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摘要：伴随着我国交通运输事业的快速发展，隧道工程建设项目日益增多，在隧道工程施工中，爆破作业是最为常见的一种施工作业。然而爆破作业危险性极高，对于周边环境的扰动也相对较大。施工中，必须要采取合理的爆破手段，切实降低爆破振动。因此文章就隧道减振光面爆破技术特征展开相关探讨。
关键词：隧道减振；光面爆破；技术特征
对于隧道开挖，要求尽量减小对围岩的过分扰动，减少超挖或欠挖，保证工程质量，节约工程成本，为此，经常采用的爆破方法就是光面爆破。因此，在破裂岩层隧道开挖施工过程中，需要根据其施工要求，重视光面爆破技术的科学应用，并对这类技术在破裂岩层隧道开挖施工中的应用过程加以控制，促使光面爆破技术的应用优势得以充分发挥。
一、光面爆破技术及减振分析
所谓的光面爆破技术，是指一种通过对炸药用量进行有效有效控制而开展爆破施工作业的技术，可以使经过爆破处理后的壁面能够达到平整、规则要求。实践中通过对光面爆破技术的合理应用，可减少对围岩的扰动作用，提高围岩稳定性的同时为施工安全状况的改善提供支持。同时，在使用光面爆破技术的过程中，需要设置好与之相关的参数，针对性地开展施工作业，使得这类技术的应用优势得以充分发挥，为破碎岩层隧道开挖施工提供有效的技术保障。与其他的爆破方法相比较，光面爆破在施工的过程中极大地降低了对周遭地质的爆破振动；能够极大程度地防止因振动干扰过大而导致塌方等不利现象，并且有利于提高施工的效率和安全性。光面爆破可以通过对岩石性质的分析、科学的布孔及合理的钻孔方法实现对炸药能量的充分利用，减少工程成本。光面爆破因为采用分段微差起爆的方式，比其他爆破方法减振效果更好，若是遇到浅埋偏压等情况，其可以和预裂爆破相结合，或者是调整爆破参数，实现控制爆破，更好地起到减振的作用。由于影响爆破的因素非常多，且无法定量控制，因此要在各项试验及工程实践中，找出各项影响因素并对其进行优化。采用光面爆破，首先要在爆破面上开挖，然后在掌子面的中心部位进行岩体爆破施工，按照从里到外的顺序，在设计的轮廓线上完成分段微差起爆操作。光面爆破施工时，掌子面左、右两部分务必要对称并且同时起爆，以达到良好的施工效果，把计划开挖部分的岩石全部排出，最后得到规则的开挖轮廓。
二、岩石性质对光面爆破的影响
（一）光面爆破的力学特点
光面爆破对光爆孔壁产生的压应力不能大量破坏光爆孔壁；同时在光爆孔连线上产生的拉应力，应大于岩体抗拉强度。这两种应力，与岩石的性质有关，为了达到预想的光面爆破效果，首先必须了解被爆岩石的结构特性。
（二）光面爆破的力学效果
（1）抗压强度、抗剪强度是爆破孔壁抵抗压碎破坏能力的决定因素。（2）抗拉强度是光爆孔之间形成裂缝的决定因素。（3）弹性模量则决定岩石的延展性，岩石的延展性将决定炸药爆破效果。
（三）岩石物理性质对光面爆破的影响
硬度高，脆性强，整体性好的岩石有利于光面爆破，如花岗石、石灰岩等；而硬度小，孔隙多，裂隙多，层理节理发育的岩石，则不利于光面爆破，如白垩石、石膏，玄武岩等；岩石层理、节理发育的结构面之间的间距，以及结构面之间的结合程度，也对光面爆破的效果有一定的影响。
（四）岩石RQD值对光面的影响
岩石结构面间距大、整体性好，光面爆破效果较好，光爆孔的布置间距可以稍大一些；反之，岩石的结构面间距小、整体性差，光面爆破效果要差一些，光爆孔的间距应小一些。这里所说的大与小，应由炮孔的装药量和最小抵抗线来确定。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆岩石的层面结构可以用岩体的质量指数 RQD 值来衡量，RQD值是长度不小于100 mm 的岩芯段长度之和与钻芯总长度的百分比。采用光面爆破施工的岩石，RQD 值应大于70%；RQD 小于70%，光面爆破效果较差，适当加密炮孔间距；RQD 小于50%，光面爆破效果差，加密炮孔间距，减少装药量。
（五）结合面对光面爆破的影响
