隧道掘进新技术—水压爆破施工
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隧道掘进聚能水压光面爆破施工工法一、前言隧道掘进是现代建设中重要的施工方式之一,为了提高掘进效率、降低施工成本并保证工程安全,隧道掘进聚能水压光面爆破施工工法应运而生。
该工法通过水压及爆破能量的集中利用,使掘进面达到最大的爆破效果,从而实现快速、经济、安全的隧道掘进。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
二、工法特点隧道掘进聚能水压光面爆破施工工法具有以下几个特点:1. 爆破能量集中:利用水带压能和光面爆破原理,将掘进面上的爆破能量通过水系统传递,使其集中在掘进面的裂纹和弱面处,提高爆破效果。
2. 施工速度快:爆破作业周期短,掘进速度明显加快,提高施工效率。
3. 施工成本低:采用聚能水压光面爆破施工工法后,可以减少爆破药量和松土次数,降低施工成本。
4. 施工质量高:通过对爆破能量的控制,可以保证掘进面的平整度和光面度,提高隧道的质量。
三、适应范围隧道掘进聚能水压光面爆破施工工法适用于以下场景:1. 地质条件较好的隧道掘进,如稳定的岩石层或硬土层。
2. 对施工时间要求较高且需要提高掘进速度的工程,如地铁隧道、高速公路隧道等。
3. 隧道长度较长,需要降低施工成本的工程。
四、工艺原理隧道掘进聚能水压光面爆破施工工法的原理是通过合理控制爆破参数和水压参数,使水带产生高压水流,将其传递到掘进面并形成裂纹。
水压将爆破能量集中在掘进面上的裂纹和弱面处,达到最佳爆破效果。
实际应用中,需要进行坝水试验和岩石物理力学试验,根据试验结果调整爆破参数和水压参数,以获得良好的爆破效果。
五、施工工艺隧道掘进聚能水压光面爆破施工工法的施工工艺包括以下几个阶段:1. 工地布置:确定施工场地、设备安排,进行场地清理和平整,确保施工的基本条件。
2. 预处理工作:对掘进面进行洗刷、喷浆,以去除松散物和增强基岩的稳定性。
3. 水力钻孔:通过水力钻机对掘进面进行钻孔,形成爆破孔网。
隧道掘进水压爆破开挖施工工法隧道掘进水压爆破开挖施工工法一、前言隧道掘进是地下工程中常见的一种方法,隧道水压爆破开挖是其中一种常用的技术。
本文将介绍隧道掘进水压爆破开挖施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点隧道掘进水压爆破开挖施工工法具有以下特点:1. 提高施工效率:水压爆破技术能够在较短的时间内完成大量地层开挖,从而提高施工效率。
2. 适用范围广:该工法适用于各种地质条件和地下水位情况,能够适应不同地区和地质条件下的隧道掘进工程。
3. 降低人工劳动强度:水压爆破开挖工法可以减少人工挖掘的工作量,降低施工人员的劳动强度。
4. 减少对周围环境的影响:水压爆破工法产生的振动和噪音相对较小,对周围环境的影响较小。
三、适应范围隧道掘进水压爆破开挖施工工法适用于以下工程:1. 具有较高水平度和地质条件比较规则的隧道。
2. 相对较小的隧道断面,例如矩形和圆形。
3. 地下水位相对较低的区域。
4. 要求施工周期短、速度快的工程。
四、工艺原理隧道掘进水压爆破开挖施工工法的工艺原理包括以下几个方面:1. 压力传递原理:水压爆破开挖工法利用水压对岩石施加压力,通过压力传递使岩石产生破裂和变形,实现开挖。
2. 效应原理:水压爆破过程中,矿石中的水会因受到压力而产生剧烈振荡,形成差压作用,导致岩石开裂。
3. 能量释放原理:爆炸破碎的能量主要来自于压力波和冲击波,这些能量会导致岩石的破碎和破裂。
五、施工工艺隧道掘进水压爆破开挖施工的工艺主要包括以下几个步骤:1. 准备工作:包括对地质条件和地下水位进行调查,选择合适的水压爆破参数,准备施工材料和设备。
2. 施工准备:布置施工场地,搭建支护结构,进行必要的防水和排水措施。
3. 钻孔: 在隧道面向的切口位置布置钻孔,并按照设计要求进行钻孔。
4. 安装爆破器材:将合适型号的水压爆破器安装在钻孔中,以便进行爆破作业。
隧道掘进聚能水压光面爆破新技术与应用
隧道掘进是一项难度极高的工程,如果能够应用新的技术,那么
将会大大提高施工效率和安全性。
