10.5.4 光面爆破
1.光面爆破施工工艺流程
本隧道周边采用光面爆破，以确保开挖轮廓平整圆顺，其光面爆破施工工艺流程见图10.12。
图10.12 光面爆破施工工艺流程图
2.光面爆破参数
为减轻爆破对围岩的扰动，周边眼采用φ25小直径光爆药卷。光面爆破参数见表10.12。
表10.12 光面爆破参数表
3.装药结构
周边光面爆破孔采用导爆索、竹片把φ25药卷绑扎成炸药串装入孔中，孔口用炮泥堵塞长度不小于20cm。实践证明这种装药结构比单用φ25药卷光面爆破效果好。其装药结构见图10.13。
图10.13 光面爆破装药结构示意图
4.光面爆破质量标准
爆破后围岩面基本平整圆顺，围岩的半孔保存率，坚硬岩石不小于85%，中硬岩石不小于60%，软岩不小于50%。围岩错台在10cm以下，而且炮孔周围无明显的爆破裂纹，也无被爆破松动的岩石。
1）洞身开挖施工方法及工艺
正洞Ⅱ级围岩采用全断面法施工；Ⅲ级围岩采用台阶法施工；Ⅳ级围岩采用三台阶法施工；Ⅴ级围岩采用三台阶临时仰拱法施工。
（1）全断面法开挖。
Ⅱ级围岩采用全断面法开挖。开挖长度一般不超过3m。
为了保证开挖轮廓圆顺、准确，维护围岩自身承载能力，减少对围岩的扰动，拱部及边墙采用简易工作台架、YT-28风钻钻孔，光面爆破。全断面法施工工艺流程见图10.14。
图10.14 全断面法施工工艺流程图
（2）台阶法开挖。
Ⅲ级围岩采用台阶法开挖。台阶长度一般不超过1倍洞径，上台阶高度根据地质情况、隧道断面大小和施工机械设备情况确定，以2～2.5m为宜。
为了保证开挖轮廓圆顺、准确，维护围岩自身承载能力，减少对围岩的扰动，拱部及边墙采用简易工作台架、YT-28风钻钻孔，光面爆破。台阶法施工工艺流程见图10.15；施工工序见图10.16、图10.17。
图10.15 台阶法施工工艺流程图
（3）三台阶法开挖。
Ⅳ级围岩采用三台阶法施工。上、中、下台阶均采用光面爆破。三台阶法施工将断面分为上、中、下三部分。为了保证开挖轮廓圆顺、准确，维护围岩自身承载能力，减少对围岩的扰动，拱部及边墙采用光面爆破。采用简易工作台架、YT-28风钻钻孔。上、中台阶采用PC200挖掘机或人工扒渣至下断面，下台阶由装载机装渣，采用带废气净化装置的自卸汽车运渣。
图10.16 台阶法施工工序图
1—上台阶开挖；Ⅰ—上台阶初期支护；2—下台阶开挖；Ⅱ—下台阶初期支护；3—仰拱开挖；
4—中心深埋水沟开挖；Ⅲ—施作中心深埋水沟并回填；Ⅳ—仰拱填充混凝土；Ⅴ—拱墙混凝土
图10.17 台阶法工序纵断面示意图
三台阶法施工工艺流程见图10.18。三台阶法施工工序见图10.19、图10.20。
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图10.18 三台阶法施工工艺流程图
2）三台阶法工序说明
（1）上台阶开挖：在拱部超前支护施工后，沿隧道开挖轮廓线环向开挖上台阶。每循环开挖进尺不应大于2榀钢架间距。开挖后立即初喷3～5cm混凝土封闭，并架设型钢钢架。按照设计要求施作锁脚锚管和系统锚杆，喷射混凝土。
（2）中台阶开挖：每循环开挖进尺不应大于2榀钢架间距，开挖后立即初喷3～5cm混凝土封闭，并架设型钢钢架。按照设计要求施作锁脚锚杆和系统锚杆，喷射混凝土。
图10.19 三台阶法工序横断面示意图
Ⅰ—超前小导管；1—上台阶开挖；Ⅱ—上台阶初期支护；2—中台阶开挖；Ⅲ—中台阶初期支护；3—下台阶开挖；Ⅳ—下台阶初期支护；4—仰拱开挖；5—中心深埋水沟开挖；
Ⅴ—施作中心深埋水沟并回填；Ⅵ—仰拱填充混凝土；Ⅶ—拱墙混凝土
（3）下台阶开挖：每循环开挖进尺不应大于2榀钢架间距，开挖后立即初喷3～5cm混凝土封闭，并架设型钢钢架。按照设计要求施作锁脚锚杆和系统锚杆，喷射混凝土。
