光面爆破
开放分类：冶金学名词冶金术语土木工程名词技术类型电力
光面爆破：隧道光面爆破是支撑新奥法原理的重要技术之一。是指通过正确选择爆破参数和合理的施工方法，分区分段微差爆破，达到爆破后轮廓线符合设计要求，临空面平整规则的一种控制爆破技术。
作用机理
光面爆破的破岩机理是一个十分复杂的问题，仍在探索之中。尽管在理论上还不甚成熟，但在定性分析方面已有共识。一般认为，炸药起爆时，对岩体产生两种效应；二是爆炸气体膨胀做功所起的作用。光面爆破是周边眼同时起爆，各炮眼的冲击波向其四周作径向传播，相邻炮眼的冲击相遇，则产生应力波的叠加，并产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线的中点，当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中心连线上形成裂缝，随后，爆炸产物的膨胀作用使裂缝进一步扩展，形成平整的爆裂面。
成缝机理
预裂爆破和光面爆破都要求沿设计轮廓产生规整的爆生裂缝面，两者成缝机理基本一致。现以预裂缝为例论述它们的成缝机理。预裂爆破采用不耦合装药结构，其特征是药包和孔壁间有环状空气间隔层，该空气间隔层的存在削减了作用在孔壁上的爆炸压力峰值。因为岩石动抗压强度远大于抗拉强度，因此可以控制削减后的爆压不致使孔壁产生明显的压缩破坏，但切向拉应力能使炮孔四周产生径向裂纹。加之孔与孔间彼此的聚能作用，使孔间连线产生应力集中，孔壁连线上的初始裂纹进一步发展，而滞后的高压气体的准静态作用，使沿缝产生气刃劈裂作用，使周边孔间连线上的裂纹全部贯通成缝。
技术要点/光面爆破 编辑
要使光面爆破取得良好效果，一般需掌握以下技术要点：
1、 根据围岩特点，合理选定周边眼的间距和最小抵抗线，尽最大努力提高钻眼质量。
2、 严格控制周边眼的装药量，尽可能将药量沿眼长均匀分布。
3、 周边眼宜使用小直径药卷和低猛度、低爆速的炸药。为满足装药结构要求，可借助导爆索（传爆线）来实现空气间隔装药。
4、 采用毫秒微差有序起爆。要安排好开挖程序，使光面爆破具有良好的临空面。
5、边孔直径小于等于50mm。
参数设计/光面爆破 编辑
预裂爆破和光面爆破的参数设计一般采用工程类比法，并通过现场试验最终确定。
预裂爆破参数
1、孔径 明挖工程为7 0～165mm；隧洞开挖为40～90mm；大型地下厂房为50～110mm。
2、孔距 与岩石特性、炸药性质、装药情况、开挖壁面平整度要求和孔径大小有关。孔距一般为孔径的7～12倍。爆破质量要求高、岩质软弱、裂隙发育者取小值。
3、装药不偶合系数不偶合系数指炮孔半径与药卷半径的比值，为防止炮孔壁的破坏，该值一般取2～5。
4、线装药密度 线装药密度是单位长度炮孔的平均装药量。影响预裂爆破参数的因素复杂，很难从理论上推导出严格的计算公式，以经验公式为主，中国较常用公式的基本形式为式中。
QX—预裂爆破的线装药密度，kg/m；
σC—岩石的极限抗压强度，MPa；
a—炮孔间距，m；
d—钻孔直径，mm；
K、α、β和γ—经验系数。
随岩性不同，预裂爆破的线装药密度一般为200～500g/m。为克服岩石对孔底的夹制作用，孔底段应加大线装药密度到2～5倍。
光面爆破参数
1、光面爆破层厚度 即最小抵抗线的大小，一般为炮孔直径的10～20倍。岩质软弱、裂隙发育者，眼距应小而抵抗线应大； 坚硬、稳定的岩石上，眼距应大而抵抗线应小。
2、孔距 一般为光面爆破层厚度的0.75～0.90倍，岩质软弱、裂隙发育者取小值。
3、钻孔直径及装药不偶合系数 参照预裂爆破选用。
4、线装药密度Qx 一般按照松动爆破药量计算公式确定
式中q—松动爆破单耗，kg/m；
a—光面爆破孔间距，m；
W—光面爆破层厚度，m。
轮廓控制/光面爆破 编辑
为保证保留岩体按设计轮廓面成型并防止围岩破坏，须采用轮廓控制爆破技术。常用的轮廓控制爆破技术包括预裂爆破和光面爆破。所谓预裂爆破，就是首先起爆布置在设计轮廓线上的预裂爆破孔药包，形成一条沿设计轮廓线贯穿的裂缝，再在该人工裂缝的屏蔽下进行主体开挖部位的爆破，保证保留岩体免遭破坏；光面爆破是先爆除主体开挖部位的岩体，然后再起爆布置在设计轮廓线上的周边孔药包，将光爆层炸除，形成一个平整的开挖面。
装药结构
1、堵塞段：堵塞段的作用是延长爆生气体的作用时间，且保证孔口段只产生裂缝而不出现爆破漏斗，对深孔爆破该段长一般取0.5～1.5m。
2、孔底加强段：段长大体等于堵塞段。由于孔底受岩石夹持作用，故需用较大的线装药密度。
3、均匀装药段：该段一般为轴向间隔不偶合装药，并要求沿孔轴线方向均匀分布。轴向间隔装药须用导爆索串联各药卷起爆。为保证孔壁不被粉碎，药卷应尽量置于孔的中心。国外一般用炮孔中心定位器定位，国内一般是将药卷及导爆索绑于竹片进行药卷定位。
