隧道光爆技术.pptVIP

一、 历史背景 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。 隧道中光面爆破的实质是通过控制爆破的作用范围和方向按照隧道断面的设计轮廓线合理布置周边炮 眼而进行的一种控制爆破，即爆破光面层，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，又减弱爆破振动对围岩的扰动，从而保持围岩的完整和自身承载能力，以减少超、欠挖和支护 的工程量，增加岩壁的稳定性，进而达到控制岩休开挖轮廓的一种技术。 我国在1982年云南鲁布格水电站首次引入（日本大成建设株式会社1982--1987，9387m），后在衡广复线大瑶山隧道（14.295km,1980--1989年）以及以及引大入秦（甘肃盘道岭隧道1991年,15.72km）推广。后逐步在铁路、水电、公路、矿建中得以应用，光面爆破技术是“新奥法”施工中必不可少的三要素之一。 鲁布格电站及大瑶山隧道 五、隧道光面爆破的主要参数 光面爆破的成功与否主要取决于爆破参数的确定。其主要参数包括：周边炮眼的间距，光面爆破层的厚度，周边眼密集系数(intensive coefficient of perimeter hole)和装药集中度等。影响光面爆破参数选择的因素很多，主要有岩石的爆破性能、炸药品种、一次爆破的断面大小、断面形状、凿岩设备等。 五、隧道光面爆破的主要参数 其中影响最大的是地质条件。光面爆破参数的选择，通常是采取简单的计算并结合工程类比加以确定，在初步确定后，一般都要在现场爆破实践中加以修正改善。 (1)周边炮眼间距E。在不偶合装药的前提下，光面爆破应满足炮孔内静压力F小于爆破岩体的极限抗压强度，而大于岩体的极限抗拉强度的条件。即 五、隧道光面爆破的主要参数 [σp]·E·L≤F≤[σc]·d·L E≤[σc]/ [σp]≤Ki ·d 式中：[σp]—岩体的极限抗拉强度，MPa; [σc]—岩体的极限抗压强度，MPa; F—炮孔内炸药爆炸静压力，N； d—炮眼直径，cm; L—炮眼深度，cm; Ki—孔距系数，Ki＝[σc]/[σp]。 五、隧道光面爆破的主要参数 从式中可以看出，周边炮眼间距与岩体的抗拉、抗压强度以及炮眼直径有关。一般取Ki＝10～18,即E=（10～18）d；当炮眼直径为32mm～40mm时，E=320mm～700mm。一般情况软质或完整的岩石E宜取大值，隧道跨度小、坚硬和节理裂隙发育的岩石E宜取小值，装药量也需相应减少。还可以在两个炮眼间增加导向空眼，导向眼到装药眼间的距离，一般控制在400mm以内。注意炸药的品种对E值也有影响。 五、隧道光面爆破的主要参数 (2) 光面层厚度及炮眼密集系数。所谓光面层就是周边眼与最外层辅助眼之间的一圈岩石层。其厚度就是周边眼的最小抵抗线W。周边眼的间距E与光面层厚度W有着密切关系，通常以周边眼的密集系数K（K=E/W）表示，其大小对光面爆破效果有较大影响。 必须使应力波在两相邻炮眼间的传播距离小于应力波至临空面的传播距离，即EW。实践表明，K=0.8左右较为适宜，光面层厚度W一般取50cm～80cm。 五、隧道光面爆破的主要参数 (3)装药量。周边眼的装药量通常以线装药密度表示。恰当的装药量应是既具有破岩所需的能量，又不造成围岩的过度破坏。施工中应根据孔距、光面层厚度、石质及炸药种类等综合考虑确定装药量 在光面层单独爆落时，周边眼的线装药密度一般为0.15kg/m～0.25kg/m,全断面一次起爆时，为尽量减少残眼，需适当增加，一般可达0.30kg/m～0.35kg/m。 五、隧道光面爆破的主要参数 六、光面爆破设计 根据目前山岭公路隧道施工方法，尤以台阶法（上下台阶、三台阶）及全断面开挖法为主，究其主要原因，主要为一般山岭隧道施工受地质、地形限制条件大，施工干扰大，隧道围岩具有一定自稳能力，本文着重讲以上两种方法的爆破设计 六、光面爆破设计 （一）、半断面台阶法爆破开挖的设计 思路：拱部采用光面爆破，边墙采用预裂爆破，核心采用控制爆破，掏槽采用抛掷爆破的综合控制爆破技术。以尽可能减轻对围岩的