隧道聚能光面爆破技术

光面爆破技术在中天山隧道的应用

（隧道工）

论 文

姓 名： 范 文 江

单 位：中铁隧道集团三处隧道六公司

隧道工技师结业论文

光面爆破技术在中天山隧道的应用

范 文 江

中铁隧道集团三处隧道六公司

摘要： 在岩石隧道开挖施工中，采用光面爆破技术能做到一次爆破成型，开挖轮廓平滑圆顺，围岩保持完整稳定；这对于施工安全、节约成本、加快施工进度和提高工程质量具有良好的保证作用。所以在现代山岭隧道和其他地下工程施工中得到广泛应用，本文将结合中天山隧道开挖的具体工程实例进行一些具体分析。 关键词： 隧道开挖； 光面爆破； 参数

前言

隧道爆破施工要求开挖轮廓与尺寸准确，对围岩和相邻支护结构扰动小，尤其在软弱破碎岩体爆破施工中，应尽可能保持围岩的完整和稳定，减少对相邻支护结构的扰动破坏，实践表明，周边眼的爆破效果是反映隧道爆破成洞质量的主要指标之一。故采取光面爆破技术对隧道开挖进行控制指导。 1 工程简介

南疆铁路吐库二线右线上的中天山隧道位于新疆巴州地区和硕县境内。该隧道采用双线双洞设计，起止里程D右K141+573—D右K164+040全隧

隧道光面爆破

目前，全局在建隧道80.5座，总长度185.53km，绝大部分隧道是需要爆破作业的石质隧道。做好隧道的光面爆破，对隧道施工的安全、质量、工期及经济效益都具有重大的意义。为了节省时间，本课不多讲爆破的理论，也不面面俱到，仅针对隧道的光面爆破技术重点谈一点意见。要谈光面爆破，必须首先要了解爆破的一些基础知识。

一、爆破器材

（一）炸药。工业炸药共分三类：煤矿许用炸药、岩石炸药、露天炸药（见下表）。

隧道工程常用的炸药、性能及适用范围

优缺序号 药卷规格 药卷性能 点比较 炸药名称 适用范围 直径 （mm) 长度质量（g) （mm) 密度g/cm3 爆速m/s 猛度爆力ml mm 殉爆距离cm 有害气体l/kg 保存期 月 适用于一般岩石2号岩石硝隧道，Φ40mm以1 铵炸药（标准型） 大口径光爆。 适用于一般岩石2号岩石小2 药卷 爆。 适用于一般有水1号抗水岩3 石硝铵 42mm深孔爆破。 1号抗水岩4 石硝铵（小中） 25 165 80 0.96 2400 12 320 6 <45 6 适用于一般有水岩石隧道的周边眼光爆。 42 500 450 0.95 3850 14 320 12 <45 6 岩石隧道，Φ 22 270 105 0.84 2200 320 3 <43 6 隧道的周边眼光 35 165 150 0.95 3050 12 320 7 <43 6 下的炮眼爆破； 1

适用于坚硬岩石RJ-2乳胶13～5 炸药（大中） 炸药。 适用于一般有水RJ-2乳胶的岩石隧道，Φ6 炸药（标准型） 孔；大口径光爆。 粉状硝化38

20年 ( 3 0 9第 8卷 ) 5期第

建筑设 -- i, ' t

隧道工程光面爆破技术参数的确定探讨雒建奎(甘肃路桥第五公路工程有限责任公司，肃甘摘要：本文以应用光面爆破在隧道工程施工中的重要性出发，简单阐述了应用该项技术的必要性以及光面爆破的基本原理，并对在光面爆破中起重要作用的周边眼布置、装药量、装药结构中不偶合系数的确

兰州

7 03 ) 30 0

件。根据断面大小布置若干圈，划分为若干个先后起爆的段数，用毫秒雷管，里向外依次起爆，后起爆选由最周边眼。

21周边眼布置 .

