光面与预裂爆破对隧道超欠挖的控制探究

隧道和地下工程在国民经济建设中有着重要的作用。无论是铁道、交通、水利、水电、矿山等均少不了它。在可预见的年代里，钻爆法仍将是隧道掘进的主要手段。爆破开挖是建设隧道的第一道工序，它的成败与好坏直接影响围岩的稳定，以及后续的正常进行和施工速度。所以，为提高钻爆法开挖隧道的掘进速度，提高爆破质量，降低造价，控制超欠挖问题就显得十分必要了。

一、 光面与预裂爆破对隧道超欠挖的控制

光面与预裂爆破是通过正确选择爆破参数和合理的施工方法，达到爆后壁面平整规则、轮廓线符合设计要求的一种控制爆破技术，与传统的爆破法相比，最显著的优点是能有效地控制炮孔炸药的爆破作用，从而减少对围岩的扰动，保持围岩的稳定，确保施工安全，同时，又能减少超、欠挖，提高工程质量和进度。现在的隧道设计无一不是采用新奥法的原理进行的。而光面与预裂爆破便是基于上面施工采取的隧道掘进方式。该原理的重要精髓之一就是在开挖时使围岩能够按照设计要求自然成拱并保护围岩，使围岩能够充分发挥自承能力，符合设计要求，表面光滑，損伤小，稳定性强。因此光面与预裂爆破一经应用到隧道施工中就显示出强大的生命力。在井巷掘进中应用光面与预裂爆破具有以下优点：能减少超挖，特别在松软岩层中更能显示其优点；爆破后成形规整，提高了井巷轮廓质量；爆破后井巷轮廓外的围岩不产生或产生很少的爆震裂缝，提高了围岩的稳定性和自身的承载能力，不需要或很少需要加强支护，减少了支护工作量和材料消耗；能加快井巷掘进速度，降低成本，保证施工安全。光面与预裂爆破是新奥法施工的前提，没有良好的光面与预裂爆破，就无法实现围岩与喷锚支护形成共同的整体承载体系，所以说光面与预裂爆破被称为隧道“新奥法”施工的三大支柱之一。

二、 影响光面与预裂爆破的主要参数

为了达到良好的爆破效果，必须选择合理的爆破参数，以达到经济合理、高效、安全的目的。影响光面与预裂爆破效果的主要参数是：炮眼直径、炮眼间距、最小抵抗线、周边眼密集系数、装药集中度、不耦合系数。

2.1炮眼直径

炮眼直径大小直接影响钻眼效率、全断面炮眼数目、炸药的单耗、爆破岩石块度与岩壁平整度。炮眼直径大，可减少炮眼数目，炸药能量相对集中，也可提高爆破效率，但钻速下降，影响爆破质量和降低围岩稳定性。因此，应根据断面大小、块度要求、炸药性能综合考虑进行选择。我国目前多用35mm～45mm的炮眼直径，炮眼直径与药卷直径之比一般控制在1.1～1.4，药卷与炮眼壁之间的空隙一般为炮眼直径的10%～15%。

2.2炮眼深度

炮眼深度是指孔底到工作面的垂直距离。从钻眼爆破综合工作的角度说，炮眼深度子各爆破参数中居重要地位。因为，它不仅影响每一个掘进循环中各工序的工作量、完成的时间和掘进速度，而且影响爆破效果和材料消耗。

1）按任务要求确定炮眼深度 2.6 耦合装药和不耦合装药

炮眼直径与装药直径之比，称为不耦合值或不耦合系数。炮眼耦合装药爆炸时，眼壁遭受的是爆轰波的直接作用，在岩体内一般要激起冲击波，造成粉碎区，而消耗了炸药的大量能量。不耦合装药，可以降低对孔壁的冲击压力，减少粉碎区，激起应力波在岩体内的作用时间加长，这样就加大了裂隙区的范围，炸药能量利用充分。在光面爆破中，周边眼多采用不耦合装药。

三、 结束语：

综上所述，在隧道施工中光面与预裂爆破是控制隧道超欠挖的一种很好的施工方法。只要在爆破设计中采取有效的控制和防范措施，可以使各种爆破有害效应降低到最低程度。为了适应社会发展和技术进步的要求，现代爆破技术正向着精确化、科学化和数字化的方向发展。

参考文献：

[1]齐景嶽，刘正雄，张儒林，卿光全.隧道爆破现代技术[J]中国铁道出版社，1995

[2]杨军，陈鹏万，胡刚.现代爆破技术，北京理工大学出版社，2004