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淺析隧道光面爆破施工控制要點

文檔作者：康生文檔來源：中鐵七局集團第一工程有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年03月24日
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2013 年 7月 建 材 與 裝 飾
淺析隧道光面爆破施工控制要點
康生
（中鐵七局集團第一工程有限公司）
摘要：作者結(jié)合某隧道圍巖施工中及時保護圍巖，增強隧道光面效果，周邊炮孔采用光面爆破技術(shù)施工。文章介紹了
隧道光面爆破施工控制技術(shù)，并結(jié)隧道施工概述了光面爆破施工方法及控制措施要點，以供同行參考。
關(guān)鍵詞：隧道光面爆破；施工控制；爆破作業(yè)；爆破設(shè)計
中圖分類號：U455.6 文獻標(biāo)識碼：B 文章編號：1673-0038（2013）20-0161-02
1 光面爆破效果及綜合因素
光面爆破效果的好壞，直接影響到隧道開挖及后續(xù)工序的
質(zhì)量，硬巖炮眼殘留率不低于80%，中硬巖不低于70%，軟巖不
低于50%，而石灰?guī)r硬而脆，力爭達到90~95%。
鉆爆設(shè)計應(yīng)根據(jù)工程施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件、開挖的斷面、開
挖的方法、掘進采用循環(huán)的進尺、鉆眼的機具、爆破材料和出渣
能力等因素綜合考慮。
鉆爆設(shè)計的內(nèi)容應(yīng)包括：炮眼（掏槽眼、輔助眼、周邊眼）的
相關(guān)布置、設(shè)備的數(shù)目、炮眼的深度以及角度、裝藥的計量以及
裝藥的結(jié)構(gòu)、起爆的方法和爆破的順序等等，設(shè)計圖應(yīng)該包括下
列內(nèi)容：炮眼的布置圖、周邊的炮眼裝藥的結(jié)構(gòu)圖、鉆爆的參數(shù)
表等的主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)及必要的說明。
1.1 硬巖宜采用光面爆破，軟巖宜采用預(yù)裂爆破，分部
開挖可采用預(yù)留光面層光面爆破
采用光面爆破時，應(yīng)滿足以下技術(shù)方面的相關(guān)要求：
（1）在選擇周邊眼間距以及周邊眼的最小抗抵線時，要嚴格
的按照圍巖的特點進行合理的選擇；
（2）嚴格的控制圍巖的周邊眼的裝藥量，并使炮眼的填充的
藥量沿炮眼全長合理分布；
（3）在對周邊炮眼進行裝藥時，比較適合利用直徑比較小的
藥卷以及爆速比較低的炸藥，可以通過傳爆線來使空氣的間隔
裝藥得以很好的實現(xiàn)；
（4）在使用毫秒雷管的微差順序進行起爆的時候，要使對于
周邊進行爆破時產(chǎn)生臨空面，周邊眼同段的雷管起爆時差應(yīng)盡
可能小；
（5）各個光面的爆破參數(shù)比如說：周邊眼的間距（E）、最小的
抵抗線（V）、相對距（E/V）和裝藥集中度（q）等，應(yīng)利用工程類比
或者是根據(jù)爆破的漏斗及成縫試驗確定，在無條件試驗時可按
表1 選用。
1.2 周邊眼參數(shù)的選用應(yīng)遵守下列原則
（1）當(dāng)斷面較小或圍巖軟弱、破碎或在曲線、折線處開挖成
形要求高時，周邊眼間距E 應(yīng)取較小值；
（2）抵抗線V應(yīng)大于周邊眼間距。軟巖在取較小的周邊眼間
距的同時，抵抗線應(yīng)適當(dāng)增大；