而聚能水压光面爆破技术就是一种
非常有前景的新技术。
它的基本原理是将水变为高压水,并将其射入岩石中,形成一个
高压水射流,切割岩石。
同时,在射入高压水的同时,还使用激光或
荧光粉在岩石表面形成一个“光面”,来弱化岩石内部的连接,使其
容易破碎。
然后再用爆破来清除碎石。
相比于传统的掘进技术,聚能水压光面爆破技术具有许多明显的
优势。
首先,它能够提高施工效率。
传统的掘进方法需要耗费大量的
时间和人力物力,而聚能水压光面爆破技术可以极大地缩短施工时间,同时也减少了人力物力的投入。
其次,它能够提高施工安全性。
传统的掘进方法通常需要使用爆
炸装置,这样会带来一定的安全风险,而聚能水压光面爆破技术则能
够有效地控制安全风险。
总的来说,隧道掘进聚能水压光面爆破技术是一项非常有前景的
新技术,它将为隧道掘进行业带来革命性的变革。
这项技术还在不断
完善中,相信未来会有更加出色的进展。
聚能水压爆破施工技术一、工程概况该隧道处于陕北东南部黄土残塬区,上部覆盖厚层黄土,由于受到强烈侵蚀作用,黄土塬已破碎不堪,零星分布,地表沟壑纵横,冲沟发育,地质主要为冲积砂质新黄土,冲洪积砂质老黄土、黏质老黄土及砂类土;下部为水平层状砂岩、泥岩等,最大埋深310m。
在施工过程中主要存在滑坡、高地应力、游离态有害气体、浅埋、断层等高风险,隧道结构穿越黄土、土石混合断面、水平岩层。
施工难度大、安全风险高等诸多不利因素。
二、常规光面爆破技术1、技术原理常规光面爆破技术原理是炮眼中的炸药爆炸后,在岩石中传播应力波产生径向压应力和切向拉应力, 由于炮眼相邻互为“空眼”,所以在炮眼连线两侧产生应力集中度很高的拉应力,超过岩石抗拉强度,炮眼之间的岩体形成的初始裂缝要比其他方向厉害的多,除此之外,由于炸药爆炸生成的高压气体膨胀产生的静力作用促使初始裂缝进一步延伸扩大。
2、工艺流程3、装药结构常规(或普通、传统)隧道爆破采用连续装药,炮眼间距炮眼中仅装炸药而无回填堵塞,其装药结构如下图所示。
炮眼无回填堵塞装药结构4、爆破参数常规爆破设计参数表周边眼深度3.5m,进尺2.8m,开挖断面面90.98m³,炸药单耗0.98kg/m³。
5、常规爆破存在的问题1)炮眼间距为40-50cm,布眼过密、打眼过多、打眼作业时间占用时间过长。
2)由于炮孔内充满了空气,应力波部分能量因压缩空气而损失,所以应力波的强度因无回填堵塞而降低,结果削弱了对围岩的破碎。
3)常常出现超挖,增加混凝土衬砌量提高施工成本,隧道爆破开挖出现亏损,超挖是致命的“罪魁祸首”。
4)常规爆破后有害气体浓度高,粉尘大。
再加上斜井通风困难,放炮后通风时间需要30-40分钟,机械才能够到达掌子面进行出碴,对工序衔接造成了极大的影响。
三、水压光面爆破技术1、技术原理水压光面爆破原理为“往炮眼中一定位置注入一定量的水,并用专用的炮泥回填堵塞炮眼,利用在水中传播的冲击波对水的不可压缩性,使爆炸能量经过水传递到围岩中几乎无损失,同时,水在爆炸气体膨胀作用下产生的“水楔”效应,有利于岩石破碎,炮眼中的水可以起到雾化降尘作用,大大降低粉尘对环境的污染,所以水压爆破成为名副其实“绿色爆破”。
浅谈隧道爆破施工之水压爆破发布时间:2022-08-01T05:55:02.255Z 来源:《城镇建设》2022年3月6期作者:丁兆安[导读] 随着我国改革开放的不断深入,国民经济的蓬勃发展,为了适应现代化的隧道施工要求,越来越多的新工艺得到了发展和引进丁兆安中铁五局集团路桥工程有限责任公司摘要:随着我国改革开放的不断深入,国民经济的蓬勃发展,为了适应现代化的隧道施工要求,越来越多的新工艺得到了发展和引进。
隧道的常规爆破施工存在着一系列问题,如能量利用率低、震动大、飞石多、烟尘大等。
考虑了成本、资源、环境等综合要求,隧道水压爆破的引进和大范围推广就尤为重要。
该工艺的主要思想是:在不耦合光爆中,采用水作为不耦合软垫层,提高炸药能量利用率,从而降低单位耗药量,减少爆破灰尘对环境的污染。
关键词:水压爆破水袋炮泥经济效益一、工程概况中铁五局引汉济渭秦岭0#隧道位于陕西省汉中市佛坪县石墩河镇回龙寺村,支洞长1152米,综合坡度10.13%。
主洞总长6262米,其中上游3562米,下雨2700米。
