光爆破技术光面爆破 - 定义 光面爆破，就是控制爆破的作用范围和方向，使爆破后岩面光滑平整， 防止岩石开裂，减少超、欠挖和支护工作量，增加岩壁的稳定性，减 少爆破对保留岩体的破坏作用，进而达到控制岩体开 光面爆破作用原理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连线的中点，当岩体的极限抗拉强度小 于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中心连线上形成裂缝，随后，爆 炸气的膨胀合裂缝进一步扩展，形成平整的爆裂面光面爆破的技术要点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、 严格控制周边眼的装药量，尽可能将药量沿眼长均匀分布 3、 周边眼宜使用小直径药卷和低猛度、低爆速的炸药为满足装结构要求，可借助导爆索（传爆线） 来实现空气间隔装药 4、 采用毫秒微差有序起爆要安排好开挖程序，使光面爆破具有良好的临空面 5、边孔直径小于等于 50mm 光面爆破技术的类型和优缺点光面爆破技术约在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光面爆破可以分为三大类型：(1) 轮廓线钻眼法它是沿设计的隧道开挖轮廓线钻凿紧密相邻的炮眼，这些炮眼 内不装炸药，然后视其离自由面的远近再钻一至若干排炮眼并装炸药 爆破由于密集且相邻的炮眼存在，隔开了其它炮眼爆炸时爆炸应力 波和裂缝的传递与扩展，使岩体沿弱面切开，形成平整的岩壁保护岩 体稳定目前在隧道内使用较少，仅在不够稳定的岩层(如软弱岩层、 断层带等)中及城市地下隧道、地铁为减轻地震动时，才部分采用， 应用该种技术能获得较好的光面爆破效果，但钻眼工作量大，钻眼费 用高2) 预裂爆破法这种方法是在开挖轮廓线上钻凿相互平行较密集的炮眼，装炸 药并使之先于其它爆破眼起爆，当轮廓线上的炮眼间距、数量、装药 结构合适时，爆破后各炮眼间将形成相互贯通的裂隙，与原岩分割开 来此后再爆破其它炮眼，由于轮廓线上裂缝已形成，所以其它炮眼 爆破时不会引起围岩岩体破坏，而构成光滑的平整壁面。
预裂爆破可 以起到较好的隔振作用，一般适用于岩体较为完整的硬岩、中硬岩中 深眼及深眼爆破3) 光面爆破法它与预裂爆破法恰好相反，轮廓线上的炮眼(周边眼)是在其它 炮眼爆破后最后起爆，是软岩、中硬岩隧道浅眼爆破施工中广泛应用 的方法与预裂爆破法比较，周边轮廓线上炮眼数较少根据断面不 同，施工方法可分为光面层光面爆破法和全断面一次爆破光面爆破法光面爆破技术的优缺点(1) 优点1 隧道围岩不产生或很少产生炮震裂缝，保持了围岩完整性， 从而增大了围岩自身的承载能力，这为采用锚喷支护创造了有利的条 件光面爆破技术和锚喷技术相结合，进一步增强了锚喷支护的作用， 特别是在松软岩层中更能显示这一特点2 在裂隙发育的地层中，避免裂隙扩大和产生新的裂缝，提高 了围岩的稳定性，能基本清除落石伤人事故，为快速施工提供了有利 条件3 隧道成型规整，极大地减少了掘进超挖数量和出碴工作量， 加快了掘进速度，节省了衬砌材料，提高了施工进度4 由于隧道成型规整，凹凸很少，除增强隧道本身稳定性外， 也减少了隧道的维护量，在有瓦斯的隧道则不易于产生瓦斯局部聚集5 减少超欠挖，减少炸药用量，减少支护混凝土用量；6. 爆破后岩面平整，岩碴块度均匀较小，利于装碴，为后期铺挂 防水板及二次衬砌施工缩短时间；7. 减少支护投入，节约施工成本，增加效益。
2) 缺点1 炮眼数较一般爆破法要多一些，钻眼的准确性要求较高，钻 爆作业的单项工序时间要多一些三、光面爆破设计1. 光面爆破的起爆顺序起爆顺序：掏槽炮f扩槽炮f内圈炮 f周边炮f底板炮f底角炮2. 光面爆破参数的确定(1) 周边孔间距E.周边眼通常布置在距开挖断面边缘0.1m 至0. 2m处,光爆孔的孔底的孔底朝隧道开挖轮廓线方向倾斜3〜5° 当爆孔孔径D为40mm时，周边孔间距E= (10〜16) D,II、III级围 岩周边眼的间距为0.55m,W级围岩约为0.50m比较合适2) 光爆层厚度W.光爆层厚度就是周边眼最小抵抗线，它与 开挖的隧道断面大小有关断面大,光爆眼所受到的夹制作用小,岩 石比较容易崩落,可以大些；断面小,光爆眼受到的夹制力大,光爆 层厚度相对要小些同时,光爆层厚度与岩石的性质和地质构造有关, 坚硬岩石光爆层可小些,松软破碎的岩石光爆层可大些凤凰山隧道 光爆层厚度W=0.5m〜0.8m,II、III级围岩W取55cm,W级围岩W取 60cm.(3) 密集系数K.周边眼密度系数是周边眼间距E与光爆层厚 度 W 的比值，是影响爆破效果的重要因素K=E/W(K 取值 0.8)(4) 孔深L.围岩循环进尺： L=0.5XBX90%=0.5X6.0X90%=2.70m(隧道宽度B=6.0m)。
