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1、光面爆破在隧道施工中的试验与应用 摘要通常的隧道开挖爆破,常使开挖限界以外的围岩完整性受到破坏,爆破轮廓不平整,产生很多始终伸入岩体内部的裂隙,并会造成相当大的超控。这种原来不合理的状况,长期以来在岩石爆破技术中,却天经地义地为人们所默许,并被归咎于猛炸药的运用,或是岩石状况欠佳,而忽视了爆破技术本身的缘由。因此,这样的爆破效果虽然不好,却认为是不行避开的。 关键词光面爆破;隧道;施工 中图分类号U45 文献标识码A文章编号1673-9673-(2022)011-0036-01 从二十世纪60年头初期起先,在试验室模型试验和现场施工阅历的基础上建立的光面爆破和预裂爆破技术,得到了更加广泛的推广
2、。很多国家在花岗岩、片麻岩、砂岩、石灰岩、白云岩、片岩、页岩、泥岩等地质条件下,修建地下军事掩蔽部、工厂、电站、仓库、船坞、马路铁路隧道及路堑、水工隧洞、运输河、矿山巷道及露天矿梯段爆破中,都大量采纳了这一技术。同时,光面爆破和预裂爆破技术的探讨也相应地渐渐深化。与这些爆破技术相关的岩石爆炸力学、爆破机理、爆破方法对围岩稳定性的影响等方面的探讨,都取得了很大进展。目前,我国已大规模地应用了光面爆破、预裂爆破技术。 经过不断丰富的试验资料,我们可以得到如下初步结论:对于一般炮眼法柱状装药的隧道限制爆破来说,采纳利文斯顿爆破漏斗理论,通过肯定次数现场试验的方法,来进行光面爆破,预裂爆破的参数设计是
3、可行的。 1共详细的方法步骤 1.1调查隧道地质状况 通过了解有关地质报告资料,现场调查等手段,尽可能具体,精确地弄清隧道穿过的山体地质条件。除了对岩体的强度做出估计外,还应对岩体的节理裂隙、弱面等影响爆破效果较大的地质构造状况弄清晰。必要时利用弹性波法,钻孔岩芯取样分析等方法进行考察,最终应对隧道穿过的主要岩层提出较中肯的描述。 1.2单眼爆破漏斗试验 一般按如下步骤进行:1)依据总的隧道施工组织设计的要求,确定隧道开挖环的炮眼深度LH。2)依据地质调查的结果,选定与隧道穿过的岩层极相近的地方作为试验场地,在试验场同时应具备可钻与洞内施工实际采纳相同直径,深度炮眼的钻机等设备。单眼爆破漏斗试
4、验场可在洞内选,也可在洞外露天选,可以用垂直向下的炮眼,也可用水平炮眼进行试验,前面介绍的东江工程的试验即为垂直向下的炮眼,金家岩隧道及东江导流洞内的试验都是水平炮眼。这里须要提起留意的是,在洞内试验时,要留意到已有洞子开挖过程中使围岩受到破坏对试验结果造成的影响。3)依据类比方法,阅历的初定试验眼深的单眼装药量Q。进行单眼爆破漏斗试验先确定出大致适用的单眼总装药量。这时,只要爆后不出现过大的爆破漏斗,而且也并非明显的装药过少,就可以作为进步试验的单眼装药量。4)在已得出Q的基础上, 通过变更装药结构,从而变更线装药密度及装药深度,以及堵塞长度的方法来调整装药深度,直到获得临界深度的满足结果为
5、止。亦即这时炮眼中的装药爆破后,眼口刚好只出现裂缝,不产生爆破漏斗。单眼爆破漏斗试验,可只用实际须要的眼深逐组进行。一般三眼一组.假如第一组效果不够志向时才再进行1到2组。通常经过35个眼试验后,即可得到必要的临界深度及装药集中度的较精确数值。对于较长的隧道,炮眼深度要发生改变的时候,以及打算积累资料。以备日后类似工程参考运用时,就要按不同深度分组进行试验。如眼深1、2、3.5、5四组,或分得更细,1、1.5、2、2.5、3、4、5七组等。但是试验次数过多,则往往由于各炮眼所在的地层地质条件有出入,反而会使试验数据较离散,不够精确,也不便分析。 1.3三眼爆破漏斗试验 取单眼爆破漏斗试验所得的
