隧道光面爆破施工工法
一、工艺原理
光面爆破是控制开挖轮廓的一种爆破技术，它沿开挖轮廓周边布孔，利用主炮孔爆破后形成的良好临空面，在光爆层中起爆，借以减少光爆孔爆破的夹制作用，降低炸药单耗，减少一次起爆药量，使其获得平滑的开挖廓面，减轻围岩的破坏，减小超欠挖和避免产生冒顶和坍塌。
二、光面爆破技术要点
隧道开挖应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循
环进尺、钻眼机具和爆破器材等结合爆破振动要求进行钻爆设计。
施工中应根据爆破效果不断调整爆破参数。
2.1 爆破参数选定
2.1.1 周边眼间距E
周边眼间距直接控制开挖轮廓线平整度的主要因素，一般E=
(12~15) d,其中炮眼直径d=35~45cm,对于节理发育，层理明
显的围岩地段，周边眼的间距可适当减小，也可在两个炮眼之间
2.1.2最小抵抗线W(光面层厚度)
最小抵抗线W直接影响光面爆破效果和爆碴块度，周边抵抗线应大于周边眼间距E，软岩取较小的E值时，W值应适当增大。
2.2 周边眼装药结构
2.2.1 软岩周边眼装药结构
一般采用两种形式：一种是较破碎围岩采用空气间隔装药,导爆索传爆。
导爆索作为炮眼装药时，按10g/m折算为2号岩石硝铵炸药。
另一种是较完整的软弱岩层采用小直径光爆炸药连续装药。
分别如下图所示：
空先间旖柱装药
小直径药卷连嬪装药
222硬岩周边眼装药结构
位位位 位cm 位
除周边眼、中空眼外，其余掏槽、底眼、掘进眼的装药结构均 为连续装药，只是装药长度不同
2.2本隧道钻爆参数
① 循环进尺的确定：根据实际情况，为减少对围岩的扰动， IV 、V 级围岩根据钢架支护间距确定，本隧道 IV 级围岩2.0m , V 级围岩1.0m ，II 、III 级围岩不大于3.5m 。
② 钻孔直径选择：采用042mn 钻眼直径，炸药选择2号岩石乳 化炸药
③ 隧道开挖断面的 大小：由岩石和开挖方法确定。
,
炮泥
药
片
总药量Q=q单L,式中q单是单耗，本隧道初步确定q单
=0.9Kg/m3左右。
由于隧道断面变化较多，所以采用由单耗算出总的炸药来确定每循环炮
孔数，炮孔总数量由N=Q/W,式中单孔c为单孔装药量
W
根据高速铁路施工技术指南所给出的光面爆破参数表，根据现场施工情况，本隧道选取光面爆破参数如表2-1。
表2-1光面爆破参数
本隧道现已施工的围岩开挖断面情况:
三线段V级双侧壁导坑法爆破方案如下：
左、右导坑上台阶周边眼间距E=40cm周边眼抵抗线w=60cm 辅助眼孔间距为80cm排距选择80cm底板眼选着80cm掏槽眼孔深为1.2m，辅助眼
1.0m，和周边眼孔深0.8m。
左、右导坑中台阶周边眼间距E=40cm辅助眼孔间距为：80cm排距选择100cm 底板眼间距80cm 掏槽眼孔深为
2.2m，辅助眼孔深2.2,周边眼孔深2.3m。
左、右导坑下台阶周边眼间距E=40cm辅助眼孔间距为：
80cm排距选择100cm底板眼间距80cm辅助眼2.2m和周边眼孔
深2.3m
施工中具体炮眼布置图如下：
双线段IV级围岩台阶法爆破方案如下
上台阶周边眼间距E=40cm周边眼抵抗线w=50cm辅助眼孔间距为：100cm,排距选择70cm底板眼孔间距110cm掏槽眼孔深为2.6m,辅助眼和周边眼孔深2.4m,
双线段IV级围岩上台阶装药参数
中台阶周边眼间距E=40cm周边眼抵抗线W=60cm辅助眼孔间距为：60cm,底板眼孔间距120cm辅助眼和周边眼孔深2.4m。
双线段IV级围岩中台阶装药参数
开挖
步骤眼别段别
眼深
（m
眼数
（个）
每孔装
药量
（条）
单孔装
药量
（Kg）
单段总
装药量
（Kg）
中台阶辅助眼1、3 2.4 9 8 1.6 14.4
内圈眼 5 2.4 3 8 1.6 4.8
周边眼9
2.2
7
1 0.2
1.4
底板眼7 2.4
6 11 2.2
24.2 合计44.8
下台阶周边眼间距E=40cm辅助眼孔间距为：80cm底板眼选着100cm掏槽眼孔深为2.2m,辅助眼和周边眼孔深2.4m。
双线段IV级围岩下台阶装药参数
施工中具体跑眼布置图如下:
一号平导全断面爆破方案如下：
周边眼间距E=40cm周边眼抵抗线w=50cm辅助眼孔间距为：
70cm排距选择80cm底板眼选着60cm掏槽眼孔深为2.2m，辅助眼和周边眼孔深2.0m
三、光面爆破施工工艺
光面爆破施工工艺流程见下图