支洞与主洞交汇于K10+200,中线夹角54.50,主洞洞内Ⅲ级围岩5930米,约占94.7%,Ⅳ级围岩330米。
开挖轮廓半径为3.8m,开挖断面面积平均约为44.1m2,采用全断面开挖方法。
二、隧道掘进常规爆破中铁五局引汉济渭秦岭0#洞项目在2014年4月以前采用的无填装堵塞的炮眼装药常规爆破作业方式,即炮眼内正常装药压实,光爆炮眼利用炸药箱纸壳浸水卷成卷堵塞炮孔。
但隧道掘进的常规爆破往往出现来炮效率不高、烟尘大、震动强、用药多等诸多缺点,不仅造成了施工的资源浪费,也严重影响了洞内的施工作业环境。
光爆方案如下图所示:三、隧道掘进水压爆破1、水压爆破的原理所谓水压爆破就是往炮眼中注入一定量的水(通过特种设备做成的水袋),然后利用加工而成的炮泥堵塞炮眼末端的爆破方法。
常规爆破的围岩破碎是依靠于炸药爆炸时在围岩中产生的应力波和爆破气体膨胀的共同作业结果。
隧道掘进水压爆破技术发展新阶段发布时间:2023-02-20T07:05:32.533Z 来源:《新型城镇化》2022年24期作者:王娟[导读] 在隧道开挖过程中,采用水压爆破技术是一种很好的方法。
本文简述了水压爆破技术的发展历程,着重介绍了水袋的制作、炮泥的制作和使用的工艺。
中国水利水电第十四工程局有限公司云南昆明 650041摘要:在隧道开挖过程中,采用水压爆破技术是一种很好的方法。
本文简述了水压爆破技术的发展历程,着重介绍了水袋的制作、炮泥的制作和使用的工艺。
在我国,大力推广水压爆破技术,是提高隧道施工质量、提高施工效率的重要手段。
关键词:隧道掘进,水压爆破,炮泥制作,水袋制作1引言上世纪90年代,水压爆破技术问世,在隧道施工中,采用两种主要的爆破方法:一是不回填堵漏的装药体;另一种方法是将爆破箱纸壳浸泡在水里,这两种方法都不能达到较好的爆破效果,同时也会对周围环境造成一定的污染,对施工人员的身体也会造成一定的损害,为此,先后出现了“露天深孔水压爆破”、“隧道开挖、城市露天浅孔水压爆破”等一系列技术问题,并对深孔水压爆破、浅孔水压爆破和水压爆破技术进行了实验研究。
目前国内已逐步将水压爆破技术用于隧道掘进,有些项目采取“以点带面”的方法,即先进行水压爆破试验,经过一段时间的使用,取得了很好的爆破效果,降尘效果明显,同时也能改善矿井工作条件,并且逐步向工人们学习水压爆破技术。
试验取得了一定的成效,水压爆破技术在全国范围内得到了广泛的应用。
2水压爆破技术概述20世纪90年代,何广沂教授首次提出了水压爆破技术。
这一技术的产生与当时的隧道建设环境密切相关,与当时和近代的基础建设条件十分吻合。
提出人在实际工作中,发现在爆破过程中,几乎没有回填堵漏的现象,这种做法对爆破作业的影响很大,而且爆破自身也有污染。
为了解决这一问题,何广沂教授于1995年提出了水压爆破的概念,并将其作为课题加以研究,经过几年的不断探索和发展,水压爆破技术日趋成熟,并逐步推广到工程中[3]。
隧道掘进水压光面爆破施工工法隧道掘进水压光面爆破施工工法是一种高效且安全的隧道掘进方法。
本文将介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
一、前言隧道掘进是交通、水利等基础设施建设中常见的工程。
水压光面爆破施工工法是一种利用水压将土层松动以便于爆破的方法,广泛应用于隧道掘进工程中。
本文将详细介绍该工法的特点、原理和施工过程,以期为实际工程提供参考。
二、工法特点隧道掘进水压光面爆破施工工法具有几个重要的特点。
首先,该工法采用了水压将土层松动,并通过爆破将土层拆除,具有较高的掘进效率。
其次,该工法对土层的物理性质要求较低,适用于各种类型的土层。
此外,该工法采用了先进的爆破技术,能够确保掘进过程中的安全性。
三、适应范围隧道掘进水压光面爆破施工工法适用于各种类型、规模的隧道掘进工程,包括公路隧道、铁路隧道、地铁隧道等。
该工法适用的土层类型广泛,包括软土、砂土、黏土等。
四、工艺原理隧道掘进水压光面爆破施工工法的工艺原理是利用水压将土层松动,并通过爆破将土层拆除。
施工工艺包括以下几个步骤:首先,在隧道掘进面喷射高压水射流,将土层松动;然后,在松动的土层表面喷射爆破剂,形成爆破面;最后,进行爆破作业,将土层彻底拆除。