除掏槽 眼和底角眼取值3. 2m外，其余各眼炮孔深度取3.0m.在实际操作中 应视掌子面的凹凸情况，调整各炮眼钻孔长度，使所有炮眼眼底处于 同一垂直面上 5 )装药量 Q. 一是确定炸药单耗量 q ，炸药单耗量对装药效 率、炮孔利用率、开挖壁面的平整程度和围岩的稳定性都有较大的影 响它取决于岩性、断面积、炮孔直径和炮孔深度等多种因素 q 取 值1.2kg/m3二是装药集中度Q光面爆破装药量的计算，主要是确定 周边眼光爆层炮眼装药集中度，即：Q=qEWQ 确定为 0.11 〜0.30kg/m.( 6)炮孔数量 N. 炮孔数量取决于掘进断面积、岩石性能和炸 药性能孔数过少将造成大块增多，周壁不平整，甚至会出现炸不开 的情况；相反，孔数过多将使凿岩工作量增大N=0.0012qS/ad2式中N—炮孔数量，个；q—单位炸药消耗量，取1.2kg/ma； S— 开挖断面面积，(W级围岩S=52m2，II、III级围岩S=42m2)a—炮眼装 填系数，取0.62； d—炸药直径，硝铵炸药为32mm. II、III级围岩炮 孔数量N=95个，W级围岩炮孔数量N=118个3. 装药结构周边眼装药采用径向不偶合间隔装药结构，不偶合系数为1.5〜2.0.所有爆眼统一装©32标准药卷，周边眼间隔装 药，岩石炸药与乳化炸药混装，周边眼药卷不需绑在竹片上，直接装 入，孔口用炮泥堵塞。
光面爆破装药过程中，如果只注意控制周边眼 用药量而忽视内圈辅助眼的药量控制，很难达到理想的爆破效果因 此，为保证光爆效果，司钻手定岗定位，掏槽眼、底板眼、辅助眼、 周边眼（又分拱部、拱墙、边墙）都实行专人负责4. 起爆方法隧道爆破从掏槽眼到辅助眼至周边眼，采用多段微差毫杪雷管起爆由里向外起爆，其中周边眼比辅助眼要跳2段，间 隔时间为25〜100毫秒，且用同一段雷管同时起爆使用光面爆破,严格控制用药量施工开挖必须采用光面爆破或预裂爆破技术，并严格控制用药量施工前应做好光爆技术设计，合理选用爆破参数，并根据岩石的 变化适时调整，以确保开挖断面有良好的光爆效果1）采用光面爆破时，应满足以下技术要求：根据岩石特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线；严格控制周边眼的装药 量，并使药量沿炮眼全长合理分布；周边眼宜采用小直径药卷和低爆速炸药可借助传爆线以实现空气间隔装药；采用毫秒雷管微差顺序 起爆，应使周边爆破时产生临空面周边眼同段的雷管起爆时差应尽 可能小；各光面爆破参数如周边眼间距（E）、最小抵抗线（V）、相对 距（E/V）和装药集中高度（q）等，应采用工程类比或根据爆破漏斗 及成缝试验确定，按表 1 选用。
饱和 单轴抗 压极限 强度Rb (MPa)l装药不偶合系数D周边眼间距E (cm)周边 眼最小 抵抗线V (cm)相对距E/V周边眼装药集中 度q(kg/m)硬岩>601・25~1・55~770~850・8~10・ 30~0.500.035中硬30~601・ 50~2.45~550~650・8~10・ 20~0.岩000.030软岩W302. 00~2・30~540~600・5~00・07~0・500.815注：①软岩光面爆破的相对距宜取小值光面爆破诸参数sp;表 1 饱和单轴抗压极限②装药集中度按 2 号岩石硝铵炸药考虑，当采用其它炸药时，应进行换算换算指标主要是猛度和爆力(平均值)2)采用预裂爆破，预裂爆破诸参数应满足以下技术要求： 预裂爆破诸参数可在现场由爆破成缝试验获得预留光面层光面爆破参数可 按表 2选用 预留光面层光面爆破诸参数 表2 饱和单轴抗压极限强度 R b (MP a ) 装药2)采用预裂爆破，预裂爆破诸参数应满足以下技术要求：预裂爆破诸参数可在现场由爆破成缝试验获得预留光面层光面 爆破参数可按表 2选用饱和单 轴抗压 极限强 度Rb(MPa) l装药不偶合系数D周边眼间距E(cm)周边眼 最小抵 抗线V(cm)相对距E/V周边眼装药集中度q (kg/m)硬岩>601・25~1・5060~7070~800・7~1・00・20~0・30中硬岩30~601. 50~2.0040~5050~600・8~1・00・10~0・15软岩W302・00~2・5040~5050~600・7~0・90・07~0・12预留光面层光面爆破诸参数表2注：本表适用范围：炮眼深度1・0~3.5m，炮眼直径40~50mm，药卷直径 20~32mm。