摘要：我国道路建设的快速发展带动我国整体经济建设的发展速度和发展走向，为我国经济建设贡献力量。为了研究光面与预裂爆破在隧道开挖中对围岩的影响，预裂爆破在隧道内虽然存在减振作用，但成缝对于围岩的损伤要大于光面爆破，可为实际工程确定爆破方法和爆破参数提供科学依据。
关键词：光面与预裂爆破；隧道开挖中对围岩的影响
引言
我国经济建设的快速发展推动我国各行业发展迅速，尤其是道路建设的发展尤为明显。在进行隧道工程施工的过程中，常常需要采用爆破的方式对于隧道岩石进行处理，而在通过爆破对于岩石进行处理的过程中，往往会使得岩体受到损伤，因此必须要有效地对于爆破方式进行选择，合理地对于爆破进行控制，通过有效地控制可以避免因为爆破而对于边坡内部岩体所造成的损伤，进而确保边坡的稳定，使得隧道工程施工活动能够得以顺利开展。
1预裂与光面爆破技术研究现状
预裂爆破是沿设计开挖边界布置密集炮孔，采取不耦合装药或装填低威力炸药，在主爆区之前起爆，从而在爆区与保留区之间形成预裂缝，以减弱主爆破对保留岩体的破坏并形成平整轮廓面的爆破作业。光面爆破与此类似，但在主爆区爆破之后起爆。20世纪70年代，在葛洲坝水利机纽施工中曾做过大规模预裂爆破试验，并取得良好效果，之后在东江水电站、五强溪水电站等工程中又取得了坚硬岩石中采用预裂爆破的经验。1987年，在衡广复线长达14.295km的超长双线铁路隧道---大瑶山隧道施工中，铁路施工单位实现了全断面一次光面爆破开挖成型。焦晋高速公路某段采用“硐室加预裂一次成型综合爆破技术”完成了高边坡石方开挖，92m高的边坡犹如鬼斧神工，开挖面稳定、平整、美观。一大批水电站对这类举世闻名的三峡五级船闸垂直深切开挖以及引水钢管槽的开挖以及小湾、溪洛渡、向家坝水电站的明挖和地下洞室群开挖都应用预裂爆破和光面爆破创造了精雕细刻的人间奇迹。
2光面与预裂爆破对围岩的影响研究历史
中国水电站建设进入了中国西部大开发战略的快速发展时期。在高地应力场下，中国西南山区正在建造或规划了许多巨大的地下洞口。岩爆是人类活动引起的动态工程中的一种地质灾害。岩爆发生需要两个基本条件：一是接近岩石强度的高水平地应力，另一个是附加触发，如挖掘干扰或应变能的动态释放。这两个要求构成了岩爆的静态应力机制。该机制已被广泛接受为岩石预测标准的理论基础。此外，还根据该理论计算了岩爆预测的弹性应变能指数。岩爆是一种由前空化引起的动态地质灾害。然而，根据爆破或机械挖掘方法，周围岩石的响应可能不同。因此，除了岩石特征和地应力之外，防止岩爆应该集中在挖掘过程和方法的细节上。在爆破过程中，围岩的开挖过程受到严重干扰。自20世纪50年代以来，已经报道了爆破与岩爆之间关系的研究。随着新的奥地利隧道掘进方法的发展，增加了挖掘镜头和每次往返的装载重量，尽管爆破干扰既不充分也不必要，但挖掘干扰对岩爆发生的贡献更为显着。岩爆的要求。研究了反复爆破扰动对岩爆接种的影响，并证实爆破扰动除了作为一个重要的激发或触发因素外，还可以作为岩爆的一个重要控制因素。王和黄也发现爆破引起的扰动会严重影响岩爆的规模。因此，本文研究了采用控制爆破技术防止岩爆的具体措施，以改善应力集中条件，积极减少爆炸干扰，并证明其适用于实践。
3光面爆破机理分析
光面爆破的破岩机理十分复杂，虽然当前对于该机理没有一个成熟全面的认识，但是对其作出了定性的判断。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在应用光面爆破对于岩石进行破碎的过程中，炸药起爆的时候会对于岩体造成三种效应：①应力波反射所引起拉伸会使得岩体遭到破坏；②爆炸过程中，气体会迅速膨胀，膨胀气体做功会使得岩体破裂；③应力波反射和爆炸气体做功联合作用。在应用光面爆破技术破碎岩体的过程中，所有炮眼都是同时起爆的，各个炮眼的冲击波会向其四周径向进行传播，而在相邻炮眼的冲击相遇时，应力波就会叠加，然后产生切向的拉力，一般拉力的最大值会出现在相邻炮眼中心连线的中点，最终形成较为平整的爆裂面。