五、施工工艺隧道掘进水压光面爆破施工工法的施工工艺包括预处理、水压松动、喷射爆破剂、爆破作业等阶段。
预处理阶段包括勘探、测试和设计等工作。
水压松动阶段通过喷射高压水射流将土层松动。
喷射爆破剂阶段通过喷射爆破剂形成爆破面。
爆破作业阶段通过爆破将土层彻底拆除。
六、劳动组织隧道掘进水压光面爆破施工工法的劳动组织包括人员配备、工作流程和工作安排等。
人员配备包括施工人员、技术人员、安全人员等。
工作流程包括预处理、水压松动、喷射爆破剂、爆破作业等。
七、机具设备隧道掘进水压光面爆破施工工法所需的机具设备包括水泵、喷射器、爆破机等。
水泵用于提供高压水源,喷射器用于喷射高压水射流,爆破机用于进行爆破作业。
隧道掘进水压爆破开挖施工工法一、前言隧道掘进水压爆破开挖施工工法是一种应用水力原理和爆破技术相结合的隧道开挖方法。
该工法具有高效、快速、节能等特点,广泛应用于地铁隧道、水利工程和矿山工程等领域。
本文将介绍隧道掘进水压爆破开挖施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点隧道掘进水压爆破开挖施工工法具有以下几个特点:1.高效快速:采用水力冲击爆破装置,能够实现较快的开挖速度,提高施工效率。
2.节省能源:与传统爆破开挖方法相比,隧道掘进水压爆破开挖施工工法利用了水力能,减少了对传统能源的依赖,节省了能源消耗。
3.减少震动:水压爆破开挖施工工法在爆破过程中产生的震动小,对周围环境和建筑物的影响较小。
4.保护环境:采用水力爆破装置代替传统爆破装置,减少了空气中的颗粒物和噪音污染,较好地保护了施工环境。
5.适应性强:隧道掘进水压爆破开挖施工工法可适用于各种地质条件和隧道形式,具有广泛的适应范围。
三、适应范围隧道掘进水压爆破开挖施工工法适用于以下工程:1.地铁隧道工程:在城市地铁隧道建设中,由于地下管线复杂、地质条件复杂,采用隧道掘进水压爆破开挖施工工法可以快速、高效地开挖地铁隧道,缩短施工周期。
2.水利工程:在水利工程中,如水库、渠道等的隧洞开挖,隧道掘进水压爆破开挖施工工法可以减少水工爆破对环境的影响,保护工程安全建设。
3.矿山工程:在矿山工程中,如煤矿深井开采、金属矿山开采等,隧道掘进水压爆破开挖施工工法具有快速、高效的特点,能够提高矿山开采效率。
四、工艺原理隧道掘进水压爆破开挖施工工法基于以下工艺原理:1.水压原理:利用高压水冲击岩石和土层,破坏岩石内部结构,使之破裂、崩落,从而实现隧道开挖。
高压水通过装置转化为水力能,施加在岩石表面,使岩石受到冲击和压力,破坏岩石的结构。
2.爆破原理:在水压作用下,对岩石进行水压爆破,以破坏、破碎岩石。
1.隧道Ⅱ、Ⅲ级围岩段水压爆破施工工艺1 工艺概况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。
是我国隧道掘进技术从“湿法”钻孔代替“干法”钻孔、从非电起爆代替火爆和电爆以来的第三个质的飞跃和变化。
隧道水压爆破是将炮眼中一定位置注入一定量的水,然后用专门的炮泥机生产炮泥回填堵塞。
由于炮眼中有水,因水具有压缩性极小、变形能低、热能损失小等特性,在水中传播的水激波能够按照水的“液压”作用,较均匀的、几乎无损失地把能量传递到围岩中。
在水激波做功的同时,被爆炸气体冲击压缩的高压水挤入爆生裂隙中,形成“水楔”,这种“水楔”的尖劈作用加剧了裂隙的延伸和扩展,使破碎块度更均匀;同时,炮眼中的水在高温高压下被雾化,吸收了爆生气体中的粉尘,起到了雾化降尘的作用,大大降低了粉尘对环境的污染,改善了洞内空气质量。
2 工艺特点隧道水压爆破施工有着显著的“三提高、两减少、一保护”的作用,主要表现在:提高循环进尺;提高光面爆破效果;提高炸药利用率;减少洞碴大块率;振动速度降低,减少对周边围岩扰动;粉尘含量降低,保护作业人员健康。
3 适用范围适用于隧道Ⅱ、Ⅲ级围岩段光面爆破施工。