衡量结构面的结合度一般有两个指标，一是结构面缝隙之间张合程度，即缝隙的间距和贯穿情况；二是缝隙间的充填物情况。如果被爆破的岩体具有全面贯穿且充填有泥土的缝隙，给爆炸产生的气体提了供优先通道，则直接后果是：爆破面将沿缝隙产生，而不是按预先设计的开挖面产生，容易产生较大的超挖或欠挖。
（六）岩石结构面产状对光面爆破的影响
所谓结构面的产状主要是指岩体结构面的走向和倾角。分析结构面产状对光面爆破的影响，主要是针对路基石方爆破而言，对隧道洞身开挖爆破无规律性可言。结构面产状与路基石方开挖有很大的影响，但也比较复杂，就一般而言，大致如下。（1）结构面倾角为60°~80°时，且与路基边坡面倾向一致，则光爆面控制难度不大。（2）结构面倾角为40°~60°时，虽与路基边坡面倾向一致，易形成齿状光爆面，形成完全光面有一定困难。（3）如果结构面倾角小于40°时，虽与路基边坡面倾向一致，光面爆破难以控制，因为裂隙面基本与路基边坡平行，则爆破面往往不是由爆破参数决定，而是由裂隙面控制，往往裂隙面就是爆破面。（4）结构面竖直或倾角与路基边坡面反向，光面爆破容易控制。
（七）复杂地质条件下光面爆破控制
复杂地质条件是指岩石的层理节理发育程度高且不规则，复杂地质条件下光面爆破，除了准确掌握设计参数外，还应采取一定工程措施，主要工程措施有：采用浅孔小爆破，减少装药量，减小孔间距，采用柔性堵塞等。
三、减振光面爆破优化分析
爆破施工最主要的就是对爆破进行优化，在保证实现预期爆破效果的基础上，利用爆破参数的不断调整、爆破方式的不断改进，降低爆破施工成本。
（一）影响因素选取分析
对光面爆破的影响显著的主要是周边孔参数，与以往的工程经验和理论研究相结合，掏槽眼的设计和爆破炮孔数是同等关键的。在某一爆破施工现场，地质条件及工程设备都已确定的基础上，要选取周边孔间距、掏槽眼和装药量作为光面爆破的主要影响因素进行定量分析。
（二）动态优化、改进
爆破的动态优化和改进是以特定的地质环境、工程施工条件及其他外界因素为基础，对施工工作进行完善、健全的过程。爆破施工时，技术人员无法直接按照以往的经验去选取最适用的施工方案，通常是将每个设计方案都进行现场试验，并且将试验的结果记录在案，对爆破效果进行检查，将爆破试验的各类评价指标进行研究和分析，将试验得到的指标数据及爆破效果进行对比，最终确定最适合的爆破施工方案。方案的动态优化是对所有方案的现场试验评价指标进行定量、定性的研究、分析以及记录的过程，分析所得的评价指标是整个优化、改进过程的关键。比如观察爆破断裂面光滑与否以及炮孔利用率的时候，其断裂面的光滑平整要通过半孔率及欠挖、超挖量来进行评判，超挖、欠挖的多少及半孔率能够依据测量与统计得到，炮孔利用率可以通过爆破后的残孔深度来进行判断。
（三）光面爆破效果分析
若是巷道的成型良好，炮孔的残留率能够有90%，那么此次的爆破符合要求；爆破之后的渣石大小均匀，没有过大的石块，这说明出渣顺利；振动的速率全部小于允许的最大振动速率，则符合规定，不会损害地面建筑。
总之，减振光面爆破技术在实际的工程应用中，有着诸多的优点，但是只有将各个影响因素进行合理的运用和设计，才能充分地发挥该技术的优点，提升爆破施工的效果，保障隧道工程的安全、稳定与高效。在实际项目中，要因地制宜，对爆破施工设计方案进行调整与完善，定性且定量地对爆破的效果进行探究和分析，动态监测爆破动向，实现对工程安全与稳定的控制。
参考文献：
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[2]房玉中，汪祥平，褚怀保，张志和，李治国.水平缓倾岩层极高地应力隧道光面爆破施工控制技术[J].公路交通技术，2019，35（01）
论文作者:孔庆亮,骆利斌
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/6/24
标签：光面论文; 岩石论文; 结构论文; 效果论文; 间距论文; 隧道论文; 技术论文; 《防护工程》2019年第6期论文;