四、隧道光爆要点
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隧道光面爆破施工工法一、工艺原理光面爆破是控制开挖轮廓的一种爆破技术,它沿开挖轮廓周边布孔,利用主炮孔爆破后形成的良好临空面,在光爆层中起爆,借以减少光爆孔爆破的夹制作用,降低炸药单耗,减少一次起爆药量,使其获得平滑的开挖廓面,减轻围岩的破坏,减小超欠挖和避免产生冒顶和坍塌。
二、光面爆破技术要点隧道开挖应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆破器材等结合爆破振动要求进行钻爆设计。
施工中应根据爆破效果不断调整爆破参数。
2.1爆破参数选定2.1.1周边眼间距E周边眼间距直接控制开挖轮廓线平整度的主要因素,一般E=(12~15)d,其中炮眼直径d=35~45cm,对于节理发育,层理明显的围岩地段,周边眼的间距可适当减小,也可在两个炮眼之间2.1.2最小抵抗线W(光面层厚度)最小抵抗线W直接影响光面爆破效果和爆碴块度,周边抵抗线应大于周边眼间距E,软岩取较小的E值时,W值应适当增大。
2.2周边眼装药结构2.2.1软岩周边眼装药结构一般采用两种形式:一种是较破碎围岩采用空气间隔装药,导爆索传爆。
导爆索作为炮眼装药时,按10g/m折算为2号岩石硝铵炸药。
另一种是较完整的软弱岩层采用小直径光爆炸药连续装药。
分别如下图所示:2.2.2硬岩周边眼装药结构硬岩一般采用导爆索间隔装药,装药结构如下图:炮泥导爆索药卷周边眼间隔装药结构(单位:cm)除周边眼、中空眼外,其余掏槽、底眼、掘进眼的装药结构均为连续装药,只是装药长度不同2.2本隧道钻爆参数①循环进尺的确定:根据实际情况,为减少对围岩的扰动,IV、V级围岩根据钢架支护间距确定,本隧道IV级围岩2.0m,V级围岩1.0m,II、III级围岩不大于3.5m。
②钻孔直径选择:采用Φ42mm钻眼直径,炸药选择2号岩石乳化炸药。
③隧道开挖断面的大小:由岩石和开挖方法确定。
,总药量Q=q单×S×L,式中q单是单耗,本隧道初步确定q单=0.9Kg/m3左右。
隧道光面爆破方案1. 引言隧道光面爆破是一种常见的隧道施工方法,它通过使用高压气体或液体在隧道岩石表面形成高热和高压力,从而破裂和剥离岩石。
本文将介绍隧道光面爆破方案的详细步骤和要点。
2. 方案准备在进行隧道光面爆破之前,需要进行充分的方案准备工作,包括以下步骤:• 2.1 确定施工范围和目标:确定需要爆破的隧道部分和预期的爆破效果。
• 2.2 进行现场勘探和测量:对施工区域进行详细的现场勘探和测量,了解地质条件和岩石性质。
• 2.3 分析岩石性质和强度:根据勘探和测量结果,分析岩石的性质和强度,确定适合的爆破参数。
• 2.4 制定爆破方案:根据岩石性质和工程要求,制定详细的爆破方案,包括爆破参数、爆破序列和安全措施等。
3. 方案实施实施隧道光面爆破方案时,需要遵循以下步骤和要点:• 3.1 清理施工区域:在爆破前,需要清理施工区域,将可能干扰施工的障碍物清除。
• 3.2 铺设爆破孔:根据爆破方案,使用钻探设备在岩石表面钻探爆破孔,确保孔深和孔径符合要求。
• 3.3 注入爆破药剂:将爆破药剂注入爆破孔中,并按照方案要求进行药量和药剂类型的控制。
• 3.4 密封爆破孔:在完成爆破药剂注入后,使用爆破密封材料密封爆破孔,确保爆破能量集中在孔内。
• 3.5 进行爆破作业:在确保施工区域安全的前提下,使用爆破装置引爆爆破药剂,观察并记录爆破效果。