4 主要引用标准(1) 《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB10753-2010)(2) 《铁路混凝土工程施工质量验收标准》(TB10424-2010)(3) 《高速铁路隧道工程施工技术指南》(铁建设[2010]241号)(4) 《铁路混凝土工程施工技术指南》(铁建设[2010]241号)(5) 《铁路隧道工程施工安全技术规程》(TB10304-2009)5 水压爆破施工方法5.1 隧道水压爆破采用主要设备图1 水袋加工机图2 炮泥加工机图3 成品水袋图4 成品炮泥5.2 主要机具设备5.2.1 机械设备表水压爆破主要设备表表1 设备名称单位数量设备名称单位数量气腿钻机台18 通风机台 4装载机台 2 KPS-60水袋机台 1挖机台 1 PNJ-A炮泥机台 1出碴车台 4 皮卡车台 1空压机台 65.3 水压爆破工艺流程图5 水压光面爆破施工工艺流程图5.4 炮泥加工具体施工步骤炮泥采用PNJ-A型炮泥机制作而成,机器外型尺寸150×45×53(cm),结构简单,操作方便,两人每小时可制作炮泥400~500个。
隧道掘进聚能水压光面爆破新技术与应用隧道掘进工程是一项复杂的工程,常常需要使用各种特殊的技术手段来解决问题。
在隧道掘进中,聚能水压光面爆破技术是一种有效的爆破手段,它具有降低噪音,减少粉尘,降低爆炸半径等优势。
本文旨在探讨聚能水压光面爆破新技术及其应用。
首先,简要介绍一下聚能水压光面爆破技术。
聚能水压光面爆破技术是以水为支撑的一种爆破技术。
它比传统的爆破技术拥有更高的安全性和效率。
聚能水压光面爆破技术有助于将爆破带变小,并保证爆破效果的稳定性,降低爆破产生的噪音、粉尘和振动。
此外,该技术还具有耐久性强、操作简便、易于控制爆破产生的毁伤等优点。
其次,介绍一下聚能水压光面爆破技术的应用情况。
聚能水压光面爆破技术主要用于隧道、桥梁、边坡爆破,以及弃料等场合。
它具有广泛的应用前景,能够帮助工程建设者以最低的成本、最小的毁伤和最低的环境污染来实现前所未有的挖掘效率。
在隧道掘进中,聚能水压光面爆破技术能够起到极大的作用,它有助于拓宽工程施工通道,缩短施工周期和提高施工效率。
最后,对聚能水压光面爆破技术和其应用进行总结性分析。
聚能水压光面爆破技术具有优良的安全性和效率,能够帮助工程施工建设者降低爆炸带的尺寸和降低施工毁伤,因此在隧道掘进方面有着巨大的应用潜力。
然而,由于设备复杂,操作要求较高,技术掌握程度不够,因此仍需要进一步研究和改进,开发更加简便、高效的技术手段。
综上所述,聚能水压光面爆破技术是一种具有重要意义的技术手
段,用于隧道掘进等领域。
未来,将会有更多研究来加强技术的研究和开发,以满足隧道掘进的需求。
隧道掘进水压爆破施工技术发布时间:2022-04-26T14:02:41.190Z 来源:《工程建设标准化》2022年第1期作者:吴玉波[导读] 水压爆破技术相较于其他爆破技术而言吴玉波中铁二十一局集团第三工程有限公司 713800摘要:水压爆破技术相较于其他爆破技术而言,十分环保。
同时,该技术的使用效率较高,且对周围环境影响较小,是一种值得推广的技术。
本文分析了水压爆破施工技术的优势,结合实际工程案例,总结了实际隧道就近水压爆破施工内容、施工技术和要点,希望能够推广该技术,进而推动绿色环保技术的应用。
关键词:掘进隧道;水压爆破;施工技术在道路交通建设中,隧道技术使用量不断增加,相关技术也在不断进步。
隧道掘进水压爆破属于国家重点施工技术,通过特殊处理的水袋制作技术和炮泥封堵技术,将水用作能量传输的媒介,有效减少爆破中能量的损失。
该技术的使用不仅能够减少爆破能量的损失还能降低对周围环境的影响,是一种优秀的爆破技术。
施工单位在使用过程中要深入了解该技术的特点,实现对该技术最大化的利用。
1水压爆破施工优势在隧道工程掘进过程中,采用的传统爆破方法是不用回填堵塞形式的爆破方法,把药卷和起爆装置放到炮孔内,爆炸后,药卷会发出爆轰波,并在炮孔内扩散,使没有填充物的地方充气。
因而,爆轰波会由于受压而损耗了一定的能量,使其不能完全发挥爆破所需的全部能量。
此外,传统的爆炸工艺存在着强烈的震动、激波,且具有高的尘埃含量,这对工程建设和环保的影响很大。
水压爆破技术可以很好地克服传统的爆炸技术带来的各种缺陷,装药的构造,在开孔方式、引爆顺序、装药量等方面都是一样的,两者的不同之处是,在使用水压爆破技术的时候,需要按照已定位置和比例将药包和水袋装进去,然后使用专门的设备制成炮泥来进行充填。
在炮孔里装上一个水袋,炸药在爆破时可以形成一种可以通过水下向炮眼围岩扩散的爆轰波,而且在扩散时不会有任何的能量损耗。
