光面爆破技术在碎裂岩层隧道开挖中的应用

当前在进行隧道挖掘的工程中大都采用钻爆法，但钻爆法有比较严重的问题就是在工作时会影响到周围岩石的稳定性，还有可能会造成超欠挖，浪费大量的成本投入。光面爆破技术对周边轮廓有很强的控制作用，并且对周围岩石还会起到较强的稳定作用。当前的隧道、地铁等工程中对周边轮廓工程有着极高的要求，要求施工之后会产生良好的光滑面和规则轮廓，所以只能不断强化光面爆破技术，以满足工程的切实需求。
　　1光面爆破的原理
　　1.1静压力作用理论
　　因为在工作时，空气间隙会产生一定的缓冲作用，所以会降低作用在眼壁的冲击波波峰压力值，之后由于炮轰气体长时间的作用和高强度的静压力作用，在炮眼的连线上会产生极强的切向拉伸，并且在连线上还会产生极强的压力，并且在两个炮眼连线的中心上应力会高度集中，相邻的两个炮眼距离越短，应力集中也就会更显著，所以断裂面就是在眼壁上应力集中出会出现拉伸裂缝之后裂缝不断的延伸作用下产生的。
　　1.2应力波产生的叠加作用
　　应力波由于不同的炮眼同时起爆产生叠加作用，并且在炮眼连线的中心是两个应力波相遇的地方，在相遇时则会产生叠加的原理，也会增加产生的效果，因此在重叠连线的中心会产生较高的拉应力，当拉应力值超过了岩石本身所能承受的极限值后将会产生裂隙，之后裂缝的开裂将会延伸，向着两个炮眼的方向发展，最终形成完整的断裂面。
　　1.3炮轰气体与应力波的结合作用
　　最初始在起爆炸药产生的应力波作用下，会在装药孔的周围和相邻孔的壁面上沿着预裂面形成一个封闭裂隙。从而形成了裂隙的装药孔内添加炸药，使得原先就生成了的裂隙不断地扩伸延展，炸药产生的力主要作用在原先就产生的裂缝上，所以对其它地方并不会产生过多的作用。同时在装药孔内起爆炸药之后还会促使周围装药孔产生新的裂隙，随着装药孔的不断爆炸，新的裂隙不断地产生，在裂缝的不断扩伸下封闭空间也会得到有效的扩展，在应力波生成裂缝过程结束之后会从裂隙中产生巨量的爆破气体，由岩石碎裂所产生，具有极高强度的压力作用，从而促使裂隙发生第二次破裂，经过多次的扩展，不同的封闭裂隙之間也就会产生裂缝，最终实现两个缝隙的贯穿，形成一条较大的贯穿裂缝。
　　2隧道光面爆破技术的相关应用
　　2.1周边眼在爆破时的相关破岩机制
　　光面爆破是当前在隧道开挖中使用较为广泛的控制爆破技术，为了尽可能的控制爆破力度，减少爆破对隧道围岩的影响，在隧道的周边眼之间可以采用少量的炸药，进行低威力、低爆速的爆炸，严格把控周边眼的起爆时间，尽量的促使周边孔同时发生爆炸，爆炸过程中要确保应力波作用的位置介于周边炮孔之间，在这样的情况下应力波会层层叠加，最终达到较高的峰值，在峰值的作用下会岩石会产生强烈的拉裂破坏作用，使得炸药的爆炸能量集中在炮孔之间围岩处，形成具有光滑轮廓线的隧道。
　　2.2在隧道爆破工程中的技术选择
　　对所要进行施工的隧道围岩进行综合的分析，根据施工项目的实际需求，采用最为适合的爆破技术，例如在隧道的周围碎岩级数为五级，则需要采用唤醒开挖方法，较低级的可以采用上下台阶方法，进行正确的施工指导，周边眼则需要按照光面爆破技术的要求进行参数的选择。施工过程中的具体施工目标要求包括：尽可能对围岩产生小的影响，并且在爆破之后要保证对其它的工程不会产生影响，并且对于爆破之后的空间还需要保持在50%之上的爆孔率，保证隧道既有较为光滑的轮廓，并且还要做好对超欠挖的控制，确保超欠挖的程度在一定的范围之内。施工之后要确保有明显的经济效益，可在规定的时间内有效的完成任务。
　　2.3爆破过程中的孔网参数
　　为了确保有一个良好的爆破效果，通过利用合理的爆破参数进行工程的开展是爆破工程中十分重要的一点。因为炮径不同同时也会产生不一样的作用效果，所以在选择参数时要根据实际的情况进行分析。上台阶的掏槽眼则主要是分布在掌子面的中央偏下部地区，其掏槽的形状主要是以楔形为主，在爆破时，会产生定点的爆发，并且会对处于底部的岩石产生作用。辅助孔具有自由面，因此一般辅助孔的装药量会大于其它地方的装药量，辅助眼则主要分布在周边眼和掏槽眼之间，在掏槽孔产生了爆炸之后，会由于辅助孔的作用崩落更多的岩石，周边眼的主要分布则是在隧道轮廓上，对轮廓产生支撑作用，因此常采用的孔径都比较小，从而使用的炸药量也会更少，因此可对超欠挖程度做出有效的控制，底眼则是为了将隧道底部的岩石抛出，所以使用的孔径都比较大，而且使用的药量也较多。在选择炮眼的直径d时需要考虑到不同炮孔的作用，再确定合适的炮孔直径。掏槽眼和辅助眼的主要目的是进行岩体的破碎工作，对装药的不耦合数并没有过多的要求，因此在进行这两种炮眼的数据确定时，可以使用最小的炮眼直径值，方便钻孔大都是选择的38mm药卷。但在周边孔的数据确定中，因为周边孔会有曝光的要求，所于对于不耦合数会有较高的要求，规定其必须大于1.25，并且还要考虑到围岩的整体情况，对于围岩破碎程度较高的情况则需要采用大于1.3的不耦合数，进行科学合理的施工。
　　3应用体会
　　经过实际的隧道光面爆破技术实验和使用，证明了在碎裂岩体条件下只要做到和实际进行精密的结合，根据工作实际情况进行合理的参数设计，科学施工，光面爆破技术可以得到良好的应用效果，并且在施工中光面爆破技术对其它工程产生的影响较小，所以可以给工程带来良好的经济效益。
　　4结语
　　在当前碎裂岩层隧道开挖工程中，光面爆破技术因为其在围岩超挖、围岩稳定控制方面有着良好效果，所以此项技术的应用越来越广泛。在实际工程中需要做好爆破器材的选择，确定好所需要的爆破参数以及所需要的装药结构设计，科学合理的采用光面爆破技术施工，最终将光面爆破技术的实际价值体现出来，切实提升我国隧道开挖工作的整体水平。