隧道爆破参考资料
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第六章隧道钻爆法开挖施工技术6。
1 隧道爆破的基本概念隧道开挖爆破是单自由面条件下的岩石爆破,爆破条件往往是很差的,要求的爆破技术较高。
特点是:爆破自由面少,一般只有一个自由面,而且是大致与炮眼方向垂直。
炮眼数目与炸药消耗量多.隧道开挖爆破涉及的主要名词如下:掏槽、光面爆破、预裂爆破。
循环进尺:一次开挖爆破的隧道进尺。
炮眼间距:同一并排两相邻炮眼的中心距离。
抵抗线:药包中心至自由面的最小距离.炮眼利用率:实际循环进尺与炮眼深度之比。
掏槽眼:开挖断面中部偏下,最先起爆的炮眼。
辅助眼:掏槽眼之外、周边眼之内的所有炮眼。
周边眼:周边轮廓线上的炮眼。
底板眼:隧道底边上的炮眼。
炸药的敏感度。
爆力和猛度。
炸药爆炸的稳定性。
6.2。
1.1 全断面开挖法适用条件:岩石坚固性中等以上、裂隙节理不发育、围岩整体性较好、断面小于100M2。
优点:可采用深孔爆破、空间大、通风容易、宜采用大型机械。
6。
2。
1.2 台阶开挖法适用条件:岩石坚固性中等以下、裂隙节理发育、围岩整体性较差。
台阶开挖法又分为:正台阶开挖法反(倒)台阶开挖法6。
2.1。
3 导洞开挖法导洞开挖法:根据主导洞位置分为上导洞、下导洞、侧导洞。
6.2.2 影响开挖方法的因素一、地质条件二、洞室的断面面积三、洞室的支护形式四、装运条件五、施工队伍与设备条件6.3 隧道爆破技术工作面的炮眼根据不同的功能分为:(1)掏槽眼(又名掏心眼)(2)辅助眼(又名崩落眼)(3)周边眼。
6。
3。
1 爆破参数隧道掘进爆破技术主要包括以下几个问题:正确确定爆破参数;选择合理的炮眼排列方式;采用有效的控制轮廓措施;解决施工操作中的安全问题。
一、爆破参数的确定原则其主要标志应当是:炮眼利用率高,应在90%以上;巷道断面轮廓合乎规格,超欠挖量不大,对围岩破坏小;岩堆比较集中,岩块大小合适,有利于装岩运输;炮眼数目少,爆破材料消耗少。
二、爆破参数爆破参数是指爆破工作中的主要技术指标。
它包括:炸药消耗量、炮眼直径、炮眼深度、炮眼数目、炮眼利用率、最小抵抗线等.6.3。
隧道爆破参考资料3、微振动爆破的减震措施3.1减小爆破振动的措施(1)在军管区和接近建筑物基础区段,严格控制一次起爆药量和开挖进尺,危险地段可采用台阶法开挖,爆破孔深甚至可减小到1.0m~1.5m。
(2)当隧道穿越桩基时,对邻近桩基的拱部、侧壁部位,设置超前小导管并注浆加固围岩后,才进行爆破开挖。
(3)采用澳大利亚澳瑞凯公司生产的Exel高精度延时的非电导爆管雷管(见附件,在某浅埋隧道应用取得了显著的降振效果),或国产MG803-B系列高精度延时的非电导爆管雷管。
普通非电毫秒雷管段别一般只用15段以内,特殊情况可用20段,因为高段位普通雷管延时误差太大。
而高精度延时雷管可根据需要订购30~40段,延时误差仍然不大于30ms。
采用高精度延时雷管可使单段起爆药量减少到最低程度,爆破振动显著降低,但掘进效率仍然较高。
(4)最大爆破振动通常由掏槽爆破引起,应尽可能降低掏槽爆破的振动强度。
采用多级楔形掏槽,降低爆破夹制作用,可减小爆破振动。
掏槽区设在开挖断面下半部,与桩基相邻隧道段的掏槽区设在远离桩基的一侧,减小掏槽爆破的振动影响,必要时在掏槽区外打一圈炮孔,或进行掏槽区预裂爆破。
(5)爆破作业中一开始就用爆破振动检测仪器进行爆破地震监测,尽早掌握当地爆破振动衰减规律,同时根据爆破振动情况调整和试验多种爆破方案,如全断面和台阶式爆破方案,不同进尺爆破的对比等。
通过检测结果比选出振动轻微、爆破效果好的钻爆方案。
(6)当爆破作业接近保护设施时,一方面采用已经调试成功的最小振动爆破方案,另外随时监测保护点的爆破振动速度。