炮泥是由泥土、沙子、水三种物质按一定的比例混合而成,干燥后的密度和硬度都很高,可以有效地阻止爆炸时产生的气体,从而降低了尘土含量,可以在长大隧道工程的爆破中得到广泛的应用[1]。
水压爆破技术在隧道掘进施工中的运用发布时间:2022-05-25T08:21:22.412Z 来源:《工程建设标准化》2022年第2月第3期作者:王道斌王晓晨[导读] 在隧道施工中,水压爆破技术是一种国家级的施工方法。
王道斌王晓晨济南黄河路桥建设集团有限公司山东省济南市 250014摘要:在隧道施工中,水压爆破技术是一种国家级的施工方法。
爆破孔采用专用水袋和爆破泥浆封堵,以水为介质,保证炸药在传播过程中不损失能量,提高炸药的使用效率。
减少炸药用量,避免爆破过程中的噪声污染和粉尘污染。
液压爆破技术在隧道施工中的应用,大大提高了隧道施工的效益。
因此,深入研究水工爆破技术在隧道施工中的应用模式具有十分重要的意义。
关键词:水压爆破技术;隧道掘进施工;运用1水压爆破基本原理水工隧洞爆破施工中,一定量的水必须注入洞口的某一部位,然后用砂浆机进行回填。
水的压缩性低,热损失小。
因此,在爆破过程中几乎不损失爆破能量,可以降低炸药的消耗。
此外,在水的冲击作用下,高压水煤气爆炸会产生巨大冲击,形成水楔。
水楔具有楔形效应,可以促进裂纹的连续扩展,保证断裂件的扩展均匀性。
另外,在高温高压环境下,隧道内的水是雾化的,可以有效地吸收爆破过程中产生的大量有毒有害气体和粉尘,避免对施工周边生态环境造成不利影响。
2隧道掘进水压爆破初始研发历程2.1露天深孔水压爆破隧道液压爆破起源于深孔液压爆破。
以往深孔爆破采用的是露天钻机。
钻孔被岩屑或土堤堵塞。
有两种慢性病:有效炸药能量利用不足和严重的环境污染。
因此,何光毅教授成功地研制出深孔水压爆破技术。
所谓“露天深孔液压爆破”,就是改变露天深孔爆破装药结构。
其创新点是将土质填料改为堵塞爆破孔,堵塞水土复合爆破孔。
水土保持阻塞深度为1:1。
先用水回填爆破孔,然后用土回填爆破孔,回填至最小炮孔深度约0.5m,空载注水。
深孔液压爆破是1995年为原铁道部科技攻关项目研制的。
经过两年的研究,特别是实际应用,1997年通过了部门评价。
隧道掘进聚能水压光面爆破新技术与应用隧道掘进聚能水压光面爆破是一种新型技术,它可以解决传统爆破方法无法解决的难题。
本文就这一技术和应用进行一定的介绍和分析。
首先,介绍一下隧道掘进聚能水压光面爆破的理论基础。
聚能串联爆破是由一组可靠的配置,有多个爆破区域和多种爆破方式,爆破口周围设有低聚能的“挡板”,使爆破口的声波受抑制,以降低振动作用,减小碎片量,实现局部爆破,从而达到合理降低爆破噪声,合理利用爆破能量,达到控制混凝土破坏范围和形状的目的。
其次,讨论一下掘进聚能水压光面爆破的技术应用。
首先,这种爆破技术可以用于针对单个洞口或连续洞口爆破,可实现局部爆破,按爆破需要逐步增大爆破能量,可准确控制爆破范围,保证洞壁的稳定性和安全性。
其次,它可以用于隧道掘进、桥梁支柱挖沟、破碎混凝土等爆破作业,可以提高施工效率,降低施工成本;同时,有效减小碎片量,可减小振动幅度,降低环境噪声,是现行许多工程的优良技术选择。
此外,除了上述的直接应用之外,隧道掘进聚能水压光面爆破也可以用于地下走廊和地下工程的破碎、拆卸和装配等,它可以用来拆卸建筑物关键部位,拆除单体建筑的部分结构或安装设备,另外,它还可以用于岩土稳定改造和地下路基开挖等。
总之,隧道掘进聚能水压光面爆破技术具有许多优点,不仅可以提高施工效率,降低施工成本;同时,有效减小碎片量,可减小振动
幅度,降低环境噪声,也是安全、可靠的爆破方式。
可见,它在工程施工的应用前景非常广阔,具有重要的现实意义和学术价值,将为施工单位、工程师和研究者提供新的思路和灵感。
隧道掘进水压爆破技术发展与创新隧道是现代交通建设中必不可少的一部分,它们被广泛用于地铁、高速公路、铁路等项目中。
而隧道的掘进过程则是一个极具挑战性的工程环节,其中水压爆破技术在隧道建设中发挥了重要的作用。
本文将探讨隧道掘进水压爆破技术的发展与创新。
隧道掘进工程中,水压爆破技术是一种常用的爆破方法。