（4）隧道仰拱开挖：围岩较好时，仰拱与下台阶同时开挖；围岩软弱破碎时，仰拱单独开挖。仰拱按每循环3m组织施工，采用人工配合机械开挖，人工清底，并及时施工仰拱衬砌和填充。
（5）各步台阶开挖长度宜控制为3～5m，第3部台阶开挖后仰拱应紧跟。
（6）隧道开挖后初期支护应及时封闭成环，Ⅳ级围岩封闭位置距离掌子面不得大于35m。
（7）软弱围岩及不良地质铁路隧道的二次衬砌应及时施作，二次衬砌距离掌子面的距离，Ⅳ级围岩不得大于90m。
（8）施工中，应按有关规范及标准图的要求，进行监控量测，及时反馈结果，分析洞身结构的稳定，为支护参数的调整、浇筑二次衬砌的时间提供依据。
图10.20 三台阶法工序纵断面示意图
3）三台阶法施工要求
（1）隧道施工应坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。
（2）如有超前支护等辅助施工措施，应首先利用上一循环架立的钢架施作完毕，再开挖。
4）三台阶临时仰拱法
隧道洞身Ⅴ级围岩采用三台阶临时仰拱法开挖。为了保证开挖轮廓圆顺、准确，维护围岩自身承载能力，减少对围岩的扰动，上台阶采用人工风镐或弱爆破开挖，中、下台阶采用挖掘机开挖或控制爆破开挖，中下台阶左、右边墙开挖必须交错施工，严禁两侧同时对挖，各部之间的间距2～3m。
三个台阶平行作业，上台阶每循环开挖支护不得大于1榀钢架间距，边墙每循环开挖支护进尺不得大于2榀钢架间距；仰拱施工实行短开挖（石质围岩不得大于3m，土质不得大于1.5m，土质隧道仰拱墙脚、拱脚等隅角处应预留60～70cm人工开挖）、早支护、快封闭、勤量测，及时施作钢架支护，闭合成环。加强洞内施工抽排水，防止边墙失稳。
上台阶采用简易工作台架、YT-28风枪钻孔，上、中台阶采用反铲挖掘机或人工扒渣至下台阶，下台阶由装载机装渣，采用带废气净化装置的自卸汽车运渣。三台阶临时仰拱法施工工艺流程见图10.21，三台阶临时仰拱法施工工序见图10.22、图10.23。
图10.21 三台阶临时仰拱法施工工艺流程图
施工工序说明如下。
（1）用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护；开挖1部台阶，喷10cm厚混凝土封闭掌子面；施作2部洞身结构的初期支护，即初喷4cm厚混凝土，架立钢架，并设锁脚锚管；导坑底部施作18临时钢架；钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度，仰拱喷射混凝土至设计厚度。
（2）上台阶施作至适当距离后，施作2部台阶，施作洞身结构初期支护即初喷4cm厚混凝土，架立钢架，并设锁脚锚管；导坑底部施作18临时钢架；钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度，仰拱喷射混凝土至设计厚度。
（3）中台阶施作至适当距离后，施作3部台阶，施作边墙结构初期支护。
（4）下台阶施工至适当距离后，开挖第4部台阶，施作仰拱初期支护；施作纵向钢梁，纵梁分段设置，每施作一榀仰拱钢架均用纵梁连接，纵梁与仰拱环向钢架采用焊接连接，纵梁通过锁脚锚管与围岩锚固，锁脚锚管与纵梁需焊接牢固，使纵梁与仰拱环向钢架形成一个整体。
图10.22 三台阶临时仰拱法施工工序图
Ⅰ—超前小导管；1—上台阶开挖；Ⅱ—上台阶初期支护；Ⅲ—中台阶初期支护；2—中台阶开挖；Ⅳ—下台阶初期支护；Ⅴ—中台阶临时仰拱；3—下台阶开挖；Ⅵ—下台阶初期支护；4—仰拱开挖；
Ⅶ—仰拱初期支护；Ⅷ—仰拱浇筑；Ⅸ—仰拱填充混凝土；Ⅹ—拱墙混凝土
图10.23 三台阶临时仰拱法施工工序纵断面图