（3）對于軟巖或破碎性圍巖，周邊眼的相對距E/V 應(yīng)取較小
值。
爆破開挖一次進尺應(yīng)根據(jù)圍巖條件確定，開挖軟弱圍巖時，
應(yīng)控制在1耀2m 之內(nèi)；開挖堅硬完整的圍巖時，應(yīng)根據(jù)周邊炮眼
的外插角及允許超挖量確定。
硬巖隧道全斷面開挖，眼深為3耀3.5m的深眼爆破時，單位體
積巖石的耗藥量可取0.9耀2.0kg/m3；采用半斷面或臺階法開挖，眼
深為1.0耀3.0m的淺眼爆破時，單位耗藥量可取0.4耀0.8kg/m3。
2 炮眼的布置要符合下述的相關(guān)要求
（1）掏槽炮眼應(yīng)該布置在開挖斷面的正中心或者是稍靠下方，
這樣可以在底部的巖石破碎時，使飛石的現(xiàn)象減少。
（2）周邊炮眼應(yīng)該沿著設(shè)計好的開挖的輪廓線進行布置。
（3）輔助的周邊炮眼應(yīng)該交錯均勻地在周邊眼和掏槽眼之間
進行布置，而且要垂直于開挖面的打眼，把對于爆下的石渣塊體
大小符合裝渣作為主要的要求。
（4）在開挖斷面的底面兩隅處，應(yīng)該布置合理的輔助眼，并且
適當(dāng)?shù)脑黾诱ㄋ幍乃幜?，消除爆破的死角，在對于斷面的頂部進
行爆破的時候應(yīng)控制藥量，防止超挖現(xiàn)象的出現(xiàn)。
（5）適合采用直眼的掏槽方式，在周邊眼的深度小于2m 的
時侯，可以采用斜眼的掏槽方式，對于相鄰的掏槽眼之間的距離
不能小于20cm。
（6）斜眼掏槽的炮眼方向，在巖層層理或節(jié)理發(fā)育時，不得與
其平行，應(yīng)呈一定角度并盡量與其垂直。
（7）周邊炮眼與輔助炮眼的眼底應(yīng)在同一垂直面上，保證開
挖面平整，但掏槽眼應(yīng)比輔助炮眼眼底深10cm，掏槽中空孔的空
數(shù)、布置型式及其與裝藥眼的間距，應(yīng)根據(jù)中空孔和裝藥眼的直
徑、深度、地質(zhì)條件和裝藥眼起爆順序等來確定，當(dāng)中空孔孔徑為
10cm 時，深眼爆破可采用三中空孔型式或雙中空孔型式；淺眼爆
破可采取單中空孔型式。
裝藥型式應(yīng)按掏槽眼孔徑rh與藥卷徑rc 的比值D（不偶合
系數(shù)）確定，也可按兩者的體積之比D` 確定，D 值可取2 左右，D`
值可取4耀6。
選用小直徑藥卷時，應(yīng)防止爆炸中斷現(xiàn)象，巖石很軟時可采
用導(dǎo)爆管裝藥型式，眼深小于2m 時，可采用空氣柱裝型式，硬巖
或炮眼較深時，眼底可裝一節(jié)加強藥包，以保證爆破效果。
（8）當(dāng)采用全斷面開挖或臺階開挖時，應(yīng)采用導(dǎo)爆管、毫秒雷
管起爆周邊眼，不得采用火花起爆，開挖斷面一次起爆時，如毫秒
雷管的間隔時間小，周邊眼的雷管應(yīng)于內(nèi)圈炮眼的雷管跳段起
爆，二段炮眼之間起爆時差可取50耀100ms。
表1 光面爆破諸參數(shù)
飽和單軸抗
壓極限強度
Rb（MPa）
裝藥不偶
合系數(shù)D
周邊眼間
距E（㎝）
周邊眼最小
抵抗線V（㎝）
相對值
E/V
周邊眼裝藥集
中度q（kg/m）
硬巖>60 1.25耀1.50 55耀70 70耀85 0.8耀1.0 0.30耀0.35
中硬巖30耀0 1.50耀2.00 45耀60 60耀75 0.8耀1.0 0.20耀0.30
軟巖臆30 2.00耀2.50 30耀50 40耀60 0.5耀0.8 0.07耀0.15
參數(shù)
巖石
種類
施工技術(shù)
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建 材 與 裝 飾 2013年 7 月
（9）對內(nèi)圈眼的爆破諸參數(shù)應(yīng)加以嚴格控制，防止圍巖過度