在传统的掘进方法中,使用炸药进行爆破,但这种方法存在着噪音、震动、空气污染等问题,对周围环境和人员安全产生了一定的影响。
而水压爆破技术则能够有效地解决这些问题。
水压爆破技术的基本原理是利用水的高压将岩石炸裂,从而实现隧道的掘进。
通过控制水流压力和喷水孔的位置,可以实现对岩石的精确控制和分段爆破。
相比传统的炸药爆破,水压爆破技术具有以下优势:一是噪音和振动小,对周围环境和建筑物的影响较小;二是安全性高,可以有效避免炸药爆炸可能引发的事故;三是施工速度快,能够大幅度缩短施工周期。
随着科技的发展和工程技术的不断进步,水压爆破技术也得到了不断的改进和创新。
首先是水压爆破设备的改进。
传统的水压爆破设备通常是大型且操作复杂的,而现代的水压爆破设备则更加先进和智能化。
新型设备配备了先进的传感器和控制系统,能够实时监测施工过程,控制水压和喷水孔的位置,提高施工的精度和效率。
其次是爆破参数的优化。
爆破参数的选择对水压爆破技术的效果具有重要影响。
通过对爆破参数的研究和优化,可以实现更精确的爆破控制和更高效的施工效果。
例如,通过调整爆破压力和喷水孔的位置,可以控制爆破的范围和方向,便于后续施工和支护。
此外,水压爆破技术还可以与其他技术相结合,实现更高效的隧道掘进。
例如,将水压爆破技术与潜孔钻探技术结合,可以实现快速、精确的隧道探测和定位,提高工程的进展速度和施工质量。
总的来说,隧道掘进水压爆破技术在现代隧道建设中具有重要的地位和作用。
随着科技的不断进步,水压爆破技术得到了不断的改进和创新。
新型设备的引入、爆破参数的优化以及与其他技术的结合,使得水压爆破技术在隧道掘进中更加高效、安全、环保。
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。
⑪、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。
⑫、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⑪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。
隧道掘进新技术—水压爆破施工
随着铁路建设投资增加与技术发展,长大隧道在新建铁路线路中所占的比例亦逐渐增大,为保证长大隧道快速高效、安全、经济、实用、环保等施工,对隧道的爆破开挖也提出了更高的要求,水压爆破新技术,即炮眼底水袋及水袋与炮泥复合回填堵塞,提高了炸药能量利用率,不久实现了浅孔爆破的工艺技术创新,还有效地改善了爆破对环境的影响,已达到国际先进水平。
“隧道掘进水压爆破技术”即往炮眼里注水,利用水作为媒介,使爆炸能量无损传递。
同时,采用特制的“炮泥”堵塞炮眼,不但能有效抑制爆破膨胀气体冲出炮眼,而且还能降尘。
该技术已实际运用于隧道施工中,不仅提高了炸药能力利用率,改善了爆破效果,还降低了爆破噪音和振动效应,有效地保护了工作环境。
目前通过“隧道掘进水压爆破技术”在隧道施工中的应用,从水压爆破的水压爆破与其他方式比较和水压爆破施工技术特点方面进行阐述。
1 水压爆破与其他方式比较
水压爆破在推广过程中,进行了炮眼无回填堵塞、炮眼炮泥回填堵塞、炮眼底水袋及炮泥回填堵塞、炮眼水袋与炮泥复合堵塞、炮眼底水袋及水袋与炮泥复合回填堵塞5种不同装药结构16个作业循环爆破效果对比。
5种装药结构的炮孔数量和钻孔参数均相同,5种形式爆破效果分述如下:
1)炮眼无回填堵塞装药结构爆破。
每循环装药量为204.15kg,单位用药量0.95kg/m3,实际每循环平均爆破进尺为3.2m,炮眼利用率为84.2%。
2)炮眼用炮泥回填堵塞。
装药结构同无回填堵塞,孔口段全部用炮泥堵塞。
每循环装药量为199.75kg,单位用药量0.89kg/m3,实际每循环平均爆破进尺为3.32m,炮眼利用率
87.72%,比炮眼无回填堵塞每立方节约炸药0.06kg,提高进尺4.1%,50cm以上的大石块降低了20%,爆堆距离缩短了3%。
3)炮眼底用水袋及炮泥回填堵塞。
在炮眼底部1节水袋,炮眼口用炮泥堵塞。
每循环装药量为187.9kg,单位用药量0.84kg/m3,实际每循环平均爆破进尺为3.35m,炮眼利用率88. 2%,比炮眼无回填堵塞每立方节约炸药0.11kg,提高进尺4.7%,50cm以上的大石块降低了40%,爆堆距离缩短了5%。