(7)必要时在周边孔间增加导向空孔,实施周边预裂爆破。
(8)拱墙部和与桩基相邻侧周边孔内侧设1~2排φ38mm 减震孔,孔距与周边孔同,排距10~15cm ,相错布置,孔深较炮孔超深20~50cm ,以减弱爆破振动波的传播。
(9)采用不耦合装药结构:周边眼光爆药卷采用导爆索串接小药卷炸药(φ20mm );掏槽孔孔底超深5~10cm,并采用孔底空气间隔不耦合装药。
单位耗药量(-)单位耗药量(二)炸药换算系数e值单位耗药量(四)坚硬岩石低台阶(H v 2w)爆破耗药量及主要参数单位耗药量K及其它参数(五)爆破设计(一)、规范规定《铁路隧道施工规范》(TB10204-2002)规定:光面爆破参数预裂爆破参数说明:1、上表所列参数适用于炮眼深度1.0〜3.5m,炮眼直径40〜50mm药卷直径20〜25mm2、当断面较小或围岩软弱、破碎或对曲线、折线开挖成形要求较高时,周边眼间距 E 应取小值;3、周边眼抵抗线W值在一般情况下均应大于周边眼间距E值。
软岩在取较小E值时,W 值应适当增大;4、E/W 软岩取小值,硬岩及断面小时取大值;5、表列装药集中度q为2号硝铵炸药,选用其它类型炸药时,应修正。
换算系数.K 1 2号硝铵炸药猛度.2号硝铵炸药爆力I;• K. —I2(换算炸药猛度换算炸药爆力丿(二)、爆破器材的选择⑴炸药:一般情况下,多采用二号硝铵炸药,洞内有水时应采用乳化油炸药、水胶炸药或其他防水性炸药;有瓦斯的隧道内,应采用煤矿安全炸药(如2、3号煤矿炸药,2、3号煤矿抗水炸药,煤矿水胶炸药,煤矿乳化油炸药,被筒炸药,当量炸药,离子交换炸药);在软弱围岩周边爆破时,选择低爆速光爆专用炸药,如二号低爆速炸药。
隧道常用炸药国产光面爆破专用炸药⑵雷管:在无瓦斯隧道内,可首先考虑采用非电毫秒雷管或半秒雷管;在有瓦斯的隧道内,采用煤矿瞬发电雷管或毫秒延期电雷管。
雷管的段间隔时间差应考虑控制在100ms左右,在软弱围岩中爆破,为避免振动强度的迭加作用,雷管最好跳段使用,特别是1〜5段的雷管。
大断面隧道爆破,至少要求有1〜15段雷管隧道常用雷管(三)、参数确定一个© 32*25cm药卷用药量0.195kg一个© 25*25cm药卷用药量0.125kg一个© 20*25cm药卷用药量0.0875kg炸药密度0.85〜1.05g/cm光面爆破岩石饱和抗压强度39.7〜46.25MPQ属于中硬岩规范参数装药不偶和系数D (炮眼直径Rh/药卷直径Rc)1.5〜2,宜取2.0周边眼间距E取45〜60cm最小抵抗线V,应大于周边眼间距,取60〜75cm相对距E/V取0.8〜1周边眼装药集中度q(kg/m)0.2〜0.3眼深:全断面3〜3.5m,台阶法1〜3m单位用药:全断面0.9〜2kg/m3,台阶法0.4〜0.8kg/m3炮眼直径取43mm考虑油压凿岩机炮眼直径42〜46mn W, V= 0.5 〜0.7 , q = 0.28 〜0.38炮眼直径34〜38mrr W, V= 0.4 〜0.6 , q = 0.14 〜0.21中空孔到装药眼间距入:岩层系数,中硬岩以上取1.9〜2.2:中空孔径(mr)d:装药眼径(mrj)掏槽炮眼间距不小于20cm,掏槽炮眼比辅助眼深10cm周边眼炮泥堵塞长度不小于20cm全断面开挖:断面尺寸:72.97m2,宽11m 高8m1.3循环进尺的选定在软弱围岩中,宜采用0.8〜1.5m, —般取1.1m。
图一 隧道断面图(单位:)隧道施工设计—新奥法一、工程概况某隧道全长1km ,断面尺寸如图一所示。
硐身大部分穿过砂数45f =,属Ⅴ围岩。
要求月成硐150m ,全断面一次开挖,每日2个循环,每月按28d 计。
二、施工方案选择施工方法,即采用“钻眼爆破”方式开挖,为了使爆破后的围岩断面轮廓整齐,最大限度的减轻爆破对围岩的扰动和破坏,尽可能的保持原岩的完整性和稳定性,拟采用全断面光面爆破施工方案。