龜裂。
（10）導(dǎo)坑或局部開挖，宜采用淺眼爆破，防止振動對支撐結(jié)
構(gòu)產(chǎn)生不良影響。當(dāng)鉆爆設(shè)計與圍巖條件不相適應(yīng)時，應(yīng)及時調(diào)
整使其合理。
鉆爆作業(yè)必須按照鉆爆設(shè)計進行鉆眼、裝藥、接線和引爆，鉆
眼前應(yīng)定出開挖界面中線、水平線和斷面輪廓，標(biāo)出炮眼位置，
經(jīng)檢查符合設(shè)計要求后方可鉆眼。
3 炮眼的深度、角度間距應(yīng)按設(shè)計要求確定，并
應(yīng)符合下列精度要求
掏眼槽：
眼口之間距離的誤差以及眼底之間距離的誤差不能夠超過
厘米。
輔助眼：
眼口的排距以及行距之間的誤差均不得超過5cm。
周邊眼：
沿隧道的相關(guān)設(shè)計規(guī)定的斷面輪廓線上的間距的誤差不超
過5cm，周邊眼外斜率不得大于5cm/m，眼底不大于開挖的斷面
的輪廓線的10cm，最高不能夠超過15cm，內(nèi)圈的炮眼到周邊眼
之間的排距所產(chǎn)生的誤差不得超過5cm，如果炮眼的深度超過了
2.5m，內(nèi)圈的炮眼和周邊眼比較適合采用相同的斜率。
當(dāng)開挖面的凸凹比較大時，就要按照實際情況對炮眼的深度
進行相關(guān)的調(diào)整，并且對于裝藥量也做出相應(yīng)的調(diào)整，把除掏槽
眼外的所有炮眼眼底在同一垂直面上作為主要的追求目標(biāo)，應(yīng)
根據(jù)轉(zhuǎn)鉆爆設(shè)計要求選定鉆眼效率高的鉆眼機械，當(dāng)采用液壓
式多臂鑿巖臺車作業(yè)時，應(yīng)密切注意鉆眼石屑的排除情況，保護
好鉆頭。
鉆眼完成后，應(yīng)按炮眼布置圖進行檢查并做好記錄，有不符
合要求的炮眼應(yīng)重鉆，經(jīng)檢查合格后才能裝藥爆破。
裝藥前應(yīng)將炮眼內(nèi)泥漿、石屑吹洗干凈，已裝藥的炮眼應(yīng)及
時用炮泥堵塞密封，周邊眼的堵塞長度不宜小于20cm，采用電力
起爆時，除應(yīng)按國家現(xiàn)行《土方和爆破工程施工及驗收規(guī)范》的
有關(guān)規(guī)定執(zhí)行外，尚應(yīng)遵守下列規(guī)定：
（1）裝藥前電燈及電線應(yīng)撤離開挖面，裝藥時可用投光燈、礦
燈、風(fēng)燈照明；
（2）起爆主導(dǎo)線應(yīng)敷設(shè)在電線和管路的對側(cè)，不得已設(shè)在同
一側(cè)時，與鋼軌，管道等導(dǎo)線的間距必須大于1.0m，并懸空架設(shè)；
（3）多工序掘進依次放炮時，應(yīng)檢查主線的連接，確認起爆順
序無誤后放可起爆；
（4）在地下水較多的地段，所用爆炸材料應(yīng)能防水，連接線應(yīng)
采用塑料導(dǎo)線，敷設(shè)爆炮網(wǎng)路時接頭不得浸在水中，如不能避免
時應(yīng)加強接頭的防水與絕緣處理，周邊眼宜一次同時起爆，當(dāng)必
須對爆破震動加以控制時，周邊眼可根據(jù)地質(zhì)條件分組起爆。
4 爆破后，開挖斷面應(yīng)進行檢查并符合下列要
求
（1）欠挖或超挖量應(yīng)符合設(shè)計圖紙。
（2）周邊炮眼痕跡保存率可按如下公式計算：
殘留有痕跡的飽眼數(shù)
周邊眼總數(shù)伊100%
炮眼痕跡保存率可依巖質(zhì)不同而有不同要求，即應(yīng)滿足：硬
巖逸80%，中硬石逸70%，軟巖逸50%，周邊炮眼痕跡應(yīng)在開挖輪
廓面上均勻分布。
（3）兩茬炮銜接時出現(xiàn)的臺階形誤差不得大于15cm。
