光面爆破法

技術介紹

光面爆破技術約在1950年發源於瑞典，1952年在加拿大首次套用；預裂爆破由光面爆破演變而來。從整個爆破技術來分，它們均屬於光面爆破技術。

光面爆破是一種控制岩體開挖輪廓的爆破技術，是通過一系列措施對開挖工程周邊部位實行正確的鑽孔和爆破，並使周邊眼最後起爆的爆破技術。預裂爆破則是周邊眼最先起爆，線裝藥密度適當地比光面爆破大一些，周邊眼間距則適當地小一些。

作用機理

炸藥爆破是產生的衝擊波和高溫高壓氣體均作用在眼壁上，炮眼周圍的岩石因受到強烈的壓縮破碎，與此同時形成的壓縮應力波向四面八方傳播。衝擊波的傳播速度比壓縮波快得多，並很快衰減成聲波不再起到壓縮作用。粉碎圈以外的岩石在壓縮波作用下產生徑向裂縫，當壓縮波傳到自由面時，因彈性能的釋放又以拉伸波的形式向反方向傳播，此時中心部分。因空間加大和氣體壓力降低，彈性能於此處山開始釋放，生成的拉伸波向離開炮眼中心方向傳播。此二拉伸波在其傳播過程中把岩塊從岩體中拋擲出去，最後形成相互作用的爆破漏斗。當爆破參數選取合理，將形成連續的光滑壁面。

分類

光面爆破可以分為三大類型：輪廓線鑽眼、預裂爆破、光面爆破。

輪廓線鑽眼

它是沿設計的隧道開挖輪廓線鑽鑿緊密相鄰的炮眼，這些炮眼內不裝炸藥，然後視其離自由面的遠近再鑽一至若干排炮眼並裝炸藥爆破。由於密集且相鄰的炮眼存在，隔開了其它炮眼爆炸時爆炸應力波和裂縫的傳遞與擴展，使岩體沿弱面切開，形成平整的岩壁保護岩體穩定。

目前在隧道內使用較少，僅在不夠穩定的岩層（如軟弱岩層、斷層帶等）中及城市地下隧道、捷運為減輕地震動時，才部分採用，套用該種技術能獲得較好的光面爆破效果，但鑽眼工作量大，鑽眼費用高。

預裂爆破

這種方法是在開挖輪廓線上鑽鑿相互平行較密集的炮眼，裝炸藥並使之先於其它爆破眼起爆，當輪廓線上的炮眼間距、數量、裝藥結構合適時，爆破後各炮眼間將形成相互貫通的裂隙，與原岩分割開來。此後再爆破其它炮眼，由於輪廓線上裂縫已形成，所以其它炮眼爆破時不會引起圍岩岩體破壞，而構成光滑的平整壁面。預裂爆破可以起到較好的隔振作用，一般適用於岩體較為完整的硬岩、中硬岩中深眼及深眼爆破。

光面爆破

它與預裂爆破法恰好相反，輪廓線上的炮眼（周邊眼）是在其它炮眼爆破後最後起爆，是軟岩、中硬岩隧道淺眼爆破施工中廣泛套用的方法。與預裂爆破法比較，周邊輪廓線上炮眼數較少。根據斷面不同，施工方法可分為光面層光面爆破法和全斷面一次爆破光面爆破法。

技術優缺點

優點

1 隧道圍岩不產生或很少產生炮震裂縫，保持了圍岩完整性，從而增大了圍岩自身的承載能力，這為採用錨噴支護創造了有利的條件。光面爆破技術和錨噴技術相結合，進一步增強了錨噴支護的作用，特別是在鬆軟岩層中更能顯示這一特點。

2 在裂隙發育的地層中，避免裂隙擴大和產生新的裂縫，提高了圍岩的穩定性，能基本清除落石傷人事故，為快速施工提供了有利條件。

3 隧道成型規整，極大地減少了掘進超挖數量和出碴工作量，加快了掘進速度，節省了襯砌材料，提高了施工進度。