又由于岩石的坚固系数45f =,属Ⅴ围岩,据隧道围岩稳定性基本分级表,围岩易坍塌,处理不当会出现大坍塌,侧壁经常出现小坍塌,浅埋时易出现地表下沉或坍塌至地表。
采用锚杆喷射混泥土作为初期支护的支护手段,使用1520cm 厚钢筋网喷射混泥土,设置2.0 3.0m 长的锚杆,采用仰拱。
三、爆破方案设计 1、爆破器材的选择 1)炸药的选择隧道工程爆破用的炸药应是使用安全、性能稳定、威力适当、产生有毒有害气体少的炸药。
目前在隧道施工爆破中使用最广的是硝胺类炸药。
根据工程情况,选用2号岩石硝铵炸药,周边眼使用小直径炸药,其他眼使用标准型炸药。
其药卷规格、炸药性能如表一所示:2)起爆材料起爆材料可以用导爆管和非电雷管,因为塑料导爆管具有抗电、抗火、抗冲击性能好;起爆传爆性能稳定,甚至扭结、180°对折、局部断药、管端对接仍能正常传爆;安装简单;使用方便;价格便宜;运输和使用过程中抗破坏能力强;且可以作为非危险品运输等优点。
导爆管的发爆可以用8号火雷管、导爆索、击发枪、专用激发器发爆,本工程中使用8号火雷管发爆。
2、爆破参数的确定 1)炮眼深度L本工程要求月成硐150m ,全断面一次开挖,每日2个循环,每月按28d 计,每掘进循环的计划进尺数150282 2.679l m =÷÷=,根据炮眼深度计算式有:2.6792.910.92lL m η=== 式中 L ——炮眼深度,m ;l ——每掘进循环的计划进尺数,m ;η——炮眼利用率,不低于0.85,本设计取0.92。
隧道爆破工程施工技术参数计算书编制:复核:审核:目录编制说明 (1)1.1编制依据 (1)1..2编制说明 (1)2、工程概况 (1)2.1爆破工程简介 (1)2.2气象水文地质条件 (2)3、隧道爆破施工技术参数设计计算 (4)3.1、爆破器材选用 (4)3.2、药卷质量计算 (4)3.3、炮眼直径 (5)3.4、炮眼深度 (5)3.5、炮眼数目(N)计算 (5)3.6、掏槽眼参数设计 (6)3.7、扩槽眼参数设计 (7)3.8、周边眼、底板眼参数设计 (7)3.9、辅助眼参数设计 (8)3.10、设计参数结果及炮眼布置图 (9)3.11、隧道爆破设计参数结果 (9)4、隧道爆破施工技术参数结果汇总 (13)4.1、Ⅲ级围岩爆破参数设计计算结果 (13)4.2、Ⅲ级围岩爆破参数设计计算结果 (14)4.3、Ⅲ级围岩爆破参数设计计算结果 (15)5、结论 (16)编制说明1.1编制依据1.1.1《爆破工程师计算手册》;1.1.2《公路路基施工技术规范》JTGF10—2006;1.1.3《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50—2011;1.1.4《公路隧道施工技术规范》JTG F60—2009;1.1.5《爆破安全规程》GB6722—2014;1.1.6《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1—2017;1.1.7《爆破工程施工及验收规范》GB50201—2012;1.1.8《公路工程施工安全技术规范》JTGF90—2015;1.1.9《高速公路两阶段初步设计图》;1..2编制说明本项目爆破工程仅对路基石方爆破和隧道爆破技术参数进行设计计算,桩基爆破参照《爆破工程师计算手册》井下爆破相关内容和以往工程经验确定。
2、工程概况2.1爆破工程简介本标段设计施工隧道5座,双洞总长为5560m,隧道洞身Ⅲ级和Ⅳ级围岩采用钻爆法施工,隧道工程基本情况见表2-3。
2.2气象水文地质条件2.2.1气象条件拟建线路沿线经过江口县、铜仁市碧江区、岑巩县、铜仁市万山区、玉屏侗族自治县,属中亚热带季风湿润气候,具有明显的大陆性气候特征。
