光面爆破在隧道施工中的应用
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摘要：随着我国经济的快速发展，基础设施建设进程加快，隧道建设越来越多，在当今的隧道施工中，光面爆破施工技术已经被普遍的应用，光面爆破的良好效果不仅提高了开挖质量，保证了防水板的挂设，而且提高了衬砌混凝土的质量，做到了不渗不漏,兑现了合同承诺，本文对光面爆破技术在隧道施工的原理进行概述，并对这一技术在隧道施工中的应用进行分析。
关键词：隧道施工，光面爆破，施工技术，应用
中图分类号：U45 文献标识码：A
引言：随着我国基础设施建设的进行，公路铁路建设都离不开隧道施工，在隧道掘进过程中，采用一般的方法会使围岩受到一定程度的破坏，影响围岩稳定性，并产生严重的超欠挖，光面爆破是能控制爆破的作用范围并维持围岩稳定的一种施工技术，它通过调整周边眼的各爆破参数，使爆破先沿各孔的中心连线形成贯通的破裂缝，然后内围岩体裂解，并向临空面方向抛掷。这种爆破在围岩中产生的裂缝较少，使爆破后的岩石表面能按照设计轮廓线成型，表面平顺，超欠挖很少。
1、光面爆破的概念及现状
1.1 光面爆破的概念
随着隧道建设的不断发展，光面爆破作为一种高效的爆破技术得到了广泛的应用。光面爆破原理及设计是利用岩石抗劈能力。通过正确的选择爆破参数和合理的使用方法使光面爆破沿周边劈裂开，并对隧道周围围岩不产生或产生轻微的破坏从而获得接近开挖轮廓线的一种爆破方法。它是通过在开挖面预定爆破线上布置一排周边眼，选择间距的合理性和抵抗线采用弱性装药结构（即炸药不充满炮眼孔）。而且与炮眼孔之间留有一定的空隙，最后同时起爆，使相邻炮眼间靠破坏冲击波的力而形成轮廓裂缝。而炮眼孔壁上的炸药压力因采用弱性装药，爆破后岩层较精确地沿周边炮孔的连线断裂下来，从而使围岩固有的整体性、稳定性不遭受明显的损害，最大限度地保持了完整性，提高了施工安全系数的同时使的开挖呈现出轮廓圆。
1.2 光面爆破的现状
随着隧道施工的日渐发展，光面爆破技术的应用越来越普遍。在实际的隧道施工当中，光面爆破技术拥有明显的技术优势：避免了隧道施工中欠挖和超挖现象的发生，节省了时间，加快了施工速度，降低了施工成本，保证了施工质量；隧道进行光面爆破之后，在隧道的周围会形成一个平整光滑的边壁，使得隧道的断面符合轮廓要求的情况下，围岩不发生损伤，从而保证了围岩自身的承载力和完整性，利于对隧道进行维护；由于存在发育的地下水，使得在隧道功部必须进行防水板的挂设，从而避免了滴水渗水现象的发生，保证了施工质量；通过利用光面爆破技术，可以有效的防止爆破过程对隧道围岩所产生的剧烈震动，保证了隧道岩石的稳定性，利于隧道安全施工的实现。
2、光面爆破技术的隧道施工原理概述
光面爆破技术是隧道施工中快速掘进技术的一种，在实践应用当中，爆破掘进中的炮眼分为三类：周边眼、掏槽眼及辅助眼。在实际的工程当中，光面爆破技术通过在隧道掘进所涉及的断面轮廓上加密布置周边眼，并利用药包直径小，火药的使用量少，爆速低、密度低的炸药，来实现对火药作用及爆破能量的有效控制，从而使得在爆炸过程中产生的岩石应力强度及冲击波峰值得到消弱，避免了炮孔周围压碎区的产生。光面爆破技术采用的是不耦合装药，当药包发生爆炸后，炮眼壁上的压力会明显的降低，这时药包爆炸的作用被称作准静压力。这就避免了当炮孔自身的压力值低于岩石的抗压强度时，“压碎”现象的产生。这种爆炸引起的应力波同炮眼壁上的应力状态是相似的，只会引起少量的细微裂缝，从而实现了对施工隧道的良好爆破。
3、光面爆破技术在隧道施工中的应用分析
3.1光面爆破方案的确定和原则