• 3.6 清理爆破残留物:在爆破后,清理施工区域的爆破残留物,并进行必要的修复工作。
4. 安全措施为了保障施工人员的安全和减少施工风险,必须采取以下安全措施:• 4.1 员工培训:对施工人员进行专业培训,提高他们对施工风险和安全措施的认知。
• 4.2 安全装备:为施工人员配备适当的个人防护装备,如安全帽、防护眼镜、耳塞等。
• 4.3 安全区域设立:在施工区域周边设立安全区域,限制未经授权人员的进入。
• 4.4 安全监测:对施工区域进行安全监测,及时发现和排除安全隐患。
隧道光面爆破技术、安全、工艺技术交底1. 简介隧道光面爆破技术是一种在隧道工程中广泛应用的爆破方法。
本文将介绍隧道光面爆破技术的原理、应用、安全措施以及工艺技术交底的要求。
2. 隧道光面爆破技术原理隧道光面爆破技术是利用爆破药在隧道内形成的爆破死区作用,以地层受力特征为基础,将爆破药按照合理的布点方式布设在隧道工作面上,通过控制爆破药的起爆时间和爆炸能量,实现对岩石的有效破碎和控制爆破震动,从而达到安全、高效的隧道开挖目的。
3. 隧道光面爆破技术应用隧道光面爆破技术可以应用于各种类型的隧道开挖,包括公路隧道、铁路隧道、地铁隧道等。
该技术能够在隧道开挖中提高施工效率、减少爆破噪音和颤动,同时节省了能源和环境资源。
4. 隧道光面爆破技术的安全措施在隧道光面爆破技术中,安全是至关重要的。
以下是一些常见的安全措施:4.1 爆破前的安全检查在进行隧道光面爆破之前,必须进行充分的安全检查。
这包括对爆破药的贮存情况、爆破装置的状态、爆破设备的安全性等进行检查。
4.2 爆破区域的封闭和警示爆破区域应该进行有效的封闭和警示,以确保没有人员和动物进入危险区域。
必要时,可以安排专人进行引导和警示。
4.3 安全远离爆破区域所有人员都必须安全远离爆破区域,以避免爆破震动和碎石片对人身安全造成伤害。
4.4 防护设备的使用所有从事隧道光面爆破工作的人员都必须佩戴合适的个人防护设备,包括安全帽、护目镜、防噪耳塞等。
5. 工艺技术交底要求工艺技术交底是隧道光面爆破技术施工过程中的重要环节。
以下是常见的工艺技术交底要求:5.1 施工方案工程施工方案应具体详细,包括爆破药的种类和用量、爆破装置的布设方式、起爆时间和爆炸能量的控制等。
5.2 安全注意事项工艺技术交底中必须强调施工过程中的安全注意事项,包括爆破区域封闭和警示、人员安全远离爆破区域、个人防护设备的使用等。
5.3 工艺流程图工艺技术交底应包含详细的工艺流程图,以便工作人员能够清楚地了解整个施工过程。
隧洞开挖施工技术要求(爆破施工)隧洞施工开挖必须严格执行光面爆破。
光面爆破是在主爆孔爆破之后,利用布设在设计开挖轮廊线上的光爆孔,准确地把预留的“光爆层”从保留面岩体上爆切下来形成平整的开挖面。
该种爆破技术能控制光爆层爆破时对保留面岩体不产生过大的破坏,减少超挖欠挖。
对后续施工带来极大方便。
一、光面爆破技术特性1、主爆孔起爆后,周边孔延迟一定时间起爆。
2、必须严格控制周边孔和辅助孔装药量及相应的爆破参数。
3、按主爆孔爆破产生的裂隙破坏面不得超过周边界线进行控制。
二、光面爆破质量标准1、开挖轮廓面成形规则。
岩面平整,无欠挖。
相邻两茬炮孔间岩面的不平整度小于15cm。
2、岩壁上半个炮孔痕迹应均匀分布,残留炮孔痕迹保留率对节理裂隙不发育岩体应在80%以上;较完整和完整性差的,应不小于50%,对破碎和较破碎岩石应不小于20%。
岩壁上观察不到明显的爆破裂隙,对围岩只有轻微的破坏。
3、相邻两茬炮之间的台阶应小于20cm。