XXXXXX高速公路一期土建工程XX合同段隧道爆破设计方案XXXXXXXX合同段项目经理部2010年12月隧道爆破设计方案一、工程概述本合同段有四座隧道。
隧道设计为左右幅分离式双洞单向行车双车道,净跨11.2m,净高7.0m的三心圆拱曲墙断面。
隧道区域处于构造剥蚀丘陵—低山地貌区,主要出第四系全新统残坡积碎石土、中元古武当山群片岩和上元古界震旦系上统灯组片岩。
本段内短隧道为Ⅳ、Ⅴ级围岩,中长隧道为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩,其中Ⅲ级围岩采用全断面法爆破开挖(Ⅴ级围岩主要采取人工配合机械开挖,不需要爆破)、锚、喷、格栅、网、初期支护,全断面复合式衬砌。
爆破方法采用光面爆破。
二、光面爆破的特点光面爆破施工,可以减少对围岩的扰动,增强围岩的自承能力,特别是在不良地质条件下效果更为显著,不仅可以减少危石和支护的工程量,而且保证了施工的安全;由于光面爆破使开挖面平整,岩石无破碎,减少了裂隙,这样可以大大减少超欠挖量。
据有关资料统计,光面爆破与普通爆破相比,超挖量由原来的15%~20%降低到4%~7%,不但减少出碴量,而且还很大程度的减少了支护的工作量,从而降低的成本,加快了施工进度。
根据公路隧道“新奥法”施工的需要和工程地质条件,结合施工现场实际情况,我标段的四座隧道中的Ⅲ、Ⅳ级围岩决定采用光面爆破施工。
三、光面爆破方案的确定目前,大断面隧道光面爆破施工有2种方法:一是预留光爆层法;二是全断面一次性开挖法。
根据施工现场的实际条件及围岩情况,本段隧道采用全断面一次性开挖法。
四、全断面(Ⅲ级围岩)爆破方案设计1、爆破参数的选择光面爆破参数选择主要与地质条件有关,其次是炸药的品种与性能;隧道开挖断面的形状与尺寸,装药结构与起爆方法。
隧道主要为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩,Ⅲ级围岩全断面爆破断面面积为83.1m2,Ⅳ级围岩上导坑爆破断面面积为58.45m2,采用2号岩石乳化炸药,Ⅴ级围岩主要采取人工配合机械开挖,不需要爆破。
周边眼采用不耦合间隔装药,其他炮眼采用连续柱状装药,采用导爆索和毫秒延期导爆雷管起爆。
隧道光面爆破资料 Prepared on 22 November 2020隧道光面爆破目前,全局在建隧道座,总长度,绝大部分隧道是需要爆破作业的石质隧道。
做好隧道的光面爆破,对隧道施工的安全、质量、工期及经济效益都具有重大的意义。
为了节省时间,本课不多讲爆破的理论,也不面面俱到,仅针对隧道的光面爆破技术重点谈一点意见。
要谈光面爆破,必须首先要了解爆破的一些基础知识。
一、爆破器材(一)炸药。
工业炸药共分三类:煤矿许用炸药、岩石炸药、露天炸药(见下表)。
隧道工程常用的炸药、性能及适用范围(二)起爆材料:1、火雷管`火雷管是最简单的一种雷管,成本低,使用灵活不复杂,不受散电流影响,使用广泛,但受撞击、磨擦和火花能引起爆炸,火雷管全是即发雷管。
我们目前常用的毫秒导爆雷管共分三个系列:第一系列20段,分别相距25-300ms;第二系列分21段;第三系列分30段。
每段里面段数越大,相隔爆破的时间就越长;雷管按起爆能量大小分为10个等级(号数),号数愈大,起爆能力也愈强,常用的是6号和8号雷管。
2、电雷管毫秒延期电雷管的延期材料为缓燃剂,延期时间较长,精确度不高;所有电雷管抗静电等杂散电流、雷电、射频辐射不强,安全性不高,属于隧道限制使用产品,多用于有瓦斯与煤尘爆炸危险的环境中,它是目前能采用的唯一起爆方法。
3、导火索用来传递火焰给火雷管,配合火花起爆法使用。
导火索的燃速一般在110-130m/s范围内;缓燃导火索则为180-210m/s或200-350m/s,具有一定的防潮耐水性能。
