隧道掘进水压爆破施工工艺_secret.doc

一、工艺名称 隧道掘进水压爆破施工工艺 二、目的 通过隧道水压爆破工艺，降低单位药耗量，提高炮眼利用率，缩短爆渣抛散距离，减小爆渣块度，减轻洞内粉尘含量。达到节能环保目的，起到“三提高一保护”的作用：即提高炸药能量利用率，提高施工效率，提高经济效益，保护环境。 三、基本原理及工艺特点 1 基本原理 原理为“往炮眼中一定位置注入一定量的水，并用专用‘炮泥’回填堵塞炮眼”的方式进行掘进爆破。 ⑴、装药结构 隧道掘进水压爆破在掏槽形式、炮眼布置、数量、深度、起爆顺序和时间间隔等方面与隧道常规爆破一样，所不同的是在炮眼装药量和装药结构方面有所不同。 常规隧道爆破炮眼中仅装炸药而无回填堵塞，其装药结构如下图所示。 隧道掘进水压爆破，首先往炮眼最底部装入水袋，随之装药卷，再装水袋，最后用炮泥回填堵塞，其装药结构见下图。 ⑵、技术原理 工程爆破主要采取炮眼法爆破，部分爆破甚至采取无回填堵塞，存在爆破不能充分利用炸药能量和污染环境两大问题。 水压爆破由于炮眼中有水，在水中传播的冲击波对水不可压缩，爆炸能量无损失地经过水传递到炮眼围岩中，这种无能量损失的应力波十分有利于岩石破碎，此外还会产生“水楔”效应，更利于岩石破碎，水雾作用有利于降尘和吸附有害有毒气体。要特别提出的是，炮眼底部水袋水击波反射作用加强应力波强度更有利于围岩破碎炮眼而不留炮根。总而言之，由于炮眼中有水，并用炮泥回填堵塞，能充分利用炸药能量，而且又大大降低粉尘对环境的污染。 从应变时程曲线和同一测点应变峰值对比可知，在同是炮眼底部，炮眼水压爆破要比炮眼用土回填的切向拉应力增大13%，同是炮眼中部和上部，炮眼水压爆破要比炮眼用土回填堵塞的切向拉应力分别增大7%和34%。这一测定结果证明了炮眼水压爆破确实要比炮眼用土回填能提高炸药能量利用率，要比炮眼无回填堵塞更能提高炸药能量利用率，因为压缩炮眼无回填中的空气要比压缩炮眼中的土更消耗炸药能量。 2 工艺特点 ⑴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。 ⑵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。 ⑶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。 四、适用范围 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，因此水压爆破施工工艺适用于各类隧道施工。 五、编制依据 1、《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004。 2、《公路隧道施工技术细则》 JTG/T F60-2009 六、施工工艺流程 1、炮泥加工工艺流程 炮泥制作工艺流程如图所示。 炮泥制作工艺流程图 2、水袋加工工艺流程 水袋制作工艺流程如图所示。 3、水压爆破工艺流程 水压爆破工艺流程如图所示。 水压爆破工艺流程图 七、操作要点 1、炮泥加工 ⑴制作准备 ①炮泥加工机检查 炮泥加工机使用前进行一次空运转，检查炮泥机各部位运转是否正常，检查合格后方可使用。 ②原材料准备 炮泥主要采用黏土、砂和水三种材料。黏土采用干净的普通黏土，含水量控制在8%以下。最大颗粒不超过10mm，不得有草根等杂物，大颗粒要人工破碎。砂采用干净的细砂，最好使用河砂，含水量控制在3%以下。黏土和砂掺杂小碎石块时，应过筛处理，不得将石块投入料斗中，以防止小碎块卡叶片或成形器中的转动螺旋发生故障；加工炮泥的前一天，应把已筛好的泥(土)﹑砂和水按重量配比人工拌和好，这样第二天制作成的炮泥比临时拌和的柔韧性更好。 ⑵炮泥制作 开机前，在料斗中加入已预拌和的泥砂料约20kg，然后打开电源，在转动螺旋的推压下，泥料边向前输送边挤压密实，最后在卧式螺旋输送成形器端头源源不断地挤压出来；炮泥是由黏土、细砂、水三种成分组成，三种成分的重量比例为黏土：砂：水=0.75:0.09:0.16，按照配合比例人工拌匀材料后，装入炮泥机的进料仓，开动电钮开始生产，生产出的炮泥按照20cm～30cm的长度切割。制作好的炮泥放置时间不要太长，最好在使用前1～2小时制作好，不然会失水变硬，堵塞后影响降尘效果，如放置时间较长，可在加工好的炮泥外包裹塑料薄膜，或放置在阴凉处，用湿土工布完全覆盖保存。制好的炮泥以表面光滑、不断裂，用手略微捏一捏可以变形为宜。炮泥生产效率为500-600个/h。 成品炮泥（炮泥直径为35mm） ⑶炮泥机操作规程 ①炮泥机司机必须由经过专项培训的操作工负责