光面爆破施工中爆破參數的選擇原則與優化

葉恒豐

摘 要：在隧道施工以及巷道掘進中常常需要進行爆破，有的還需要保證爆破后的壁面具有一定的平整度，所以就用到了光面爆破技術。由于光面爆破技術可以保證新壁面平整且不會受到破壞，所以得到了廣泛的應用，成為了巷道掘進以及隧道施工中關鍵的施工環節。進行光面爆破中最重要的是對爆破參數的選擇，只有選擇合理的參數，才能確保爆破起到預期效果，并保證爆破的安全。文章分析了光面爆破中參數選擇的原則，并探討對于爆破參數的優化工作。

關鍵詞：光面爆破施工；爆破參數；選擇與優化

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）11-0174-02

光面爆破技術可以在隧道或巷道掘進施工中使用，并且在爆破后保證新避免的完整與平整，所以得到了廣泛的應用。根據這種爆破技術的特點，又將其稱為輪廓爆破或周邊爆破。在隧道施工以及巷道掘進過程中，通過優化爆破參數以及施工組織等，以達到提高施工效率的目的，對于爆破參數的優化稱為快速掘進中重要的組成部分。光面爆破效果的優劣直接關系著工程的成本以及質量。

1 光面爆破施工中爆破參數的選擇原則與優化

進行光面爆破的過程中，爆破參數的選擇直接關系著爆破的效果，對工程施工質量與進度也有很大的影響。選擇合適的爆破參數，可以提升爆破壁面的平整度，這樣就能節約工程施工噴漿的用量，達到降低施工成本的目的；同時平整的壁面有利于隧道或巷道的通風；另外，選著適當的爆破參數可以保證實施爆破不會產生爆破裂隙，很大程度上確保了施工的安全。

光面爆破的爆破參數有很多，主要包括炮孔深度、不耦合系數、臨近系數、炮眼間距、裝藥密集系數、最小抵抗線以及裝藥的結構的參數。在上述參數中，炮孔的深度以及炮孔的直徑需要根據工程的實際情況取值，剩下的爆破參數在選擇過程中需要按照一定的原則進行。具體的原則為：

對于不耦合系數的選擇，要堅持作用到炮孔孔壁的壓力大于巖石的抗拉強度，但是必須低于其抗壓強度。根據實踐證明，不耦合系數的選擇需要根據巖性差別以及所用炸藥的種類不同進行確定，一般來說不耦合系數取值在1.5～2.5之間；鄰近系數就是爆破炮孔的密集程度，對于這一系數的選擇需要根據工程的實際情況進行選擇，這一系數對爆破效果有很大的影響，其取值的過大或過小，會造成爆破后形成的壁面留下巖梗或巨坑，通過實踐證明，鄰近系數的取值一般在0.8～1.0之間，并且根據巖性的不同區別選擇，巖石如果較硬，則選擇較大的鄰近系數，反之則選擇較小的鄰近系數；對于炮孔的裝藥結構方面，常用的裝藥結構有兩種，一種是單段空氣柱式，另一種是分段空氣間隔結構。對于兩種裝藥結構的選擇，需要根據炮孔的深度進行選擇。如果炮孔深度在1.5～2.0 m之間，一般使用單段空氣柱裝藥結構，這種結構在操作上比較簡單，很容易掌握裝藥流程，對于炮孔深度在2.0 m以上的，需要用空氣間隔分段裝藥結構，就是用兩包炸藥放置于炮孔中，但是兩者之間的間隔要控制在殉爆距離以外，可以在兩包炸藥間放一些間隔物，防止藥包發生串動現象。最小抵抗線是進行光面爆破的光面層厚度，其參數的選擇也對爆破的效果有一定的影響，如果最小抵抗線系數選擇不合理，就容易對與周邊的炮孔間裂縫造成影響，也會降低光面開挖圍巖的穩定性。經實踐證明，最小抵抗線的選擇與巖性以及地質特征有關，跨度大的隧道爆破，其參數一般選在700～800 mm范圍內，跨度小的可以選擇600～700 mm。對于炮眼的角度系數選擇方面，如果利用鑿巖臺車進行施工，讓其緊貼隧道壁，其角度選擇一般為4～5 ？觷（角度為鑿巖機向外的偏離角度）。

對于光面爆破的爆破參數優化方面，需要根據工程的實際情況，充分的利用相關的原始數據以及理論，通過科學的對比驗證。建立一個爆破參數對爆破效果影響的關系圖，然后根據各個爆破參數對爆破效果的影響，進行適當的優化工作。進行爆破參數的優化，可以將爆破參數更加的科學、嚴謹，使其更加符合工程的實際情況，能夠達到更好的爆破效果。另外，對爆破參數的優化，可以縮短施工的工期，降低投資成本，為施工企業創造更多的經濟效益。

2 光面爆破的質量標準

我國對光面爆破技術的時間還比較短，沒有形成一個統一的質量標準，一般來說，可以根據工程施工的類型以及巖性、地質結構特點等，給出一個相對合理的標準。

①在光面爆破后壁面平整度方面，欠挖控制在50 mm以內，另外對于隧道或巷道等的開挖尺寸要符合工程施工設計的相關要求。

②對于不同巖性的壁面，提出了不同的保留半眼孔痕率，一般來說，要保證堅硬的巖石壁面半眼孔痕率在80%以上；中等強度的巖石壁面半眼孔痕率要在65%以上，而巖性較軟或屬于節理發育的巖石來說，其壁面半眼孔痕率要控制在50%以上。這樣有利于在工程施工中噴漿過程中，節約對材料的利用，并且一定程度上增加其穩定性。

③要確保在爆破完成后，對保留巖石的破壞程度不會影響工程的施工，也不會影響到工程的穩定性；要保證炮眼壁面上沒有較大的爆破裂縫，也沒有危巖、浮巖等。

④對于隧道施工工程來說，在光面炮眼排與排之間的銜接處相差高度要求在100～150 mm。在爆破實施前，有專業的炮工將炸藥卷有間隔的串聯在導爆索上，并用膠帶進行綁扎，這樣可以有效的少裝藥的時間。

爆破工作具有一定的危險性，所以在施工過程中要加強安全管理，做好相應的安全防護工作，確保爆破工作的安全。

3 結 語

光面爆破技術廣泛的應用于隧道施工以及巷道掘進作業中，是這類工程施工中不可缺少的施工環節，這主要是由于通過光面爆破技術，可以保證新壁面的平整度，縮短了施工工期，降低了施工成本。其中，對于爆破參數的選擇與優化是保證爆破效果的前提，必須根據一定的原則，結合工程的實際情況進行，這樣才能最大程度地確保爆破效果，保證圍巖的穩定性，保證工程施工的安全。

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