普通导火索不能在有瓦斯或有矿山类爆炸危险的场所使用。
目前,隧道施工中已基本不再使用导火索加火雷管的起爆系统,而使用非电起爆系统。
4、导爆管塑料导爆管是用来传递微弱爆轰力,给非电雷管使之爆炸的传爆器材。
塑料制成外径,内径的半透明管,内壁涂有高性能炸药。
其传爆速度可达1900-2000m/s,其本身须使用非电雷管起爆。
导爆管本身比较安全,扭曲、打结、水下(<80m)均能正常起爆,在火焰和机械的作用下不能燃烧和起爆。
隧洞松动爆破施工专项方案一、编制说明1 、编制范围福建华安红旗山水电站引水隧洞下穿鹰厦线工程的洞内围岩爆破掘进施工。
2 、编制依据(1)《中华人民共和国安全生产法》(2)《中华人民共和国消防法》(3)《中华人民共和国环境保护法》(4)《民用爆炸物品安全管理条例》(国务院令第466号)(5)《爆破安全规程》(GB6722-2003)(5)《公路交通安全设施施工技术规范》(JTG F71-2006)(7)《公路工程施工安全技术规程》(中华人民共和国行业标准JTJ076-95)3 、编制原则(1)以人为本、安全第一、预防为主。
(2)消除一切事故隐患,确保人员设备的安全。
(3)坚持科学性、先进性、经济性、合理性与实用性相结合的原则。
(4)强化组织指挥,加强管理,保安全、保质量、保工期。
二、工程概况XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX地质概况②含泥砂卵石:黄灰色,卵石含量约30%~40%左右,卵石颗粒径一般在2~3cm左右,分选性较好,多成棱角状~亚圆状,磨圆度较差,围岩分级:V级。
σ0 =180kpa.。
内摩擦角为35°。
③粉质黏土:黄褐色,含碎石,湿,可塑。
围岩分级:V级。
σ0= 150kpa。
内摩擦角为22°。
⑤-3弱风化石英闪长岩:褐灰色,岩石风化较严重,岩芯多呈块状砌体结构。
围岩分级:Ⅲ级。
σ0 =600kpa。
内摩擦角为60°。
⑥-2强风化灰质泥岩:黑色,岩石风化严重,岩芯多呈土状或碎石状,围岩分级:Ⅴ级。
σ0=250kpa。
内摩擦角为35°。
⑥-3弱风化灰质泥岩:黑色,岩石风化较严重,岩芯多呈碎块状,围岩分级:Ⅳ级。
σ0=400kpa。
内摩擦角为50°。
该场地设计基本地震加速值为0.10g,抗震设防烈度为Ⅶ度。
地质状况对隧洞施工基坑稳定和渗水有影响。
隧洞开挖围岩为Ⅲ级围岩和Ⅳ级围岩。
水文与气象本工程施工位于库区,周边水位主要受水库蓄水影响。
隧道爆破讲义如果只要求把岩石炸出来,事情就简单多了,一是增加每个掏槽眼的药量;二是增加掏槽眼的层数。
但我们的目前工作既要讲究爆破质量,爆破后的轮廓线的圆顺,没有超欠挖,岩石大块率小),还要讲究施工安全(减少对围岩的扰动,尽力避免二次补炮,此外还要讲究进尺和效益(即合理的布孔,最佳的药量匹配和最理想的起爆网络),总而言之是以最短的时间,最少的投入,达到最佳的效果。
这样,就需要从炮孔设计,岩石单耗的确定,钻孔的质量(角度、间距、深度)。
起爆网络顺序及连接,炮孔堵塞等各个环节科学、规范地的去操作,而且它们之间是环环相扣,哪一个环节出了问题都将会影响爆破的效果。
出现超欠挖、局部拒爆或者炮根留的太多等不良效果。
1.1布眼按炮眼作用的不同,多为掏槽眼、辅助眼、周边眼。
掏槽眼是为辅助眼创造第二个自由面,辅助眼是为了进一步扩大掏槽眼体积,周边眼是为了保证开挖的断面和形状。
1.1.1掏槽眼掏槽眼一般布臵在开挖断面的中部或下部,眼底位于同一平面上,且以中点或中线对称布臵。
若掌子面岩层层理发育时,炮眼应尽量垂直于岩层层理面,小型断面的掏槽眼数一般为4~6个,大型断面根据开挖方式不同确定掏槽眼层数、部位、数量。
掏槽眼比其它炮眼加深10~15%,装药量也增加20%左右。
