光面爆破施工中爆破参数的选择原则与优化

叶恒丰

摘 要：在隧道施工以及巷道掘进中常常需要进行爆破，有的还需要保证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术。由于光面爆破技术可以保证新壁面平整且不会受到破坏，所以得到了广泛的应用，成为了巷道掘进以及隧道施工中关键的施工环节。进行光面爆破中最重要的是对爆破参数的选择，只有选择合理的参数，才能确保爆破起到预期效果，并保证爆破的安全。文章分析了光面爆破中参数选择的原则，并探讨对于爆破参数的优化工作。

关键词：光面爆破施工；爆破参数；选择与优化

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）11-0174-02

光面爆破技术可以在隧道或巷道掘进施工中使用，并且在爆破后保证新避免的完整与平整，所以得到了广泛的应用。根据这种爆破技术的特点，又将其称为轮廓爆破或周边爆破。在隧道施工以及巷道掘进过程中，通过优化爆破参数以及施工组织等，以达到提高施工效率的目的，对于爆破参数的优化称为快速掘进中重要的组成部分。光面爆破效果的优劣直接关系着工程的成本以及质量。

1 光面爆破施工中爆破参数的选择原则与优化

进行光面爆破的过程中，爆破参数的选择直接关系着爆破的效果，对工程施工质量与进度也有很大的影响。选择合适的爆破参数，可以提升爆破壁面的平整度，这样就能节约工程施工喷浆的用量，达到降低施工成本的目的；同时平整的壁面有利于隧道或巷道的通风；另外，选着适当的爆破参数可以保证实施爆破不会产生爆破裂隙，很大程度上确保了施工的安全。

光面爆破的爆破参数有很多，主要包括炮孔深度、不耦合系数、临近系数、炮眼间距、装药密集系数、最小抵抗线以及装药的结构的参数。在上述参数中，炮孔的深度以及炮孔的直径需要根据工程的实际情况取值，剩下的爆破参数在选择过程中需要按照一定的原则进行。具体的原则为：

对于不耦合系数的选择，要坚持作用到炮孔孔壁的压力大于岩石的抗拉强度，但是必须低于其抗压强度。根据实践证明，不耦合系数的选择需要根据岩性差别以及所用炸药的种类不同进行确定，一般来说不耦合系数取值在1.5～2.5之间；邻近系数就是爆破炮孔的密集程度，对于这一系数的选择需要根据工程的实际情况进行选择，这一系数对爆破效果有很大的影响，其取值的过大或过小，会造成爆破后形成的壁面留下岩梗或巨坑，通过实践证明，邻近系数的取值一般在0.8～1.0之间，并且根据岩性的不同区别选择，岩石如果较硬，则选择较大的邻近系数，反之则选择较小的邻近系数；对于炮孔的装药结构方面，常用的装药结构有两种，一种是单段空气柱式，另一种是分段空气间隔结构。对于两种装药结构的选择，需要根据炮孔的深度进行选择。如果炮孔深度在1.5～2.0 m之间，一般使用单段空气柱装药结构，这种结构在操作上比较简单，很容易掌握装药流程，对于炮孔深度在2.0 m以上的，需要用空气间隔分段装药结构，就是用两包炸药放置于炮孔中，但是两者之间的间隔要控制在殉爆距离以外，可以在两包炸药间放一些间隔物，防止药包发生串动现象。最小抵抗线是进行光面爆破的光面层厚度，其参数的选择也对爆破的效果有一定的影响，如果最小抵抗线系数选择不合理，就容易对与周边的炮孔间裂缝造成影响，也会降低光面开挖围岩的稳定性。经实践证明，最小抵抗线的选择与岩性以及地质特征有关，跨度大的隧道爆破，其参数一般选在700～800 mm范围内，跨度小的可以选择600～700 mm。对于炮眼的角度系数选择方面，如果利用凿岩台车进行施工，让其紧贴隧道壁，其角度选择一般为4～5 ？觷（角度为凿岩机向外的偏离角度）。

对于光面爆破的爆破参数优化方面，需要根據工程的实际情况，充分的利用相关的原始数据以及理论，通过科学的对比验证。建立一个爆破参数对爆破效果影响的关系图，然后根据各个爆破参数对爆破效果的影响，进行适当的优化工作。进行爆破参数的优化，可以将爆破参数更加的科学、严谨，使其更加符合工程的实际情况，能够达到更好的爆破效果。另外，对爆破参数的优化，可以缩短施工的工期，降低投资成本，为施工企业创造更多的经济效益。

2 光面爆破的质量标准

我国对光面爆破技术的时间还比较短，没有形成一个统一的质量标准，一般来说，可以根据工程施工的类型以及岩性、地质结构特点等，给出一个相对合理的标准。

①在光面爆破后壁面平整度方面，欠挖控制在50 mm以内，另外对于隧道或巷道等的开挖尺寸要符合工程施工设计的相关要求。

②对于不同岩性的壁面，提出了不同的保留半眼孔痕率，一般来说，要保证坚硬的岩石壁面半眼孔痕率在80%以上；中等强度的岩石壁面半眼孔痕率要在65%以上，而岩性较软或属于节理发育的岩石来说，其壁面半眼孔痕率要控制在50%以上。这样有利于在工程施工中喷浆过程中，节约对材料的利用，并且一定程度上增加其稳定性。

③要确保在爆破完成后，对保留岩石的破坏程度不会影响工程的施工，也不会影响到工程的稳定性；要保证炮眼壁面上没有较大的爆破裂缝，也没有危岩、浮岩等。

④对于隧道施工工程来说，在光面炮眼排与排之间的衔接处相差高度要求在100～150 mm。在爆破实施前，有专业的炮工将炸药卷有间隔的串联在导爆索上，并用胶带进行绑扎，这样可以有效的少装药的时间。

爆破工作具有一定的危险性，所以在施工过程中要加强安全管理，做好相应的安全防护工作，确保爆破工作的安全。

3 结 语

光面爆破技术广泛的应用于隧道施工以及巷道掘进作业中，是这类工程施工中不可缺少的施工环节，这主要是由于通过光面爆破技术，可以保证新壁面的平整度，缩短了施工工期，降低了施工成本。其中，对于爆破参数的选择与优化是保证爆破效果的前提，必须根据一定的原则，结合工程的实际情况进行，这样才能最大程度地确保爆破效果，保证围岩的稳定性，保证工程施工的安全。

参考文献：

[1] 郑康亮，刘世波.隧道光面爆破施工的优化[J].西部探矿工程，2007，（12）.

[2] 刘峰吉，舒顺龙，王仕文.巷道整改中光面爆破参数的优化及应用[J].现代矿业，2013，（3）.

[3] 顾一磊，李晓红，杜云贵，等.隧道光面爆破合理爆破参数的确定[J].重庆大学学报（自然科学版），2005，（3）.

[4] 闻全，杨立云，矫伟刚，等.光面爆破在快速掘进中的应用[J].中国矿业，2008，（2）.

[5] 张成良，李新平，米健，等.损伤光面爆破参数确定及数位分析[J].武汉理工大学学报，2006，（7）.