王燕芬

摘要：隧道及地下工程光面爆破技術主要是利用智能優(yōu)化控制技術對進行發(fā)展規(guī)劃的，在實施工程過程中要制定光爆質量評定指標體系與技術標準，定量分析光爆開挖進尺與安全步距，開發(fā)基于無線網絡技術的光面爆破智能優(yōu)化控制管理決策系統(tǒng)，這樣才能實現實時數據和信息的交流，使其朝著標準化、定量化、數字化、智能化與自動化的方向發(fā)展，這是我國，隧道及地下工程光面爆破技術的發(fā)展趨勢。

關鍵詞：光面爆破技術;隧道及地下工程;發(fā)展趨勢

前 ?言

隨著我國經濟水平的不斷提高，城市化進程得到了不斷地推進和深入，伴隨著這種發(fā)展現狀，城市的基礎設施在不斷建設和完善，各種類型的工程建設如雨后春筍般紛紛涌現，尤其是隧道及地下工程。近些年來，全國各大城市紛紛建設了公路、鐵路、地鐵和輕軌等道路工程，這促進了我國交通事業(yè)的騰飛，在這些工程中都伴隨著地下工程和隧道工程，而其隧道或地下工程在開挖施工中必須運用到爆破技術。

一、光面爆破技術研究現狀及分析

光面爆破一直是隧道及地下工程安全生產的關鍵技術問題。目前，有關隧道及地下工程光面爆破關鍵技術的研究在于三個方面： 光面爆破機制、光面爆破參數、光面爆破控制管理。

1.光面爆破機制

長期以來，光面爆破機制的研究一直是巖石力學研究領域的重要課題，隨著爆破理論的發(fā)展，其經歷了彈性理論、斷裂理論、損傷理論三個發(fā)展階段。隨著工程實踐經驗的積累以及先進測試技術的發(fā)展，光面爆破機制的研究也取得了較大的進展，逐漸形成了應力波疊加、爆生氣體準靜壓力作用、應力波與爆生氣體共同作用理論，促進了爆破機制研究的進一步發(fā)展。隨著科技的進步，借助于高速攝影、動光彈等先進手段的爆破機制研究也取得了進展。大多數學者認為爆破成縫機理主要是應力波與爆生氣體的共同作用，并把損傷力學理論、斷裂力學理論引入到巖石力學的研究中，從宏觀和細觀方面研究工程爆破時巖石動態(tài)損傷機制，為光面爆破機制的進一步發(fā)展做出了突出貢獻

2.光面爆破參數

目前，光面爆破參數的研究主要包括理論公式計算法、工程經驗類比法、試驗模擬法以及現場試驗等，國內外關于光面爆破參數的研究成果較多。Fokin對爆破參數的計算方法進行優(yōu)化改進; 宗琦等依據光面爆破成縫理論，對裝藥不偶合系數、空氣柱長度、裝藥集中度、炮孔間距和光爆層最小抵抗線等參數進行了理論分析; 張志呈等從光面爆破的偏心不耦合、中心不耦合和護壁不耦合等 3種不同裝藥結構出發(fā)，研究了不同裝藥結構光面爆破對巖石的損傷情況Park D 等利用炮眼底部采用空氣間隔裝藥，研究了爆破振動對隧道的影響;外國有些科學家等在考慮隧道及爆破參數設置的基礎上，對隧道內部爆破振動波進行了分析預測，指出荷載-距離曲線能較好的預測爆破振動波的分布。由此可知，目前國內外關于光面爆破參數的研究主要是針對爆破各相關參數如周邊眼間距、周邊眼最小抵抗線、周邊眼密集系數、不耦合系數、裝藥集中度、裝藥結構、裝藥形式、裝藥量、藥卷直徑、起爆方式、掏槽方式以及地質構造、巖石性質、爆破器材等，并從不同角度與不同程度地對其作用原理、適用條件、預測效果等方方面面的分析比較與檢驗，提出了一些建設性的意見與建議，但并沒有從理論上給出一套較合理且全面的光面爆破各參數的的計算公式。

3.光面爆破控制管理

光面爆破控制管理技術是國內外隧道及地下工程的研究熱點和難點，也是工程安全、科學、合理與快速施工的關鍵，是隧道及地下工程建設的重要組成部分，貫穿于深埋長大隧道建設的全過程，同時，國內外學者也對其進行了很多富有成效的研究。

二、隧道及地下工程光面爆破技術的發(fā)展展望

目前，國內外雖然在隧道及地下工程光面爆破技術領域積累了豐富的工程經驗，但理論研究還相對滯后，不能滿足工程建設的發(fā)展需求，光面爆破技術應該向著標準化、定量化、數字化、智能化與自動化的方向發(fā)展，具體應加強以下幾個方面的研究：

1.隧道及地下工程光面爆破質量評定指標體系與技術標準研究

對隧道及地下工程爆破面的平整度、爆破輪廓線的規(guī)則性與光滑度、超欠挖情況等具體爆破效果進行分級與定量化處理，分級采用定性與定量相結合的指標，并根據不同的圍巖級別建立全新的綜合圍巖分級技術標準，建立隧道及地下工程光面爆破質量評定指標體系。

2.光面爆破機制、光面爆破參數優(yōu)化設計研究

模型試驗結合現場試驗，從理論上探討圍巖與光面爆破參數等因素對光面爆破效果的影響規(guī)律，理論結合現場試驗數據總結分析各影響因素對爆破效果的影響，基于試驗總結經驗規(guī)律，深入探索光面爆破機制，提出光面爆破參數優(yōu)化方法。

3.光面爆破開挖進尺與安全步距技術標準關鍵技術研究

目前我國地下工程爆破開挖進尺與安全步距普遍超標，借鑒相關規(guī)范以及鐵道部對不同圍巖級別的隧道開挖進尺與安全步距做出強制性規(guī)定的方法與成果，結合現行實驗試驗與實踐成果，綜合分析光面爆破施工的各相關參數、爆破起爆方式、爆破掏槽方式與爆破的地質構造環(huán)境、巖石性質、爆破器材等因素的相互影響關系與優(yōu)缺點，大力推動隧道及地下工程爆破開挖進尺與安全步距技術標準關鍵技術研究。

4.基于無線網絡技術的光面爆破智能優(yōu)化

控制管理決策系統(tǒng)研究?；跓o線網絡技術，開發(fā)手持式的隧道及地下工程光面爆破智能優(yōu)化控制管理決策系統(tǒng)，對隧道及地下工程的地質構造環(huán)境、巖石性質等地質信息進行準確快速采集與分析，利用網絡技術實現實時數據和信息的交流，對光面爆破過程中各參數與巖體是否匹配進行智能分析，在綜合判斷前期現場試驗爆破過程是否合理的基礎上，及時反饋分析并修正優(yōu)化各爆破參數，以預測后續(xù)工程爆破過程中可能出現的新行為、新動態(tài)，指導爆破的安全施工，進一步排除工程爆破過程中可能出現的各種超欠挖情況，排除各種險情，降低工程成本，提高工程的安全性。

三、結束語

綜上所述，隨著我國科學技術和經濟的不斷發(fā)展，光面爆破技術也有了逐步的發(fā)展，在收集整理相關資料的基礎上，隧道及地下工程光面爆破技術的現狀可以從光面爆破機制、光面爆破參數、光面爆破控制管理等三個方面進行分析，隨后對隧道及地下工程光面爆破技術進行展望，總而實現光面爆破的標準化、定量化、數字化、智能化與自動化的發(fā)展趨勢。

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