爆破论文

隧道光面爆破技术的实践与思考

内容摘要:隧道的光面爆破,多年来一直是各单位探讨研究的课题。隧道实施光面爆破,既可以节省投资,加快工程进度,又能充分发挥围岩的自身稳定作用,提高隧道施工的安全性。但是隧道实施光面爆破,其影响因素较多,如地质岩层因素、装药结构、炮眼间距、钻眼精度及施工管理等,施工时必须综合考虑,才能保证隧道的光面爆破效果。

关键词:光面爆破实施管理思考

一、光面爆破及其优点

光面爆破是通过正确确定爆破参数和施工方法,使爆破后的围岩断面轮廓整齐,最大限度地减轻爆破对围岩的震动和破坏,尽可能维持围岩原有的完整性和稳定性的爆破技术。

光面爆破主要有以下三大优点:

1.光面爆破对围岩最大限度地减少了扰动,尽可能地保存了围岩自身原有的承载能力,从而改善了衬砌结构的受力能力;

2.光面爆破后围岩壁面平整,减少了应力集中和局部落石现象,保证了施

工安全;

3.光面爆破成型好,减少了超挖和避免欠挖,能节省大量混凝土超挖回填数量和降低单位工作量,降低工程造价,加快施工进度。

二、光面爆破的实践

桐庐县冷坞水库保安工程放水设施改造隧洞爆破,该工程全长156米,宽1.8米,净高1.95米,其中隧拱同0.9米,总爆破方量495立方米,工期60天。该工程位于瑶琳镇东琳村冷坞,东、南、西、北向均为荒山,最近离冷坞村3—500米。

爆区岩石为石灰岩,硬度系数为f=6—10,属中硬岩石,岩石新鲜,成洞条件较好,裂隙及节理不发育,但在隧洞开挖过程中,若遇裂隙及节理作相应的处理。

1.首先在进水口及出水口同时进行推进开挖,岩渣分向外运指定地点,做好两端的安全警戒工作,推进施工以隧洞施工为控制主线,保持连的续循环作业,即钻爆、逐风、出渣、初期支护循环进行,实现隧洞快速施工,隧洞石渣采用人力手推车运至洞外弃渣场。

2.洞口的明方爆破:明方土石方开挖采用自上而下分层松动爆破,钻机设备先用27型气腿式凿岩机配6M3/min移动式空压机

洞口石方爆破技术设计:

浅孔爆破

(1) 孔径:∮=38—42mm

(2) 最小抵抗线:W=(25—35) ∮=1.0—1.5m

(3) 炮眼间距:a=(0.8—1.2)W=1.0—1.8m

(4) 炮眼排距:b=(0.8—1.0)W=0.8—1.4m

(5) 台阶高度:H=1—5m

(6) 炮孔深度:L=3.5—5.0m

(7) 单孔焊药用量:Q=qab1

3、洞身推进爆破:

隧洞开挖采用钻爆法,由于岩石均匀且比较坚硬,断面高度不超过2米,故采用全断面开挖,局部可采用分部分阶法施工,按设计开挖轮廓线布置周边眼,间距60—70cm,辅助眼间距55—75cm,采用乳化炸药,采用少药卷、孔内延期,用非电毫秒导爆管起爆。

3.爆破参数:

(1)露天浅孔爆破与掘进爆破的孔径主要取决于钻机类型,岩石性质选择钻机类型,主要依据穿孔能力能否满足破岩生产量要求,同时还要考虑经济效益是否合理等因素,循环进尺,考虑周边控制爆破,故不宜采用大的孔径,因此该工程采用38—42mm孔径。

(2)考虑围岩的夹制力,每循环进尺控制在2米左右,掏槽型式采用混合形式,确保掏槽效果。

(3)钻孔前准确测画开挖轮廓线,点出掏槽眼与周边眼的位置,为使爆破后不留根底形成平整的底部平台,故在打眼时要考虑超深。根据实践经验,超深采用下式确定。

H=(0.8—1.2)d

式中H……超深M,d……钻孔直径mm

H取值0.5Mm

孔深H=2.0+0.5=2.5米

(4)隧道爆破施工:

本隧道主要属次坚石和坚石,弱围岩地段较短,在此主要针对坚石类围岩的全断面施工加以阐述。

(1) 主要系数:次坚石围岩采用全断面推进,炮孔布置按每循环进尺2米控制,其参数选定根据公式:炮眼数N=q×s/r ,q为单位用药量(取3.0kg/M3),s为隧洞断面3.06M2,r为每米炮眼的平均装药量(取0.55),测计算炮眼值N=22,实用量为21.6Kg,布眼及装药情况如下表: 爆破参数表:

注:单位岩石耗药量约3.5Kg/M3,循环进尺2.0M,爆破效率80%,等岩石开挖后据实进行调整爆破参数。

4. 炮孔装药及堵塞:

确定合理的堵塞长度并保证质量,对改善爆破效果和提高炸药能量利用有关重要作用,堵塞长度过短将产生较强冲击波,噪音和飞石危害,反之将降低爆破量,增加钻孔费用。一般堵塞长度不小于抵抗线0.75倍或取孔径的20—40倍,根据孔深堵塞长度12=0.5M,但炮孔的深度发生变化,堵塞长度也应做相应调整。

随着地形的变化,炮孔深度降低装药量减少,要根据留有合理的堵塞长度来计算装药量。

5.爆破网络,炮孔布置及起爆方式:

(1)炮孔布置及装药:

本次爆破工程采用三角形布孔,其优点是能量均匀分布,本工程采用连续装药结构,采用2个起爆药包,分别置于孔内装药长度的1/4和3/4处。

(2)起爆顺序及网络:

本工程采用对角线顺序起爆,又称斜线起爆。其主要优点是在同一排炮孔间实现了孔间延期,最后的一排炮孔也是逐孔起爆,减少了后冲,又利于下一个爆区的传爆工作。同时也降低了地震波。

6.安全距离计算及控制:

(1)爆破地震:

当炸药在固体介质中爆炸时,爆破冲击波和应力波将其附近的介质粉碎、破裂,这种弹性震动是以弹性波动形式向外传播,与天然地震一样,也会造成地面震动。

爆破时量产生的地面质点峰值振动速度,为减少震动、飞石及噪声,保证洞内安全作业,需合理进行钻爆设计,严格控制装药量,确保堵塞长度及质量,降低噪声,减弱震动。

(2)爆破震动的校核:

V=K(Q1/3/R) a

式中:V——震速控制值