工缩短时间；减少支护投入，节约施工成本，增加效益。缺点1炮眼数较一般爆破法要多一些，钻眼的准确性要求较高，钻爆作业的单项工序时间要多一些。三、光面爆破设计光面爆破的起爆顺序。起爆顺序：掏槽炮一扩槽炮一内圈炮一周边炮一底板炮一底角炮。光面爆破参数的确定周边孔间距E.周边眼通常布置在距开挖断面边缘0.1m至0.2m处，光爆孔的孔底的孔底朝隧道开挖轮廓线方向倾斜3〜5°。当爆孔孔径D为40mm时，周边孔间距E=(10〜16)D，II、III级围岩周边眼的间距为0.55m，W级围岩约为0.50m比较合适。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。断面大，光爆眼所受到的夹制作用小，岩石比较容易崩落，可以大些；断面小，光爆眼受到的夹制力大，光爆层厚度相对要小些。同时，光爆层厚度与岩石的性质和地质构造有关，坚硬岩石光爆层可小些，松软破碎的岩石光爆层可大些。凤凰山隧道光爆层厚度W=0.5m〜0.8m，II、III级围岩W取55cm，W级围岩W取60cm.密集系数K.周边眼密度系数是周边眼间距E与光爆层厚度W的比值，是影响爆破效果的重要因素。K=E/W（K取值0.8）（4） 孔深L.围岩循环进尺：L=0.5XBX90%=0.5X6.0X90%=2.70m（隧道宽度B=6.0m）。除掏槽眼和底角眼取值3.2m外，其余各眼炮孔深度取3.0m.在实际操作中应视掌子面的凹凸情况，调整各炮眼钻孔长度，使所有炮眼眼底处于同一垂直面上。（5） 装药量Q.一是确定炸药单耗量q，炸药单耗量对装药效率、炮孔利用率、开挖壁面的平整程度和围岩的稳定性都有较大的影响。它取决于岩性、断面积、炮孔直径和炮孔深度等多种因素。q取值1.2kg/m3。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，即：Q=qEWQ确定为0.11〜0.30kg/m.（6） 炮孔数量N.炮孔数量取决于掘进断面积、岩石性能和炸药性能。孔数过少将造成大块增多，周壁不平整，甚至会出现炸不开的情况；相反，孔数过多将使凿岩工作量增大。N=0.0012qS/ad2式中N一炮孔数量，个；q一单位炸药消耗量，取1.2kg/m3；S一开挖断面面积，（W级围岩S=52m2，II、III级围岩S=42m2）a一炮眼装填系数，取0.62；d一炸药直径，硝铵炸药为32mm.II、III级围岩炮孔数量N=95个，W级围岩炮孔数量N=118个。装药结构。周边眼装药采用径向不偶合间隔装药结构，不偶合系数为1.5〜2.0.所有爆眼统一装032标准药卷，周边眼间隔装药，岩石炸药与乳化炸药混装，周边眼药卷不需绑在竹片上，直接装入，孔口用炮泥堵塞。光面爆破装药过程中，如果只注意控制周边眼用药量而忽视内圈辅助眼的药量控制，很难达到理想的爆破效果。因此，为保证光爆效果，司钻手定岗定位，掏槽眼、底板眼、辅助眼、周边眼（又分拱部、拱墙、边墙）都实行专人负责。起爆方法。隧道爆破从掏槽眼到辅助眼至周边眼，采用多段微差毫杪雷管起爆由里向外起爆，其中周边眼比辅助眼要跳2段，间隔时间为25〜100毫秒，且用同一段雷管同时起爆。使用光面爆破，严格控制用药量施工开挖必须采用光面爆破或预裂爆破技术，并严格控制用药量。施工前应做好光爆技术设计，合理选用爆破参数，并根据岩石的变化适时调整，以确保开挖断面有良好的光爆效果。（1）采用光面爆破时，应满足以下技术要求：根据岩石特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线；严格控制周边眼的装药量，并使药量沿炮眼全长合理分布；周边眼宜采用小直径药卷和低爆速炸药。可借助传爆线以实现空气间隔装药；采用毫秒雷管微差顺序起爆，应使周边爆破时产生临空面。周边眼同段的雷管起爆时差应尽可能小；各光面爆破参数如周边眼间距（E）、最小抵抗线（V）、相对距（E/V）和装药集中高度（q）等，应采用工程类比或根据爆破漏斗及成缝试验确定，按表1选用。饱和单轴抗压极限强度Rb(MPa)l装药不偶合系数D周边眼间距E(cm)周边眼最小抵抗线V(cm)相对距E/V周边眼装药集中度q(kg/m)硬岩>601・25~1・5055~7070~850.8~1.00・30~0.35中硬岩30~601・50~2.0045~5050~650.8~1.00・20~0.30软岩W302.00~2.5030~5040~600.5~0.80・07~0.15注：①软岩光面爆破的相对距宜取小值。②装药集中度按2号岩石硝铉炸药考虑，当采用其它炸药时,应进行换算。换算指标主要是猛度和爆力(平均值)。(2)采用预裂爆破，预裂爆破诸参数应满足以下技术要求：预裂爆破诸参数可在现场由爆破成缝试验获得。预留光面层光面爆破参数可按表2选用。预留光面层光面爆破诸参数表2饱和单轴抗压极限强度Rb(MPa)装药(2)采用预裂爆破，预裂爆破诸参数应满足以下技术要求:预裂爆破诸参数可在现场由爆破成缝试验获得。预留光面层光面爆破参数可按表2选用。饱和单轴抗压极限强度Rb(MPa)l装药不偶合系数D周边眼间距E(cm)周边眼最小抵抗线V(cm)相对距E/V周边眼装药