定、炮眼的装药结构选择和避免管道效应等光面爆破

周边眼是紧靠设计掘进断面轮廓线的一排炮眼。 炮眼连线与轮廓线形一致并稍向外偏斜，即孔底向外扩展 5 1e留有此量目的是控制欠挖及在下一循环— 0m,钻孔时钻具有工作的空间。周边眼的间距按 W:= .: EI l 5 的比列关系确定，周边眼中心与最外一排辅助眼 w一中心的距离，也称作周边眼最小抵抗线；一周边眼孑 E L与孔间距。该比值是按照均匀介质即裂缝、理不发育节的中等坚硬岩石经试验得出的，在实际使用中根据掌

的主要技术参数进行论述，为在施工中更好的掌握和应用这一技术提供了基础理论，从而使得操作更具有针对性。

关键词：光面爆破周边眼应

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水压光面爆破在隧道施工应用中的改进

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中铁二十局集团三公司襄渝Ⅱ线四标段清水溪隧道水压爆破QC小组 发表人：冀胜利 王平安

二○○七年二月

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目一、工程简介 二、小组概况

录

三、选题理由四、课题目标、可行性分析和质量保证体系 五、活动情况 六、活动效果 七、成果巩固及标准化

八、遗留问题和今后打算 三公司襄渝Ⅱ线四标段清水溪隧道水压爆破QC小组发表人: 冀胜利 王平安 二○○七年二月

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一、工程简介襄渝铁路Ⅱ线四标段清水溪隧道位于四川 省万源市，全长731m,要求按照新奥法理念 施工。围岩以Ⅲ、Ⅳ级为主，较风化紫红色泥 岩、泥岩夹砂岩，泥质胶结，整体性一般，断 面层理较发育。隧道整体埋深较浅，最浅埋深 仅16m,对施工爆破产生的最大震速及主振频 率要求较高，为减少对岩体的扰动，施工需采 用光面控制爆破技术为主要开挖方法，以抑制 围岩过度松弛变形。

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二、小组概况我们公司襄渝铁路Ⅱ

聚能爆破

5章 第6节 聚能装药爆破原理

2． 药型罩

药型罩的作用是将炸药的爆炸能量转换成罩的动能。用金属射流代替气体射流，从而提高聚能药包的爆破威力，因此，在制作带药型罩的聚能药包时，必须对制作药型罩的材料、形状和其他参数，进行正确的选取和设计。

（1） 材料。对药型罩材料的要求：可压缩性小，密度大、塑性和延展性好，在聚能过程中不气化；在形成射流的过程中不会产生汽化。大量试验的结果证明，紫铜制作药型罩效果最好，其次是铸铁、钢和陶瓷。

（2） 形状。药型罩的形状应能形成良好的聚能效果、形状简单、加工方便。药型罩的顶角以35°～60°为宜，其形状除锥形外，一般还有半球形、抛物线形、双曲线形、喇叭形和卵形等，常用半球形和锥形。

（3） 壁厚。药型罩的壁厚对射流性能和聚能威力有显著的影响，每一种药型罩都有一个最佳壁厚，而最佳壁厚又随着药型罩的材料、锥角、直径以及有无外壳而变化。总的来说，药型罩的最佳壁厚是随着药型罩材料的比重的减小而增加，随锥角的增大而增加，随罩口直径的增加而增加。药型罩的壁厚一般取1.0~2.5 mm较好。

二、聚能效应的应用

聚能效应最早用于破甲弹来对付坦克。二次世界大战以来聚能装药在军事上的应用和研究极大地推动了它在工

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目一、工程简介 二、小组概况

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三、选题理由四、课题目标、可行性分析和质量保证体系 五、活动情况 六、活动效果 七、成果巩固及标准化

八、遗留问题和今后打算 三公司襄渝Ⅱ线四标段清水溪隧道水压爆破QC小组发表人: 冀胜利 王平安 二○○七年二月

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一、工程简介襄渝铁路Ⅱ线四标段清水溪隧道位于四川 省万源市，全长731m,要求按照新奥法理念 施工。围岩以Ⅲ、Ⅳ级为主，较风化紫红色泥 岩、泥岩夹砂岩，泥质胶结，整体性一般，断 面层理较发育。隧道整体埋深较浅，最浅埋深 仅16m,对施工爆破产生的最大震速及主振频 率要求较高，为减少对岩体的扰动，施工需采 用光面控制爆破技术为主要开挖方法，以抑制 围岩过度松弛变形。

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二、小组概况我们公司襄渝铁路Ⅱ

光面爆破施工技术交底

1、光面爆破的实质

光面爆破时按照隧道断面的设计轮廓线合理布置周边眼而进行的一种控制爆破，实质上就是爆破光面层，而实施爆破之后，在隧道周边形成一个光滑平整的边壁，使隧道断面既符合设计轮廓要求，又要使围岩不产生损伤，从而保持围岩的完整和自身承载力，以便达到快捷、高效、优质的施工目的。

