光面爆破在隧道施工中的应用.doc

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光面爆破在隧道施工中的应用

光面爆破在隧道施工中的应用 第五工程有限公司四公司 张 杰 王秋红 殷凤荣 摘 要 文章介绍了光面爆破的设计及在施工中的应用。并总结出影响光面爆破效果的主要原因及施工中采取的措施。 关键词 光面爆破 隧道 设计 施工 前言 温家冲隧道是渝怀铁路线上的工程项目,该隧道全长540m ,地质围岩为砂质泥岩夹砂岩,其中有Ⅲ级240m,Ⅳ级240m,Ⅴ级60m,在隧道掘进施工中,采用了光面爆破,取得了良好的效果。 施工方案的选择 本隧道采用上下两部分开挖,上部打通后,再进行下部开挖,上部包括拱部和边墙2m,在施工中,上部采用光面爆破,全断面一次爆破法施工。 上部断面爆破开挖的设计 掏槽形式的选择 本隧道围岩f值在2~6之间,石质较软可采用楔形掏槽,另外,在光面爆破中,特别软质围岩,要减少振动,因此,在施工中我们采用三级复式楔形掏槽(见图一三级复式楔形掏槽图单位:cm) 每级均尽量同时起爆,级间间隔时差不应太短,以25~50ms较合适,以保证前段已爆破岩石的破碎与抛掷。 循环进尺L 循环进尺L与超欠挖高度h的关系如下: h=Ltan(θ/2)+e θ为周边眼的外插角,e为开口误差。由此可见,随着L的增大,h值将增大。因此较小的L对于控制超欠挖和保证良好的光爆效果是有利的,根据实际情况和工期要求,在施工中,循环进尺L=2.0m。 爆破器材 合理的爆破器材可以减少振动,取得良好的光爆效果。炸药的选择:主炮孔采用φ32mm 2﹟岩石乳化炸药,周边孔应选用低爆速,低猛度的炸药,采用φ25mm2﹟岩石乳化炸药,同时自制了光爆药卷。毫秒雷管的选择:毫秒导爆管应有足够的段数,为了避免振动,并且满足光爆孔比临近主炮孔迟发50~100ms,毫秒雷管应跳段使用。为了达到间隔装药效果,工地上还购买了导爆索。 周边眼的设计 周边眼的主要参数包括孔径D、药径d、线装药密度q、最小抵抗线W、孔间距E。 4.1 孔径D的确定 本隧道采用YT-28型风动凿岩机,钻头直径40mm,孔径按42mm计。 4.2 药径d的确定 光爆药卷直径必须满足能获得一定的不耦合系数的要求,不耦合系数一般应大于2,也就是D/d≥2,最小不能小于1.5,施工中,采用φ25mm药卷和自制的φ20mm光爆药卷。 4.3 炮孔间距E 在光面爆破中,经验公式方法,周边孔间距E=(8~18)D,在施工中经过反复试验,确定周边孔间距E在50cm~60cm之间。 4.4 最小抵抗线W 在光面爆破施工中,炮眼密集系数m值小于1.0,当m值等于0.8,即E/W=0.8时,爆破效果最好,最后确定最小抵抗线在65cm~75cm之间。 线装药密度q 线装药密度是影响爆破效果的最主要参数,随着围岩的变化,将不断的调整。在相同的条件下,最优的q值为0.18kg/m~0.28kg/m。 4.6 周边孔的装药结构 第一种是间隔装药,按设计药量将药卷绑扎在导爆索上,用竹片使之形成一个断续的炸药串,并在孔底放加强药包; 第二种是连续装药,采用φ20mmPVC管,管内贯穿一根导爆索,然后在管内装填炸药,形成自制的连续光爆药卷。(见图二光面爆破装药结构) 经过实验,第二种方法比第一种效果好。 临近主炮孔的设计 均匀的光爆层是有效实现光面爆破的重要环节,因此,临近光爆孔的主炮孔的设计也显得至关重要。炮孔间距我们选择1.5E,装药量以其炮孔产生的裂隙破坏区不超过周边孔的裂隙破坏区。 爆破振动速度计算的经验公式V=70Q0.7/R1.5,V----振速,在70~100cm/s之间;Q----单孔装药量,R----爆破破坏距离。当V=70cm/s时,根据周边孔的药量求得R1。再根据主炮孔的药量计算出R2。当R2R1+W时需调整临近主炮孔的q值,最终使之满足R2R1+W,此时q值为临近主炮孔的最佳药量。 6 上部断面爆破设计图 影响光面爆破的主要因素及施工中采取的措施 实践表明,影响光面爆破的主要因素有:地质条件、钻孔精度和爆破技术。 1 地质条件的影响 在相同的爆破条件下,超挖值与f值的关系:f值越高,超挖量越少,反之,则较大。另外,断层大而密的节理易导致超挖。 在施工中,根据地质条件的变化逐渐调整爆破参数。地质较差的部位可适当减小间距和线装药密度,有时还可在两孔间加一个不装药的导向孔;在地质好的部位则反之。 6.2 钻眼精度的影响 光面爆破中,周边孔的主要参数E和W都与钻眼精度有很大的关系,影响钻眼精度的因素主要包括:开眼误差、钻眼角度误差、测量放样误差等 我们采用在掌子面上标出炮眼位置来减小开眼误差。采用打标准孔的方法减小钻眼角度的误差。 在施工过程中,我们坚持每个掌子面都用仪器测量放线,并用五寸台坐标法放出拱部开挖轮廓,

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