常用掏槽方式有锥形掏槽、楔形掏槽、桶形掏槽、螺旋掏槽和混合掏槽。
1.1.1.1锥形掏槽各掏槽眼以相等角度向工作面中心轴线倾斜,眼底趋于集中但不贯通,爆破后形成锥形槽,眼数3~6个,正锥形掏槽多用于平洞,圆锥掏槽多用于竖井,有关系数见下表:图1-1 锥形掏槽眼a-三角锥形b-正角锥形c-圆锥形1.1.1.2楔形掏槽由两排相对称得倾斜炮眼组成,爆破后形成楔形槽,又分为垂直楔形槽和水平楔形掏槽。
楔形掏槽常用于中硬以上均质岩石,且巷道断面大于14㎡,当巷道岩层呈水平层理或高度大、宽度窄时用水平楔形掏槽,每对掏槽眼距离0.2~0.6m,掏槽眼与工作面交角为55°~75°,眼底距离10~20cm。
隧道爆破参考资料3、微振动爆破的减震措施3.1减小爆破振动的措施(1)在军管区和接近建筑物基础区段,严格控制一次起爆药量和开挖进尺,危险地段可采用台阶法开挖,爆破孔深甚至可减小到1.0m~1.5m。
(2)当隧道穿越桩基时,对邻近桩基的拱部、侧壁部位,设置超前小导管并注浆加固围岩后,才进行爆破开挖。
(3)采用澳大利亚澳瑞凯公司生产的Exel高精度延时的非电导爆管雷管(见附件,在某浅埋隧道应用取得了显著的降振效果),或国产MG803-B系列高精度延时的非电导爆管雷管。
普通非电毫秒雷管段别一般只用15段以内,特殊情况可用20段,因为高段位普通雷管延时误差太大。
而高精度延时雷管可根据需要订购30~40段,延时误差仍然不大于30ms。
采用高精度延时雷管可使单段起爆药量减少到最低程度,爆破振动显著降低,但掘进效率仍然较高。
(4)最大爆破振动通常由掏槽爆破引起,应尽可能降低掏槽爆破的振动强度。
采用多级楔形掏槽,降低爆破夹制作用,可减小爆破振动。
掏槽区设在开挖断面下半部,与桩基相邻隧道段的掏槽区设在远离桩基的一侧,减小掏槽爆破的振动影响,必要时在掏槽区外打一圈炮孔,或进行掏槽区预裂爆破。
(5)爆破作业中一开始就用爆破振动检测仪器进行爆破地震监测,尽早掌握当地爆破振动衰减规律,同时根据爆破振动情况调整和试验多种爆破方案,如全断面和台阶式爆破方案,不同进尺爆破的对比等。
通过检测结果比选出振动轻微、爆破效果好的钻爆方案。
(6)当爆破作业接近保护设施时,一方面采用已经调试成功的最小振动爆破方案,另外随时监测保护点的爆破振动速度。
(7)必要时在周边孔间增加导向空孔,实施周边预裂爆破。
(8)拱墙部和与桩基相邻侧周边孔内侧设1~2排φ38mm 减震孔,孔距与周边孔同,排距10~15cm ,相错布置,孔深较炮孔超深20~50cm ,以减弱爆破振动波的传播。
(9)采用不耦合装药结构:周边眼光爆药卷采用导爆索串接小药卷炸药(φ20mm );掏槽孔孔底超深5~10cm ,并采用孔底空气间隔不耦合装药。
(10)钻孔作业采用模板定位、角尺控制方向,提高炮孔的钻眼精度。
全部炮孔用机制炮泥堵塞,增加爆炸破岩能量利用率。
3.2确定单响最大起爆允许用药量Q按《爆破安全规程》中的计算公式:()α33KV R Q =进行计算式中:Q —最大单段允许爆破药量(kg );R —爆破点至振动计算点的距离(m );V—根据要求,保护对象的质点振动速度安全允许值,设为2cm/s;根据《安全规程》宜设保护对象的振动速度安全允许值为1cm/s;K—根据类比工程取经验值100,最后根据试验爆破检测结果来修正;α—根据类比工程取经验值1.8,最后根据试验爆破检测结果来修正。
按上述公式,取不同的R值,计算结果列于下表2表2-1 [V]=2cm/s时,不同的R值对应的最大单段爆破药量计算结果表2-2 按K=100,α=1.8,Q=2.6kg控制时,不同的R值对应的爆破振动速度计算结果实际数值以爆破检测结果和实际检测得到的K、α值计算为准,以上均是预估值。
因此,前期爆破振动检测工作非常重要。