三、光面爆破经验数据和参数1、经验数据2、光面爆破参数四、施工要点1、做到布孔准确,深度相同方位及孔斜率一致,开孔位置误差不应大于3厘米。
2、严格控制装药量,保证合理装药结构。
一般采用特制小药卷不耦合间隔装药,尽量使药卷与炮孔同心或尽量靠主爆孔侧壁装药。
3、孔口填塞材料要符合要求并用炮棍捣实。
4、光面爆破的周边孔应同时起爆。
5、采用光面爆破爆破施工炮孔爆破程序及分段数应根据隧洞断面尺寸大小确定,一般掏槽孔按设计分1~4段起爆。
崩落孔按圈数自内向外选择起爆段数,崩落孔起爆后再起爆周边孔,底(板)孔最后起爆。
6、周边孔底部装药应加倍,底脚孔应装粗药卷,以克服岩体的夹制作用。
五、要求各隧洞施工单位根据以上要求,结合自己的施工经验严格执行隧洞施工开挖光面爆破,不断总结经验,不断提高施工水平。
隧道施工之光面爆破技术详解1、隧道光面爆破动态设计意义(1)采用光面爆破施工对围岩的扰动破坏较小,采用光面爆破时,围岩松弛带的范围只是普通常规爆破方法的1/3~1/2,从而提高了围岩的自稳性,减少了支护工作量;(2)光面爆破可以大大地减少隧道的超欠挖量,提高工程质量,加快施工进度,并能大量减少混凝土量;(3)采用光面爆破,围岩的壁面平整、危石少,撬顶工作简单,减轻了表面应力集中现象,避免了局部冒落,增加了围岩的稳定和施工安全,并为锚喷支护的使用创造了有利条件。
2、影响光面爆破效果的因素在山岭隧道施工中均采用爆破开挖,光面爆破应重视塑料导爆管非电起爆技术、掏槽眼爆破技术、周边眼间隔装药技术、内圈眼爆破层厚度确定、底板眼钻爆要点。
(1)进行光面爆破时,一般都要引用光爆层这一概念。
所谓光爆层,就是指周边炮孔与最外层主爆孔之间的一圈岩石层,如图所示。
实际上,光爆层的厚度就是周边孔(光爆孔)的最小抵抗线。
光爆层的厚度W与周边孔的间距E有着密切的关系,可用两者的比值K=E/W 表示,K称为周边孔(光爆孔)的密集系数。
K值小,表示炮孔间距近,岩体能较精确地沿炮孔连心线裂开,但钻孔工作量增大,不一定经济。
K值过大,各炮孔只能各自独立地起作用,不能形成要求的光爆面,这也是不可取的,在现场施工时根据地质情况。
(2)爆层的厚度与隧道开挖断面的大小有关,大断面隧道的顶拱跨度大,光爆孔所受到的夹制作用小,岩体比较容易崩落,此时,光爆层的厚度可以大一些。
光爆层的厚度还与岩石的性质和地质构造等因素有关,坚硬完整的岩石,光爆层宜薄一些,而松软破碎的岩石,光爆层宜厚一些。
(3)光爆层的炸药单耗比主爆孔要小得多。
光爆孔间距也要比主爆孔的小,它与炮孔直径、岩石性质以及装药量等有关。
当炮孔直径为35~45mm时,间距一般可取500~700mm,在岩石节理裂隙发育的地区,或者对光爆面的质量要求较高的部位,其孔距还应更小一些。
炮孔的装药量也随之减少,或者在两孔之间加一个不装药的导向孔,导向孔至装药孔的距离不宜大于40cm。
隧道光面爆破分析与控制隧道光面爆破是一种常用的隧道掘进方法,它利用高速爆破产生的冲击波和剪切力来破碎和移动岩石,从而完成隧道的挖掘工作。
在实际施工中,正确的分析和控制隧道光面爆破过程对确保施工质量和提高施工效率具有重要意义。
本文将从爆破原理、爆破参数和控制措施等方面进行详细阐述。
首先,爆破原理是隧道光面爆破分析与控制的基础。
隧道光面爆破是利用高能量爆炸物在密闭空间中瞬间释放能量,产生冲击波和高温气体来破碎和移动岩石。
冲击波和剪切力是主要的破碎力量,同时爆破产生的气体也能在爆破过程中起到冲击和破碎的作用。