4光面爆破在隧道开挖中对围岩的影响
控制光面爆破挖掘镜头对于控制光面爆破开挖引起的扰动具有双重意义。首先，将减少由爆炸载荷引起的围岩扰动。其次，可以控制快速原位应力调节和快速能量释放的动态效应。在三轴应力状态下岩体在一个方向上的应力的瞬时减少可以在较低的应力水平下引起岩石破坏，并且储存在岩石中的弹性应变能释放，转变为裂岩和岩石的动能。爆发最有可能发生。因此，除了爆炸载荷的影响之外，释放储存在周围岩石中的能量的过程也应该足以用于岩爆控制。岩体的性质在确定所有先前参数中起着至关重要的作用。从爆炸力学的角度来看，连接和压裂的强度和程度会影响它的失效方式。如前所述，抗压强度远大于抗拉强度，两者的比率称为爆破系数。对于石英岩，爆破系数的值可以是9~15，对于像花岗岩和玄武岩这样的大多数火成岩，爆破系数的值可以是10~17之间；对于诸如石灰岩的沉积岩，爆破系数的值可以是17~23。爆破系数是剥落程度的良好指标，数字越大表明岩石中的剥落越大。将岩体特性与爆破联系起来的另一个参数是粉末系数，或爆炸立方码所需的炸药重量。密集的岩石需要更多的爆炸物来取代岩石，反之亦然。此外，岩体的硬度对于确定电荷很重要。在非常坚硬的岩石中放置太大的电荷会导致过多的飞石和气流，而软岩中的过度充电的爆破孔不太可能发生这种情况。另一方面，如果硬岩石被喷射不足，那么相对于软岩石来说，去除所得材料是困难的，在那里可能仍然可以去除。与岩石工程的其他方面一样，岩石的压裂和连接会造成未能发生的弱点。如果岩体因近距离连接而严重断裂，这可能对爆炸有利，因为不需要开发新的裂缝，并且可以使用较少量的炸药来使岩石起伏。然而，高度节理的岩石可能会造成预裂的问题，因为气体会渗入接缝并使其松散。对于间距更宽的接头，碎裂可能变得不均匀并导致剩余大块。调整间距是限制这种情况的有效方法。较小的间距将增加单个岩块被穿透的机会，并且这样做会在块内形成新的裂缝。与较大的间距相比。金平辅助隧道沿岩石的岩爆分布表明岩爆的基本条件是高应力和高能岩。因此，可以从两个方向来预防实际中的岩爆。第一个是减少应力集中的程度，第二个是减少可能导致岩爆的猛烈能量释放的可能性。此外，辅助隧道中岩爆的空间和时间分布表明，控制光面爆破引起的扰动对于降低岩爆的频率和强度非常重要。减压光面爆破方法可有效降低周围岩石的应力集中，降低岩爆的风险。金平辅助隧道应力消除光面爆破的实践表明，除了隧道面附近岩体的应力集中缓解外，还应加强一定深度内应力集 中的处理。在应力消除光面爆破设计中，两个相邻减压孔之间的空间应小于2m，以确保应力消除效果。控制光面爆破技术大量使用，并证明在金平辅助隧道的挖掘过程中是有效的。控制能量释放率并将光面爆破开挖面积减少到1.5~2.0米被认为是基于控制光面爆破技术的核心处理。
结语
光面爆破和预裂爆破在工程领域之中有着非常广泛和深入地应用，同时经过多年的实践也已经取得了良好的应用效果，当前已经能够对于爆破的参数和效果有效地进行控制。
参考文献：
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论文作者:陈江立
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/1
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