3、钻爆设计3.1竖井爆破设计竖井开挖时,<5-2>以上地层采取机械或人工配合风镐开挖,边开挖边初期支护;<5-2>以下地层为强风化~微风化花岗岩片麻岩,采取微振动控制爆破开挖,爆破设计见图2,中间采取四角锥形掏槽,周边光面爆破,爆破循环进尺1m左右。
根据试验效果,如果竖井全断面爆破开挖振动过大,可以改为分步爆破。
即先作掏槽和内两圈眼爆破,清理出临空面后进行辅助眼和周边眼圈的爆破。
竖井爆破一开始就开展爆破振动检测,爆破振动检测点安排成一条测线,每次不少于5个测点,以便于确定真实的爆破振动衰减规律,同时每次爆破振动检测结果都反馈于设计方案的修正。
竖井爆破开挖阶段振动监测主要目的是根据爆破振动检测结果确定本地区爆破振动衰减规律、优化调整爆破方案和进尺,既有利于竖井施工,更为后期复杂环境的爆破振动控制提供试验依据。
竖井爆破测点 1 测点 2 测点 3 测点 4◎◎◎◎◎10m 20m 30m 50m 70m3.2 横通道爆破设计由于横通道位置处围岩状况主要为坚硬花岗岩,且环境条件上距离地面建筑物较远,因此,横通道在开挖可采取全断面爆破,爆破炮眼和网路见上图3。
横通道区段爆破开挖还可以进行直眼掏槽和楔形掏槽的降振效果对比。
直眼掏槽可利用空眼作临空面,在掏槽区域实现逐孔起爆,最大限度降低掏槽爆破单响药量,降振效果显著,但直眼掏槽对钻孔精度要求较高,钻孔数较多,适合小断面隧道爆破掘进。
楔形掏槽爆破夹制作用较小,但一般是成对炮眼同时起爆,因此掏槽爆破单响药量较大,为降低爆破振动可采用孔外短延时接力,错开同段爆破振动峰值;也可以用单楔形掏槽,减小掏槽段爆破单响药量。
双楔形掏槽适合大断面隧道爆破,单楔形掏槽适合小断面隧道爆破。
双楔形掏槽单楔形掏槽横通道开挖仍然应做好爆破振动检测,测点可安排在原来测线上,每次不少于5个测点,根据检测结果确定爆破振动衰减规律、优化调整全断面控制爆破方案和合理进尺。
3.3军事区前隧道爆破军事区前隧道可分为特别复杂环境和一般复杂环境两种爆破方案。
特别复杂环境指爆破掌子面距离桩基底面距离在30m 以内,其他为一般复杂环境。
初步设想特别复杂环境段采用台阶式开挖方案,一般复杂环境可用全断面短进尺爆破开挖。
具体情况可根据振动检测结果来确定。
(1) 全断面钻爆设计图(直眼掏槽形式)全全全全全全全全全全全全全全全全全全cm 全全全全直眼掏槽比较适合这种中小断面隧道爆破开挖,它对钻孔精度要求较高,但利用逐孔起爆顺序可最大限度降低爆破单响药量,降振效果显著。
关于爆破分段数达30多段,可以采用澳瑞凯生产的Exel 高精度雷管或国产MG803-B 系列高精度延时导爆管雷管来实现。
这一钻爆方案在初期可以进行试验对比,作为通过复杂环境段备选方案之一,甚至为了最大限度降低掏槽段的爆破振动,可在掏槽区外打一圈密集炮眼,先进行掏槽区预裂爆破,阻隔掏槽区爆破振动向外传播。
图4最后将根据爆破效果和振动检测值来调整和比选。
根据最严格的振动要求控制,初步试验以单响药量2.6kg作为控制标准, 装药量计算结果如下(表3):总装药量69kg 比装药量1.99kg/m3总炮孔数118个(不计空眼)比钻孔数3.4个/m2(2) 全断面钻爆设计图(斜眼掏槽形式)全断面斜眼掏槽钻爆设计图如图5,将根据爆破振动检测结果,设计钻孔深度可在1.0~1.5m调整,由于采用Exel 高精度长延时雷管或国产MG803-B系列高精度延时导爆管雷管,通过孔外短延时(17ms 或25ms)接力,首先使得对称的另一半炮眼错开起爆时差,相当于分段数增加一倍。
特别在掏槽部位利用孔外短延时,既保证了成对掏槽眼的楔形爆破抛掷力,又错开了爆炸振动峰值,加之分级掏槽减弱爆破夹制力,降振效果明显。
实践证明掏槽爆破产生的振动影响最严重,楔形掏槽的夹制作用比直眼掏槽相对较小,并且这一掏槽形式和网路设计在某浅埋隧道应用,取得了十分满意的爆破降振效果,同时保证了施工进度不受影响。