因此,爆破参数的选择对爆破效果具有决定性的影响。
其次,爆破参数的确定是隧道光面爆破分析与控制的重点。
爆破参数包括药量、药包排布、装药密度和装药方式等。
药量的大小和爆破的频率直接影响到爆破的效果,药包排布的合理性和均匀性决定了爆破的均匀性和安全性,装药密度的大小对爆破的冲击力和破碎效果有直接影响,而装药方式则影响到冲击波的传播路径和破碎范围。
因此,在实际施工中,必须根据隧道的具体情况和需要,选择合适的爆破参数,以确保施工的安全性和效率。
最后,控制措施是实施隧道光面爆破分析与控制的关键。
正确的控制措施能够控制冲击波和剪切力的传播路径和范围,减少爆破对隧道结构和周围环境的影响。
常见的控制措施包括挡破、挡破爆破、分段爆破和预裂缝爆破等。
挡破是在岩石预留厚度的一定范围内进行钢管隔离层或其他基坑支护结构的施工,以保护隧道结构和控制爆破冲击波的传播,挡破爆破则是在挡破上进行爆破,以进一步减小冲击波和剪切力的传播范围。
分段爆破是将爆破工作按照隧道分段进行,以减小单次爆破的冲击力和剪切力,预裂缝爆破是通过预制裂缝,使岩石在爆破过程中沿着预定的裂缝面破碎,减小冲击波和剪切力的影响。
通过合理选择控制措施,可以有效减小隧道光面爆破的影响,保证施工的质量和进度。
综上所述,隧道光面爆破分析与控制是一项复杂的工作,需要的不仅是理论知识的运用,更需要施工人员的经验和实际操作技巧。
隧道光面爆破施工控制要点光面爆破效果的好坏,直接影响到隧道开挖及后续工序的质量,硬岩炮眼残留率不低于80%。
中硬岩不低于70%,软岩不低于50%,而石灰岩硬而脆,力争达到90%—95%。
1 钻爆设计应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具、爆破材料和出渣能力等因素综合考虑.钻爆设计的内容应包括:炮眼(掏槽眼、辅助眼、周边眼)的布置、数目、深度和角度、装药量和装药结构、起爆方法和爆破顺序等.设计图应包括:炮眼布置图、周边眼装药结构图、钻爆参数表主要技术经济指标及必要的说明。
2 硬岩宜采用光面爆破,软岩宜采用预裂爆破,分部开挖可采用预留光面层光面爆破.3 采用光面爆破时,应满足以下技术要求:(1)根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抗抵线;(2)严格控制周边眼的装药量,并使药量沿炮眼全长合理分布;(3)周边眼宜采用小直径药卷和低爆速炸药。
可借助传爆线以实现空气间隔装药;(4)采用毫秒雷管微差顺序起爆,应使周边爆破时产生临空面.周边眼同段的雷管起爆时差应尽可能小;(5)各光面爆破参数如周边眼间距(E)、最小抵抗线(V)、相对距(E/V)和装药集中度(q)等,应采用工程类比或根据爆破漏斗及成缝试验确定。
在无条件试验时可按下表选用。
光面爆破诸参数4 周边眼参数的选用应遵守下列原则:(1)当断面较小或围岩软弱、破碎或在曲线、折线处开挖成形要求高时,周边眼间距E应取较小值;(2)抵抗线V应大于周边眼间距。
软岩在取较小的周边眼间距的同时,抵抗线应适当增大;(3)对于软岩或破碎性围岩,周边眼的相对距E/V应取较小值.5 爆破开挖一次进尺应根据围岩条件确定。
开挖软弱围岩时,应控制在1~2m之内;开挖坚硬完整的围岩时,应根据周边炮眼的外插角及允许超挖量确定.硬岩隧道全断面开挖,眼深为3~3.5 m的深眼爆破时,单位体积岩石的耗药量可取0。
9~2。
0kg/m3;采用半断面或台阶法开挖,眼深为1。