对于光面爆破的方案，应结合实际情况，根据工程地质调和和施工要求，决定是否适合采用光面爆破技术进行爆破。当前，隧道光面爆破技术有两种，分别是全断面一次性开挖法和预留光爆层法。但是，通过大量的时实践证明，相比之，预留光爆层法的爆破效果更好。当前，大部分隧道光面爆破施工都采用这一方法。光面爆破施工技术的原则是根据围岩的实际情况，对炮孔进行合理的布置；对爆破参数进行优化，提升爆破整体效果；光面爆破，实现对开挖轮廓更好控制；以安全为基础，提升隧道施工速度，缩短工期。
3.2爆破参数的确定及测量放线
光面爆破的影响因素是多方面，影响隧道光面爆破技术的因素主要有炮眼直径、最小抵抗线、炮孔间距、光面爆破的深度和角度、光爆层厚度、周边装药量和装药结构等方面。例如对于炮眼直径的确定，直接关系着施工的效率和成本，应对岩石的特性、现成的设备情况、炸药的性能及工程的具体要求综合的进行考虑，来最终进行确定。测量放线分为洞外控制和洞内控制两个方面。对于洞外的控制采用三角测量的方式，在隧道的洞口进行三个平面控制点的设立，这些控制点设置在稳定不动、相互通视并且开挖后于洞口通视的地点。通过水准测量来实现对高层的控制，在隧道的洞口设计出两个京都高的水准点，水准点设置的原则是通视良好，方便施测。两个水准点之间高度差应适宜，以实现一次水准仪的安置就能够进行联测；对于洞内的控制，应当根据施工隧道的规范，由具有丰富测量经验的测量工程师，采用中先发进行测量，测量应坚持三级复测，在隧道贯通之后再进行最后的贯通测量。
3.3光面爆破施工
在隧道的施工过程中，围岩的类别的变化时比较大的。例如在新建的水果湖隧道施工当中，首先就是运用技术工程类比法对爆破的参数进行初选，随后通过现场试验和及时的调整对相关爆破参数进行最终的确定，以实现爆破后的最佳效果。周边孔的装药结构包括两种，第一种是不耦合的装药结构，装药结构为间隔捆绑式，不耦合的系数被控制在1.4 和 2.0 的范围内。炮孔的直径为 40m m。这种不耦合的装药结构，很大程度上减弱了爆破队围岩的破坏程度，保持了软弱围岩的稳定。而在围岩地段比较破碎的地段，则一般采用双传爆线的形式。另一种形式是在三级和四级围岩层采用间隔的装药结构，装药之后，在同炸药相接的位置用炮泥进行堵塞。多年来爆破实践证明，同堵在孔口的爆破效果相比，堵塞方法的爆破效果要更好。
3.4爆破安全及措施
在应用光面爆破进行隧道施工时，安全问题不可忽视，必须做好对爆破安全距离的控制，防止发生安全事故。根据不同围岩、断面特点制定不同的爆破方案，并认真验算空气冲击波、地震波、飞石的影响范围，确保周围结构物安全。爆破主要危害是地震波及飞石对周围结构物的影响，进行爆破时，所有人员必须撤离现场，其安全距离为: 独头掘进不少于200m; 相邻的平行坑道、横通道及横洞间不少于50m；全断面开挖进行深孔爆破(3～5m) 时，不少于500m。发现盲炮或怀疑有盲炮，应立即报告并及时处理。若不能及时处，应在附近设明显标志，并采取相应的安全措施；应在危险区边界设警戒，危险区内禁止进行其他作业；经检查确认起爆线路完好时可重新起爆; 起爆线已被炸断时可选用在距炮孔不小于30cm 处打平行眼进行起爆；可用木制、竹制或其他不发生火星的材料制成的工具轻轻地将炮眼内大部分填塞物掏出，用聚能药包引爆；在安全距离外用远距离操纵的风水喷管吹出炮孔填塞物及炸药，但必须采取措施，回收雷管。
4、结语
光面爆破技术在隧道施中的应用中，爆破设计参数的选择直接关系着爆破后的成洞质量。因此根据实际的围岩情况对爆破参数进行确定十分关键。此外，在开挖施工过程中，应对围岩的变化情况时刻的关注，随时调整爆破参数，合理的对炸药品种及装药结构进行选择和优化。加强对光爆孔起爆时差和起爆顺序的控制，为光面爆破技术提供有力的支持和保证。
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