2、光面爆破参数的选择

光面爆破参数是确保光面爆破的关键，实现光面爆破效果的炮眼称光面炮眼，它是隧道施工中在开挖轮廓面上布置的周边炮眼。

⑴、炮眼直径d：对于隧道开挖现场常用的炮眼直径42mm；

⑵、周边眼间距：周边眼间距和最小抵抗线是光面爆破的2个重要参数。一般原则是：软岩和层理节理发育的岩层上，眼间距应小而最小抵抗线应大，在坚硬稳定的岩层上，眼间距应大而最小抵抗线应小些。当岩石对爆破的夹制作用较大时，周边眼间距可取40cm～50cm；反之可取60cm～70cm，导向空眼和装药眼之间的间距一般不小于40cm。

⑶、最小抵抗线W：最小抵抗线即光面层厚度，光面爆破效果的好坏，除受周边眼间距的周边装药结构参数的影响外，更主要受到最小抵抗线的影响，光面层厚度不仅影响周边眼裂纹的形成，而且还影响着光面层的破碎和开挖后隧道围岩的稳定，因此确定合

爆破技术

浅析聚能装药在预裂爆破中的应用

南京理工大学 安刚 指导教师：黄寅生

摘要：聚能预裂爆破与普通预裂爆破相比, 爆破效果明显提高, 能有效地控制预裂缝的扩展。文中根据对线型聚能装药效应的分析研究, 提出了新的聚能装药预裂切缝方法及其机理, 并指出了其发展前景。

关键词：线型聚能装药；预裂切缝；应用分析

1 预裂爆破现状和传统技术

预裂爆破是在主爆破炮眼起爆之前, 沿设计轮廓面布置的预裂炮眼首先起爆, 形成有一定宽度的预裂缝, 将开挖区与保留区的岩体分离开, 从而使保留区岩体在主爆破炮眼爆破时受到的破坏和震动大为减轻, 留下光滑、平整的开挖面。其机理被广泛认为是应力波和爆生气体的共同作用。其主要措施在于采用不耦合装药结构, 减少装药量; 使用低爆速、低密度且爆生气体生成量大的炸药; 适当加密预裂炮眼, 布置导向孔; 合理确定炮眼系数; 采取预留光面层爆破,以便获得好的爆破效果。其在矿山、水电、交通、军事和建筑等露天边坡和地下开挖等工程爆破中, 得到全面推广应用, 取得了巨大的综合效益。

工程预裂爆破的参数选择和控制技术决定了爆破效果, 其措施有:

1) 爆破参数的设计计算有公式法、直接试验法、经验类比法和模型试验法等。可结合工程 实践经验和有关文献来确

隧道全断面开挖光面爆破工法

光面爆破是通过正确选择爆破参数和合理的施工方法，达到爆后壁面平整规则、办公设备线符合设计要求的一种控制爆破技术。隧道全断面开挖光面爆破工法，是应用光面爆破技术，对隧道实施全断面一次开挖的一种施工方法。它与传统的爆破法相比，最显著的优点是能有效地控制周边眼炸药的爆破作用，从而减少对围岩的扰动，保持围岩的稳定，确保施工安全，同时，又能减少超、欠挖，提高工程质量和进度。

一、光面爆破作用原理

光面爆破的破岩机理是一个十分复杂的问题，目前仍在探索之中。尽管在理论上还不甚成熟，但在定性分析方面已有共识。一般认为，炸药起爆时，对岩体产生两种效应：一是药包爆炸气体膨胀做功所起的作用。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边线的中点，当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中心边线上形成裂缝，随后，爆炸气的膨胀使裂缝进一步扩展，形成平整的爆裂面。

二、光面爆破的技术要点

要使光面爆破取得良好效果，一般需掌握以下技术要点： 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

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光面爆破眼痕率观测记录

名称 周边眼 班次 零点班 八点班 四点班 眼距 爆破后煤岩 类别 超挖 欠挖 眼痕率 备注 设计数 （m） 显示数 （m） （m） 检查人： 时间： 年 月 日

名称 周边眼 班次 零点班 八点班 四点班 眼距 爆破后煤岩 类别 超挖 欠挖 眼痕率 备注 设计数 （m） 显示数 （m） （m） 检查人： 时间： 年 月 日

名称 周边眼 班次 零点班 八点班 四点班 眼距 爆破后煤岩 类别 超挖 欠挖 眼痕率 备注 设计数 （m） 显示数 （m） （m） 检查人： 时间： 年 月

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