隧道光面爆破施工作业标准1. 作业条件隧道开挖爆破采用光面爆破,施工前对施工人员进行详细的书面技术交底,作业人员进行岗前培训和安全教育,特殊工种的作业人员持证上岗。
仔细检查钻孔设备,风、水、电等管线路,发现问题及时处理。
2. 作业标准(1)资源配置隧道施工所需材料规格、尺寸及数量等参照图纸设计要求执行,并保证用于施工的材料符合国家质量标准。
开挖作业使用火工品必须按照正规程序办理,并投入使用。
其他工程所用材料必须应符合设计规定,满足质量验收标准,经检验合格和监理工程师批准后方可使用。
结合正常施工需要,机械设备配置如下:双线全断面开挖设备配置表(2)工艺流程光面爆破施工工艺流程图(3)作业要点⑴钻爆设计控制要点最大限度地减少爆破震动对围岩的扰动,避免造成或加大既有裂隙而出现渗漏水现象;控制后续爆破对隧道初期支护或衬砌结构的震动影响;根据分部开挖方案,爆破时不影响相邻洞室的支护结构的稳定性;控制爆破震动对临近建筑物的影响,确保地表建筑物的安全。
提高爆破效果,即隧道开挖轮廓的质量及机械化施工对岩石块度要求。
动态设计,隧道开挖时进行爆破监测,及时反馈信息,经济技术指标设计合理,操作方法利于推广应用。
根据隧道岩质情况,按《光面爆破参数表》进行选择。
施工过程中通过爆破效果检查,结合地质变化情况适当调整,以求达到安全、经济和最佳爆破效果。
光面爆破参数表⑵减震措施根据以往研究成果及施工经验,影响爆破振动强度的主要因素有:爆破器材的质量、爆破体的物理性质、爆破开挖方式、微差时间间隔、单段起爆药量等。
为此,减振爆破主要从以下几个方面采取措施:①爆破器材要获得比较好的减震效果,必须根据炸药与岩石的匹配程度选择合适的爆破器材。
为此,在隧道开挖爆破时,掏槽眼、扩槽眼和掘进眼选用高爆速的2#岩石硝铵炸药(有水地段采取乳化炸药),光爆孔采取专用的φ25小直径光爆炸药(炸药均要求防水性能好)。
雷管采用精度高的非电毫秒延期导爆管雷管,避免爆破时出现串段现象,防止因爆破器材质量问题,增大爆破振动,降低爆破效果。
隧道施工光面爆破参数选择与质量控制措施隧道施工最基本的任务是破碎岩体,以形成一个符合设计要求的断面,然后对隧道内部进行支护。
隧道内岩体的破碎,施工中常采用钻眼爆破掘进和掘进机掘进两种方法。
其中,钻眼爆破掘进占绝大多数。
钻眼爆破掘进的方式又分为普通爆破和光面爆破。
目前,在岩层比较稳定、层理和节理不发育,以及围岩比较完整的地质条件下,在隧道施工中应用光面爆破,是较为普遍的一种爆破方法。
一、光面爆破光面爆破也称密眼小炮爆破,是通过合理地选择各种爆破参数,在设计断面的轮廓线上布置间距较小、相互平行的炮眼,严格控制每个炮眼的装药量,选用低密度和低爆速的炸药,采用不耦合装药,同时起爆,使炸药的爆炸作用刚好产生炮眼连线上的贯穿裂缝,并沿各炮眼的连心———隧道轮廓线,将岩石崩落下来,这种人为控制爆破方法称为光面爆破。
光面爆破能使隧道围岩不产生或产生很少的爆震裂缝,保护了围岩的完整性,提高了围岩的稳定性和自身的承载能力,达到了安全可靠的目的;使隧道成形规整,尺寸达到设计要求,减少超挖或欠挖,节省因超挖、欠挖而增加的工程量和费用,提高工程速度和质量;光面爆破还能节省大量材料,降低了支护费用和在服务年限内的隧道维修费用。
二、光面爆破参数的选择爆破参数的选择直接影响着光爆效果,只有合理选取,才能达到围岩既不严重被破坏,又在周边眼间形成贯通裂缝,把光面层整齐地切割下来。
其主要参数为不耦合系数、炮眼间距、炮眼密集系数、起爆时差、炮孔装药量。
1、不耦合系数不耦合系数是指炮眼直径与装药直径之比,它反映炸药与孔壁的接触情况。