某浅埋隧道采用这种多层分级楔形掏槽和高精度延时雷管起爆网路,在炮眼深度达4.0m时顶部20m地表的振动速度仅3.0cm/s,特别是掏槽爆破振动显著减小,其最大振动只有常规爆破振动量的0.37倍。
见下图示比较。
按此计算,当炮眼深度减小到1.0~1.5m时,顶部12m 的振动速度控制在2.0cm/s以内完全可能。
某隧道常规爆破振动峰值达7.9cm/s某浅埋隧道新掏槽爆破方案全断面爆破开挖将在一般复杂环境段采用,结合爆破振动检测,逐步调整钻爆进尺。
根据现有设计,钻爆进尺在1.0~1.5m ,每个起爆段别时段不超过4个炮眼,起初掏槽眼最大同时起爆药量控制在2.5kg 内,当爆破掌子面至保护物距离增大后,钻爆进尺可适当增加。
随后根据爆破振动检测结果,掏槽眼最大同时起爆药量可以调整到超过2.5kg ,其它炮眼的单段药量甚至可以比掏槽眼稍大,但需要保证振动检测值处于安全范围内。
图5 全断面斜眼掏槽钻爆设计图图6 上台阶半断面斜眼掏槽钻爆设计图图7 多级楔形掏槽断面图(3)上台阶半断面钻爆设计图(斜眼掏槽形式)当隧道穿越特别复杂环境条件,如燕岭大厦C幢宿舍桩基底与隧道顶净距为12.5m、军事区防护设施下部,应将全断面爆破开挖调整为上台阶半断面钻爆开挖,钻爆设计示意图见上图6、7。
钻爆施工中应结合爆破振动检测,逐步调整钻爆进尺。
根据现有初步设计,每个起爆段别时段控制在1~3个炮眼,台阶半断面钻爆进尺控制在1.0~1.5m,最复杂段掏槽眼最大同时起爆药量控制在2.0kg以内,当爆破掌子面至保护物距离增大后,在保证振动检测值处于安全范围内的前提下,钻爆进尺可适当增加,最大同时起爆药量逐渐增大。
为了出碴方便和保证安全,上下台阶掌子面相距在3~5m较合适。
见图8图8 台阶式开挖断面图3.4 军事区段隧道爆破根据军事区前隧道爆破的实践,并经过特别复杂区段的成功爆破经验积累,基本可以摸索到一套完善的微振动控制爆破方法。
为了保证军事区段的安全,将采用前面对比得出的爆破扰动最轻微的钻爆方案。
初步设想,军事区段仍然采用上台阶半断面钻爆开挖、配合高精度导爆管雷管和跟踪爆破振动监测,可以达到前面特别复杂环境段的微振动要求,满足隧道外围12m的爆破振动速度小于2cm/s,隧道外围60m的爆破振动速度甚至能小于1cm/s,确保军事区段的高标准安全控制要求。
军事区段的爆破进尺完全根据振动检测结果随时调整,在保证安全的前提下尽可能增大循环进尺,加快施工进度,一般情况下单循环进尺控制在1.0~1.5m。
争取每天一炮,爆破时间需要与军方协商,尽可能选择对上部设施影响最小的时段爆破。
在爆破设计中除了严格控制掏槽眼的单响最大药量外,还应根据检测结果随时调整其它段别的炮眼数。
有了跟踪监测,爆破效果和改进措施就能有保证。
3、爆破参数的确定(1)爆破参数的理论计算①洞室断面钻孔数量N根据泽波尔建议公式计算:N=a1+a2Sa1、a2——为岩体可爆程度确定的系数。
经查a1=20.9, a2=1.5则N=20.9+1.5×151=248,取N=230~255个。
由于采取分区开挖,单区最多炮孔数为76个,一般在40~60个。
②周边孔平均炸药用量q p根据公式q p=awl p(0.5~0.9)q计算。
q p——周边孔平均炸药用量kga——周边孔孔距mW——周边孔最小抵抗线cmL p——周边孔孔深q——单位岩体耗药量kg/m3取a=0.3~0.5mW=0.6mL p=1.0~1.5mq=0.8kg/m3则q p=0.2~0.4kg。
③辅助孔平均炸药用量q p式中:q p————辅助孔平均炸药用量,kgN P————周边孔数q N_____ 周边孔装药量,kgQ——一次循环开挖炸药用量,kg辅助孔药量q p=0.5~1.0 kg。