摘要：聚能水压光面爆破是著名爆破专家何广沂教授领衔的团队，2015年研发的一种隧道掘进开挖新技术，现正处于“青少年”时期，在推广应用过程中经常会因为技术人员布孔经验少或对围岩把握不准确而影响施工工效和爆破效果，本文通过以往施工现场爆破效果对比，结合聚能水压光面爆破的原理进行总结分析，形成了一种快速布孔的方法。
关键词：聚能 水压光面爆破 布孔
引言：在高铁、公路、煤矿、军工、水利及城市轨道交通工程，大量的隧道开挖引进了聚能水压光面爆破新技术，它能有效的减少周边眼数量，降低对周围岩石扰动，充分发挥岩石的自稳性，同时保持岩面平整，降低初支喷射混凝土用量，加快进度，提高施工效率。但因爆破工程技术人员在聚能水压光面爆破设计时，选取孔距、线装药密度及参数，没有资料和数据参考，有时资料不全，选取的参数不合理，降低了聚能水压光面爆破的工效，削弱了效果。
一、聚能水压光面爆破的原理
聚能水压光面爆破就是炮孔中由聚能管装置代替了常规光面爆破炮孔中的药卷和传爆线，炮孔的最底部和上部有水袋，用专用设备加工成的炮泥回填填塞。
聚能管装置由四部分组成：聚能管、炸药、传爆线和起爆雷管。
图一 聚能水压光面爆破装药示意图
聚能水压光面爆破，除炸药爆炸在岩石传播应力波产生径向压应力和切向拉应力，还增加了聚能槽产生的高温、高压射流以及光爆炮眼中的水袋在爆炸作用下产生“水楔”效应。由于水袋炮泥复合堵塞，有效控制了爆炸生成的膨胀气体在炮眼中，其膨胀气体静力作用要比常规光面爆破不堵塞强的多，更有利于已形成的裂缝再延伸扩展加大。在推广应用中，隧道光面爆破光爆炮眼间距能达一米。
二、布孔方法
结合国内爆破专家关于浅眼聚能光爆的参数经验，根据岩石的级别和岩石的风化和节理裂隙发育情况建立爆破参数查询表（详见表一），在布孔时按照图纸地质描述，确定了岩石级别，选取对应参数值，适当调整孔距和装药集中度参数大小，硬岩完整的孔距参数取值大，线装药密度取大值。
注：围岩等级一般分为六个等级，由于Ⅵ级围岩不需要爆破开挖，没有相应的孔距及装药选值。
2.1查看图纸，核对现场地质情况，查询参数表
根据施工现场掌子面里程查询施工图纸，了解掌子面的围岩等级和围岩的岩性，查看掌子面现场，仔细核对围岩的岩性，使用小刀刻划岩石判定岩石的硬度，划的越深说明岩石越软，使用尖锤敲击岩石听其声音，声音清脆说明岩石风化程度越小，相对较硬。核查完掌子面围岩情况后，查询爆破参数表。
2.2测量放样
测量人员用全站仪确定出隧道中心线、拱顶高程，并在开挖轮廓线上每间隔1~2m测设出开挖轮廓控制点，利用开挖轮廓控制点用红油漆画出开挖轮廓线。
2.3布孔
布孔一般自拱顶中线往两侧进行布设。布孔前先观测掌子面围岩的破碎情况及节理分布情况。因为炸药爆炸在岩石传播应力波产生径向压应力和切向拉应力，岩石的破碎及节理的走向对爆破能量的消减有一定的影响，越破碎、节理为水平方向，爆破能量消减的越多。所以在查询完爆破参数表后取值时，如果围岩破碎节理为水平节理，查询参数表取小值，如果岩石破碎，节理为竖向节理，查询参数表取中间值，如果岩石完整性好，查询参数表取大值。计算各爆破参数，对掌子面进行布孔。
三、应用情况
3.1汉十高铁余家山隧道Ⅲ级围岩，主要为变灰绿岩，弱风化，块状结构，节理裂隙较发育，水平节理多，岩体较破碎~较完整，属软岩。采用聚能水压光面爆破，周边眼间距为80cm，每米线装药密度为0.35Kg/m，与辅助眼排距为50cm，爆破后半眼率为95%，光爆好。Ⅳ级围岩为云母石英片岩，属软岩，中风化至弱风化，层状构造，节理裂隙发育，岩体整体性差。周边眼间距为60cm，每米线装药密度为0.30Kg/m，与辅助眼排距为50cm，爆破后半眼率为90%，光爆好。
3.2莞惠城际铁路隧道Ⅱ级围岩片麻岩，岩石完整性好。采用聚能水压光面爆破，周边眼间距为100cm，每米线装药密度为0.4Kg/m，与辅助眼排距为45cm，爆破后半眼率为95%，光爆好。
图三 莞惠城际Ⅱ级围岩爆破效果
四、结论
采用这种快速布眼方法，能为现场技术人员和操作人员提供参考依据，增强光面爆破效果，提高工效，降低成本。
论文作者:汪祥国
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/27
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