表身开挖检验批验收记
检杳点
爆破自检记录
表
3.1测量放样
先由测量班人员在掌子面用红铅油准确绘出开挖面的中线和轮廓线，
标出炮眼位置其误差不得超过5cm。
3.2布置炮眼
321周边眼布于隧道的开挖轮廓线上，间距E=®15D,（D--为
炮眼直径）一般为40~50cm垂直深度比设计进尺浅20cm，最好为每循环实
际进尺深度。
3.2.2掏槽眼位于隧道掌子面的中下部，底板眼的上部，为便于
打眼一般钻孔台架的第一、二层均布设，每层3~5排，间距
a=6~12D（D-为炮眼直径）一般为25~50cm易爆取大值，反之取小值。
掏槽眼开口宽度为隧道半幅宽减50cm眼底间距20cm与掌子面夹角为55~70°，垂直深度比设计进尺深20cm
1）掏槽眼类型及布设
单向掏槽
单项掏槽由数个朝同一方向倾斜的炮眼组成适用于隧道断面内
有软弱夹层、层理、节理和裂隙时。
可根据断面大小或软夹层的厚度不同，布置一排或两排掏槽眼。
掏槽眼的倾斜角度一般为50~70 °岩石坚固程度高，角度取小值。
a、顶部掏槽
c、侧向掏槽
楔形掏槽
b底部掏槽
d扇形掏槽
楔形掏槽由两排相对称的倾斜炮眼组成，爆破后形成一个楔形
槽，楔形掏槽分为：水平楔形掏槽和垂直楔形掏槽水平楔形掏槽适用
323辅助眼位于掏槽眼与周边眼之间的炮眼称为辅助眼，其作用是扩大掏槽眼炸出的槽腔，为周边眼爆破创造临空面
324底板眼位于隧道低部开挖轮廓线上，间距a=15~20D, —
般为70~80 cm,垂直深度与设计进尺相同。
3.3.1钻孔深度和斜率要符合爆破设计，尽量减小周边眼外插
角的角度，孔深小于3m时外插角的允许斜率宜为孔深的+5%孔深
a图垂直楔形掏槽b图水平楔形掏槽于岩层为水平层理时。
垂直楔形掏槽适用于中硬以上的均质岩石。
大于3m时外插角的允许斜率宜为孔深的+3%外插角的方向应与该点的法方向相一致。
3.3.2当开挖面凹凸较大时，应该按实际情况调整炮眼深度及药量，使周边眼和辅助眼眼底在同一个垂直面上。
3.3.3采用手持凿岩机凿眼，当凿岩高度超过2.5m时应该配备
与开挖面相适应的作业台架进行凿岩；炮孔作业应定人定岗，尤其左右侧周边眼钻工不易变动。
3.3清孔装药
装药前用小直径高压风管将炮眼内石屑吹净，装药需分片，分
组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管要“对号入座”
不得混装。
所有炮孔均用炮泥堵塞，堵塞长度周边眼不小于20cm,
其他眼不小于35cm周边眼采用小药卷配导爆索，以增加不耦合系
数和爆破时的缓冲作用，炮孔装药均采用反向装药结构。
3.5起爆网络及起爆顺序
3.5.1起爆顺序，隧道爆破掘进的起爆顺序为掏槽眼-辅助眼T掘进眼T内圈眼—周边眼—底板眼。
3.5.2导爆索具体连接图所示
1-导爆管；2-传爆导爆管雷管；3-引爆导管雷管（按击发枪）；
4-炮孔内的导爆管雷管
3.5
.3
导爆
索的
连接如下图所示，具体注意事项如下:
图3-2 导爆索连接方式
a—分段并联；b —簇并联 1 —雷管；2—主干索；3—支索
①切割导爆索应使用锋利刀具，不应用剪刀剪断导爆索。
②导爆索起爆网络应采用搭接、水手结等方法连接；搭接时两根
导爆索搭接长度不小15cm中间不得夹有导湿物和火药卷，捆扎应牢固，支线与主线传爆方向的夹角应小于90 0。
③连接导爆索中间不应出现打结或打圈；交叉敷设时，应在两根交叉导爆索之间设置厚度不小于10cm的木质垫块
④起爆导爆索的雷管与导爆索捆扎端端头的距离应小于15cm，雷管的聚能穴应朝向导爆索的传爆方向。
四、爆破优化及调整
光面爆破参数选定后，光爆效果可能达不到最佳，会出现进尺不足和超欠挖现象，需要对光面爆破参数进行调整。
4.1当爆破进尺不理想时，看掌子面各部位残留的炮根，如掏槽眼炮根较浅而周围辅助眼较深，则增加辅助眼排数，减小其抵抗线；如果掌子面较平整，则要加密掏槽眼，再不理想就要采用两级或三级掏槽，直至
达到设计进尺为止。
4.2出现欠挖，需减小周边孔距、光爆层厚度、增加炮孔的数目和炸药填装量；出现超挖，需加大周边孔距、光爆层厚度、减少炮孔的数目和炸药填装量。
经过二、三个钻爆循环作业参数的调整，光面爆破就可以
达到最佳效果。
4.3隧道光爆效果一般是拱部炮眼炮痕率较高, 而边墙痕率相对低, 一般下部台阶起爆顺序不是自上而下逐层起爆, 应该采用从中间逐渐向外起爆, 如果是全幅爆破中部还要设掏槽眼。