5 爆破作業(yè)施工要求及安全防護
施工單位必須向所在地縣以上公安機關(guān)申領(lǐng)“爆炸物品使用
許可證”后，方可使用。并根據(jù)爆破施工需要配備爆破工，爆破工
屬于特種作業(yè)人員，必須堅持政治可靠、責(zé)任心強、遵紀守法，經(jīng)
技術(shù)考核合格，由所在地公安機關(guān)核發(fā)《爆破員安全作業(yè)證》的
人員擔(dān)任，非爆破人員不得從事爆破作業(yè)。
爆炸物品使用單位在使用過程中必須嚴格落實“火工品使用
追蹤卡”制度，循環(huán)作業(yè)，每一環(huán)節(jié)責(zé)任人必須簽認，否則，不得
進入下一環(huán)節(jié)。裝炮時嚴禁火種。無關(guān)人員與機具等均應(yīng)撤至安
全地點。
裝炮前，首先要檢查炮眼，清除四周及眼內(nèi)雜物、碎石，眼內(nèi)
有水時，要在裝炮前吸干或用防水炸藥或?qū)φㄋ庍M行防水處理。
裝炸藥時，先用木質(zhì)炮棍檢查炮眼深度，然后輕輕裝入起爆
藥包，用木炮棍將藥包搗實，再裝炸藥，往返操作，最后用泥球堵
實：對數(shù)十個或數(shù)百個炮眼同時起爆時，只允許使用非電雷管起
爆，不允許使用火花起爆。使用少量火花起爆時，導(dǎo)火索的長度
不低于3m。
遇有照明不足、工作面巖石破碎尚未及時支護、發(fā)現(xiàn)流沙、流
泥未經(jīng)妥善處理、可能有大量溶洞水及高壓水涌出的地段等情
況時，嚴禁裝藥爆破。
發(fā)現(xiàn)拒爆或瞎炮后，采取二次起爆或輔助起爆法進行處理，
采取輔助法處理時，輔助眼距瞎炮的距離不小于30cm：藥壺炮兩
者的距離不小于50cm，炮眼法瞎炮處理時，為明確方向，將瞎炮
眼中自瞎炮口取出20cm 深度的填塞物，然后插入木棍，防把眼
打斜，造成事故。拒爆的炸藥壺炮在二次起爆前，要認真檢查，如
果最低抵抗線被破壞，側(cè)應(yīng)清除四周松動巖石，將炸藥掏出，重
新爆破。
為防止點炮中途突然發(fā)生照明熄滅，爆破工應(yīng)隨身帶手電
筒，并設(shè)事故照明?；鸹ㄆ鸨瑫r，不得用明火引爆，一個爆破工一
次點燃的根數(shù)一般不要多余5 根。在有水地段內(nèi)，不能夠利用火
花進行爆破。如果一個人點炮的根數(shù)多余5 根或者是多人進行
點炮的時侯應(yīng)該首先點燃信號的引線，信號的引線的燃完的時
間應(yīng)該比第一個炮眼的爆炸的時間最少要早60s。當(dāng)信號的引線
完全燃盡時，爆破的相關(guān)施工人員必須離開工作的臺面。
在進行爆破之后一定要經(jīng)過通風(fēng)的排煙，才可以批準(zhǔn)檢查人
員進入相關(guān)的工作面，而且要求他們相距的時間大于15min，并
經(jīng)過有無瞎炮以及可疑的現(xiàn)象、有沒有殘余的炸藥或者是雷管、
頂板兩端有沒有松動的石塊、相關(guān)的支護有沒有損壞或者是變
形等各項檢查和妥善處理后，相關(guān)的工作人員才被批準(zhǔn)進入相
關(guān)工作面。待爆破結(jié)束，對現(xiàn)場認真檢查，確認安全后，表示爆破
作業(yè)結(jié)束，然后發(fā)出解除信號，撤離崗哨，車輛、行人放行，爆破
信號的發(fā)出與撤銷，要有現(xiàn)場專人負責(zé)統(tǒng)一指揮。
收稿日期：2013-6-5
作者簡介；康生（1987-），男，助理工程師，畢業(yè)于石家莊鐵道學(xué)
院，鐵道工程專業(yè)，任技術(shù)負責(zé)人。
施工技術(shù)
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