不耦合系数选取的原则,是使作用在孔壁上的压力低于岩石的抗压强度,而高于抗拉强度。
一般情况下,光面爆破采用的不耦合系数为1.5~2.5。
由于岩石的极限抗拉强度一般仅为岩石极限抗压强度的1/10~1/40,因此,随着不耦合系数的增大,爆轰波经空气压缩传递作用时间延长,炮孔周壁上的切向最大应力急剧下降,这种空气间隙即起到降低爆轰波强度的缓冲作用,而不易产生孔壁破碎现象。
隧道光面爆破施工控制要点【摘要】光面爆破是现代隧道施工的一种常用手段,合理确定其施工参数和控制要点,能够大大降低工程的施工成本,实现对断面超欠挖的有效控制,保护围岩,保证施工安全,并提高工程质量。
本文主要介绍了隧道光面爆破施工控制技术,并结合某实例工程重点论述了光面爆破的施工控制要点。
【关键词】隧道光面爆破;施工控制;控制要点某高速公路隧道全长约3500米,洞身围岩主要为Ⅱ、Ⅲ级,岩层完整,岩体的主要构成是微弱风化中粗粒黑云钾长花岗岩。
为减少对隧道围岩的干扰,提高隧道的光面效果,施工方在Ⅱ、Ⅲ级围岩施工中选择采用光面爆破技术。
本文重点分析了光面爆破在该隧道中的施工控制。
1.光面爆破效果要求一是要求轮廓整齐、不欠挖、美观圆顺,保证平均线性超挖不超过10厘米。
二是要求炮眼基本基本对齐,其炮眼痕迹的保存率必须超过85%。
三是要求两茬炮衔接台阶的平均值要比10厘米还小。
2.光面爆破的作用机理光面爆破包括冲击波的拉伸破坏作用和爆炸气体的膨胀效应,且起爆同时发生,起爆后各炮眼的冲击波也会同时往周围径直传播,并与相邻炮眼的冲击波发生碰撞,使得应力波不断叠加和增强,同时产生切向拉力。
而拉力的最大值位于两个相邻炮眼的中心连线的中点,一旦切向拉力大于岩体的极限抗拉强度时,在炮眼连线方向上的岩石就会被拉断,并形成贯穿裂缝,同时又抑制了孔壁上其它方向产生裂缝,从而很好的保护隧道围岩不被破坏,有效减轻爆破对围岩的扰动,随后在爆破气体的不断膨胀作用下,已出现的裂缝得到了进一步的扩展,逐渐形成平整的隧道爆裂面[1]。
3.影响光面爆破的主要因素介绍一是地质条件,比如围岩的所属类别、岩层的实际走向、节理裂隙的发育程度等等。
爆破施工单位应该根据不同的地质条件来选择科学合理的爆破方法并确定准确的爆破参数,像全断面光面爆破法应该用于Ⅱ、Ⅲ级围岩的爆破施工,而对Ⅳ、V级软弱围岩,则应选择弱爆破、短进尺、强支护方法,坚持少装药、多打眼的施工原则,尽量降低对围岩的干扰和破坏。
隧道预留光爆层光面爆破工法郭泽川一、前言隧道开挖中采光面爆破技术,既可节约成本,加快进度,又容易保证施工安全,开挖出来的隧道轮廊表面光华、圆顺。
近几年来我们在隧道施工中,结合地质条件、钻孔设备,不断摸索、完善,调整施工参数和工艺,找出一套经济、实用、应用范围广,又便于掌握的隧道光面爆破技术,经总结形成工法。
二、工法特点①工艺简单,便于操作,投入的机械设备少。
②可根据预留光爆层的爆破情况调整光爆参数,爆破效果好,作业效果高,炸药单耗小,经济效益显著。
③根据不同的围岩类别,施工方法转换灵活机动,对隧道施工的适用范围广。
④对围岩的扰动小,施工安全可靠。
三、适用范围本工法适用于Ⅲ类以上围岩采用钻孔台车或简易钻孔平台的单、双线铁路隧道、公路隧道、引水洞全短面开挖施工。
四、施工工艺中导洞超前,预留光爆层。
前后同时作业,复合式爆破。
(一)工艺流程见图1(二)施工要点1爆破设计(1)确定导洞的断面尺寸根据所施工隧道的地质条件、采用的施工设备、隧道的开挖轮廊尺寸等综合确定导洞的断面尺寸。
(2)确定导洞掌子面与光面爆破作业面的距离。
