工程隧道水压爆破.doc

隧道水压爆破施工设计 1.爆破原理 隧道水压爆破是利用在水中传播的爆破应力波对水的不可压缩性，使爆炸能量经过水传递到炮眼围岩中几乎无损失，十分有利于岩石破碎。同时，水在爆炸气体膨胀作用下产生的“水楔”效应有利于岩石进一步破碎，炮眼中有水可以起到雾化降尘作用，大大降低粉尘对环境的污染。 （1）炸药在爆炸时产生的冲击波，在水中的衰减速度要远远小于在空气中衰减的速度。所以在炮孔底部加入一定量的水袋，使炸药产生的冲击波通过水袋直接作用在岩石上，大大的减少了炸药能量的消耗，提高了炮眼利用率。 （2）炮眼中的水袋，在炸药爆炸的作用下，会产生“水楔”效应，有利于围岩的进一步破碎，减少爆破产生的大块率。堵塞水袋在爆炸的作用下会产生雾化作用，可以吸收粉尘，降低爆破后的粉尘浓度，减少了爆后对环境的污染。 （3）由于采用了炮泥加水袋堵塞，避免了炸药能量的外泄，炸药能量充分利用在爆破岩石上，使得爆破效率提高，减少了炸药的消耗，提高了隧道开挖的经济效益。 2.水压爆破设计 水压爆破设计与传统的隧道光面爆破设计方案基本相同，只是在装药结构和炮孔堵塞上进行了适当的调整。 2.1 爆破器材 根据施工中常用的爆破器材、现场设备的选用，以及水压爆破的特殊要求，爆破器材选用直径为32的防水乳化炸药，并采用电雷管和导爆管雷管作为起爆器材。炮孔内所用水袋及堵塞材料都由专用机械加工而成，长度约为20cm。 2.2光面爆破参数的确定 2.2.1孔距 根据现有设备，炮眼直径为d 40mm，所以周边孔间距a （8～16）d 32～64㎝。 2.2.2不耦合系数与光爆层厚度 光面爆破的不耦合系数λ d0/d d0为装药直径 在0.8～1之间变化，当λ变小时，孔壁上的最大切向应力减小，爆炸波作用时间延长，有利于应力叠加和应力集中，产生拉伸裂隙， 而不宜产生粉碎。生产实践表明，增大不耦合系数，采用空气间隔装药，可以消除压碎破坏，控制放射状裂隙的产生，提高炮孔的残留率。根据最小抵抗线与炮孔间距的关系:光爆层厚度w a/λ。 2.2.3周边眼延米装药量 周边眼装药量:q1 cwa 0.06～0.15㎏/m 式中:c-爆破系数，在通常情况下，c 0.2～0.5㎏/m3； 2.3钻爆设计示意图 钻爆设计示意图如图3-1所示 3.装药方法、装药结构及炮孔堵塞 3.1 装药方法 采用人工用木制炮棍装药，由施工人员将药卷逐个装入炮孔，并用炮棍轻轻捣实，避免药卷之间间隔较大，影响传爆。在装药过程中严禁大力用炮棍捣实炸药，防止用力过猛后使水袋破裂或使装药密度过大，造成炸药压死拒爆。 图3-1 钻爆设计示意图 3.2 装药结构 （1）周边眼采用空气间隔、不耦合装药，采用导爆索起爆，将导爆索插入空底药卷内，炸药均匀分布装入炮孔内。为克服底部炮眼的阻力，一般将底部药量稍微加大。在装药前先在炮眼孔底装入长约20cm的一节水带，并在装药结束后再装入2节水袋，再进行堵塞。（如图4-1）。 图4-1 周边眼装药结构示意图 （2）掏槽眼、辅助眼、底边眼等采用连续耦合装药，雷管埋入孔底药卷，聚能穴朝孔口方向。在装药前先在炮眼孔底装入长约20cm的一节水带，并在装药结束后再装入2节水袋，再进行堵塞。其结构如图4-2。 图4-2 掏槽眼装药结构 3.3 网络设计及起爆方法 起爆网络采用簇连法，俗称一把抓起爆法。就是每个炮孔内装一发延期导爆管雷管，然后将导爆管连成一把后，用2发8号电雷管起爆。连接好网络后，等待其他施工人员撤离到警戒线以外后，由爆破员用起爆器在安全避炮点起爆。 3.4 起爆顺序 为满足光面爆破的要求，先起爆掏槽眼，为其他炮孔提供临空面，再起爆辅助眼、内圈眼，最后起爆周边眼、底眼。为了保证各类炮眼之间的起爆时差，增强起爆效果，在选用毫秒雷管时一般隔段使用，即选用1#、3#、5#、7#、9#、11#、13#等。 4.施工控制 4.1 测量控制 首先使用全站仪定出隧道的轴线与圆心，再以半径长在掌子面用红油漆画出开挖轮廓线，最后根据炮眼布置图画出炮眼位置，周边眼 和掏槽眼的位置要求更加精确。 4.2 定位与钻孔 根据隧洞开挖断面尺寸，事先制作一台简易钻眼工作架，工作架的高度要适合工人操作要求，开眼的位置要求尽量不偏离设计炮位。其中周边眼和掏槽眼由技术的人员负责，使钻眼达到“准、平、直、齐”的要求，尤其要控制好以下几点： （1）控制眼门误差和眼底误差，不大于5㎝； （2）周边眼沿轮廓线调整误差不大于5㎝，2外插脚控制在20～30 ，眼底控制不超出开挖轮廓线10㎝； （3）除掏槽眼较深外，其它眼底落在同一垂直面上。 4.3 清孔 炮眼钻好后，用高压气体进行清孔，将孔中的钻渣、小石渣清除干净后按设计装药、起爆。 4.4 爆后检查及盲炮处理 响炮30min后方可进入爆区检查，并对爆堆的形状大小、残孔率、飞石最大距离及