6、装药参数,装药结构,按类比方法初选光面爆破及预裂爆破时必需的周边炮眼间距值,在与单眼爆破漏斗试验相像的岩层中逐组进行三眼爆破漏斗试验。三跟应用同段雷管起居,三个炮眼应尽可能钻得深度一样,相互平行。一般三次为一组通常也只须要进行一组就可找出既不形成爆破漏斗,而又出现贯穿裂缝时的炮眼间距月值及装药集中度。供应做整个隧道爆破设计之用。 1.4整理单眼爆破漏斗试验的资料,求出阅历公式 大多数状况下,只要有十次左右以上的观测数据,就可以用最小二乘法回来分析,得到该工程条件下的临界深度与药量之间的关系曲线,即相应的阅历公式。曲线一般为以下形式: 式中:与地质爆破条件有关的系数; 常是大于l的指数; 该公式
7、可在类似地质条件下进行隧道限制爆破设计时运用。 1.5按以上试验成果做出整个爆破设计 有条件时先以小断面导洞形式试爆几次,分析爆破效果,并对某些参数做必要的修正调整。最终提出正式爆破设汁文件。这样做出的爆破设汁。在最初的几个施工循环中经过实践的检验,有时可能还须要进行某些修正。但是,应当说周边眼的装药参数一般是不会有很大出入的。 2光面爆破技术 光面爆破技术是一项在生产实践中发展较成熟的一项爆破技术,但在光爆参数的理论分析和计算方面还很少考虑主爆孔的爆炸对光爆层损伤的影响,因而使设计出的爆破参数不尽合理。目前,很多工程都要以光面爆破和预裂爆破技术为关键技术。因此有必要对考虑损伤的光面爆破机理及
8、相关参数做深化的探讨,为光面爆破供应设计依据,为高效平安的完成建设任务供应保障。 秦岭终南山隧道独头掘进月平均进度要求在250m以上,依据目前国内己竣工代表性隧道施工进度,结合标段总工期要求,在做好工期优化的基础上,必需做好爆破设计,达到光面爆破的目的,削减对周边围岩的扰动,挖掘月开挖进尺的潜力。秦岭终南山隧道与西康铁路秦岭隧道线平导平行,相距不足120m,地质状况相像,通过比较,秦岭终南山隧道爆破设计符合该隧道地质状况,较为合理。光爆效果较好,开挖轮廓线圆顺,平均超挖一般小于6cm,最大超挖量小于8cm,局部欠挖小于5cm;炮眼利用率90%以上,较好地段达到95.8%;炮眼痕迹保存率:拱部达
9、到94%以上,边墙达到90%以上。 结合西康马路秦岭终南山隧道的施工实例,对采纳光面爆破施工快速掘进进行了总结,取得了以下结论:1)光面爆破法施工要尽量压缩测量划线、钻眼、装药爆破、通风排烟、装碴运输作业时间。2)光面爆破是隧道快速施工的关健,爆破设计要依据隧道地质状况,施工机械状况,合理选用爆破进尺:光面爆破要仔细设计,最小反抗线、爆眼密集系数、不藕合系数、线装药密度要在实际应用中不断修改完善,以达到最佳爆破效果。光面爆破做得好,隧道超欠挖小,隧道周边围岩扰动小,衬砌回填量小,有利于提高施工进度,同时又可以保证施工质量。3)通风已成为快速掘进的关键。施工中产生的有害气体应刚好排出,应按洞内同
10、时运用内燃机械计算通风量。4)隧道施工总是会遇到岩爆、断层等不良地质地段,采纳钻爆法施工如何快速顺当地通过这些不良地质地段,将是隧道工作者一项重要任务。 参考文献 1戴光林,林东才 编著.光爆锚喷施工技术M.煤炭工业出版社,11012. 2张志毅,王中黔.交通土建工程爆破工程师手册M.北京:人民交通出版社,2002. 3张志呈.爆破原理与设计M.重庆:重庆高校出版社,11012. 4齐景狱,刘正雄.张儒林,等.隧道爆破现代技术M.北京:中国铁道出版社,11015. 5卓国平.龙潭隧道的光面爆破J.铁道工程学报,2003,2. 6邵鸿博.正阳隧道光面爆破施工技术J.铁道工程学报,2003,2. 7蔡福广.光面爆破新技术M.北京:中国铁道出版社,11014. 8李秦.国内工程爆破现状及发展前景的探讨J.工程爆破,11019,5(3). 9赵晓彬.光面爆破掘进采矿巷道的效果分析J.爆破,2002,19(3). 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页