4)炮眼用水袋与炮泥复合堵塞。
装完药后,在炮眼口先装入水袋,再用炮泥回填堵塞。
每循环装药量为185.9kg,单位用药量0.81kg/m3,实际每循环平均爆破进尺为3.43m,炮眼利用率90.4%,比炮眼无回填堵塞每立方节约炸药0.14kg,提高进尺7.2%,50cm以上的大石块降低了70%,爆堆距离缩短了28%。
5)炮眼底用水袋及水袋与炮泥复合回填堵塞。
先在炮眼底部1节水袋,装完药后在炮眼口先装入水袋,再用炮泥回填堵塞。
每循环装药量为186.5kg,单位用药量0.79kg/m3,实际每循环平均爆破进尺为3.53m,炮眼利用率93%,比炮眼无回填堵塞每立方节约炸药0.16kg,提高进尺9.4%,50cm以上的大石块降低了65%,爆堆距离缩短了32%。
通过对以上5种不同装药结构的实际爆破效果对比,第5种炮眼底水袋及水袋与炮泥复合回填堵塞装药结构,不仅在理论上分析是最优,而且从实际爆破效果看也是最好的(表1)。
2 水压爆破施工技术特点
水压爆破施工技术与常规爆破相比,充分体现了“三提高一保护”的优点,即“提高炸药能量利用率,提高施工效率,提高经济效益和保护作业环境”。
隧道掘进节能环保水压爆破是采用专业设备制作的水袋往炮孔中注水,在水中转播的冲击波对水不可压缩,爆炸能量无损失经
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。
由于水的物理力学性能同空气不一样,与空气不耦合装药相比,钻孔水耦合装药爆破具有以下特点:
2.1基于水的不可压缩性和较高的密度、较大的流动粘度,水中爆轰产物的膨胀速度要慢,在耦合水中激起爆炸冲击波的作用强度高和作用时间长。
2.2在炮孔周围岩石中产生的爆炸应力波强度高,衰减慢,作用时间较长,即有较高的爆炸压力峰值,因此,对岩石造成的破坏作用强。
2.3因为水的不可压缩性和较高的能量传递效率,同时相当于炮泥,水又具有一定的堵塞作用,因此,传递给岩石的爆破能量分布更加均匀、利用率高。
2.4在爆破破碎质量上,它能使破碎块度更加均匀;在爆破安全方面,它能够有效地控制爆破震动、爆破飞石、空气冲击波和爆生有毒气体的强度和数量、降低爆破粉尘。
2.5与耦合装药相比,水耦合装药又能够降低孔壁岩面上的初始冲击压力,利于提高光面爆破的成型质量。
3 成功经验与体会
采用水耦合装药在围岩整体性较好的岩体中进行隧道掘进,可以较好地节约施工成本、降低爆破烟尘、加快施工循环进度。
水压爆破单孔装药量相对常规装药量少,降低了爆破震动,减轻了爆破后冲效应,保护了围岩的稳定性,从而增加了光面爆破周边孔的成孔率。
光爆中采用微差爆破,炮孔利用率高,炸药单耗小,且无大块、便于机械化出碴。
水压爆破与常规爆破相比,除在爆破设计阶段有所不同外,只增加了炮眼注水工艺和炮泥制作堵塞工艺,其他操作与常规爆破完全相同。
隧道掘进节能环保水压爆破之所以能够提高炸药能量利用率,是由于往炮眼注水和炮泥回填堵塞的共同结果,两者缺一不可。
4 结论与讨论
隧道掘进节能环保水压爆破施工技术建立在常规爆破施工技术的基础上,增加了炮泥和水袋的制作以及炮泥、水袋的装填,技术成熟,工艺简单,不受地质条件、钻爆队伍的影响,稳定性强,与常规爆破相比具有“三提高一保护”的良好效果。
推广水压爆破施工技术在隧道爆破开挖的应用,具有强大的生命力和广阔的发展前景。
同时钻孔水压爆破与无限水域下水压爆破相比其爆破的水域小,炸药到岩石距离很短,冲击波产生与传播和无限水域下水压爆破有很大区别。
对较小直径钻孔来说,以水作为介质的爆破与普通爆破的压力波阵面不同,钻孔内各点的应力是瞬间同时到达的,只是不同点上应力大小不同而已,即水中冲击波阵面为圆柱形,压力波入射与炮孔壁成直角,在孔深不太大时可近似认为孔内应力均匀,在孔壁上基本是均匀作用,其效果和使用弱性炸药一样,柱状装药时更是如此。
此外水灾爆破气体膨胀作用下产生的“水”效应有利于岩石进一步破碎。
炮眼中有水还可起到雾化降尘的作用,可改善施工作业环境。
同时用专业设备制作的炮泥回填堵塞炮眼,比土坚实、密度大,还含有一定的水分,对抑制爆破气体冲出炮眼要比无回填堵塞或仅用纸卷、土回填好得多,而且操作使用方便。