隧道的断面不同,采用的施工设备不同,导洞掌子面与光面爆破作业面的距离也不一样。
确定合适的距离使导洞与光面爆破同时作业时双方不受影响,提高作业效率,保证施工安全。
采用钻孔台架打眼时,两工作面距离12~17m为宜,采用钻孔台车施工时,以25~30m 为宜。
(3)导洞爆破设计采用常规的爆破方法来开挖导洞,关键是控制好爆破进尺。
而想获得大的爆破进尺的关键是选择合适的掏槽方式。
根据围岩类别和不同的导洞断面,可选择如下掏槽形式:①复式楔形掏槽这种掏槽形式是在浅眼楔形掏槽的基础上,进行双级甚至三级的掏槽,只要钻眼精确,按设计装药,一般均能得到良好的效果,且适用于不同围岩类别的中深眼隧道爆破。
②螺旅形掏槽可根据石质的软硬分别布置2~3个空眼,以作为1号炮眼爆破的临空面,起爆的顺序从1号眼开始,而后2号、3号、4号螺旅形进行,装药长度为炮眼深度的91%左右。
隧道光面爆破1、光面爆破技术要点:(a)根据围岩特点,合理选定周边眼的间距和最小抵抗线,尽最大努力提高钻眼质量。
(b)严格控制周边眼的装药量,尽可能将药量沿眼长均匀分布。
(c)周边眼宜使用小直径药卷和低猛度、低爆速炸药。
为满足装结构要求,借助导爆索来实现空气间隔装药。
(d)采用毫秒微差有序起爆。
字排好开挖程序,使光面爆破有良好的临空面。
2、周边眼参数选择(a)周边眼间距E它是直接控制开挖轮廓面平整度的主要因素。
一般情况下E=(12~15)d,其中炮眼直径d=35~45mm。
对于节理发育、层理明显以及开挖轮廓要求较高的地下工程,周边眼间距可适当减小,也可在两炮之间增加一个不装药的空眼。
(b)最小抵抗线W(光爆层厚度)W直接影响光面爆破效果和爆碴块度。
其取值在(13~22 d)范围内,且W>=E。
(c)周边眼密集系数K一般情况下,以K=E/W=0.7~1.0为宜。
(d)装药集中度q采用2号岩石炸药进行光面爆破时,若预留光爆层,q=0.15~0.2kg/m;若全断面一次爆破则q=0.2~0.3kg/m。
3、周边眼装药结构采用不偶合装药结构,不偶合系数在1.4~2.0范围内。
装药结构如下:4、光面爆破施工工艺(a)放样布眼钻眼前,测量人员要用红铅油准确绘出开挖断面的中线和轮廓线,标出炮眼位置,其误差不得超过5cm在直线段,可用3~5台激光准直仪控制开挖方向和开挖轮廓线。
(b)定位开眼采用钻孔台车钻眼时,台车与隧道轴线要保持平行。
台车庄稼就位后按炮眼布置图正确钻孔。
对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼高,开眼误差控制在3~5CM以内。
(c)钻眼钻工要熟悉炮眼布置图,要能熟练地操纵凿岩机械,特别是钻周边眼,一定要由较丰富经验的老钻工司钻,台车下面有专人指挥,以确保周边眼有准确的外插角(眼深3M时,外插角〈3;眼深5M时,外插角〈2),尽可能使两茬炮交界处台阶小于15cm。
同时,应根据眼口位置岩石的凹凸程度调整炮眼深度,以保证炮眼底在同一平面上。
隧道光面爆破工法及监控要点京沪高铁土建三标段监理六组监理的滕州隧道,自2008年3月份进场以来,按照京沪高铁“主体工程质量零缺陷,桥梁隧道砼结构使用寿命不低于100年”的要求,严控工程质量,在洞身开挖时光面爆破效果良好。
一、工程概况京沪高速铁路三标滕州隧道全长1504米,位于山东省枣庄市木石镇大峪庙村西的蟠龙山,为低山丘陵区。
进出口地势较平缓,各有230m浅埋地段,埋深约5米。
山顶附近植物茂盛,出口大部分基岩裸露,植物稀少。
隧道全长1504m,隧道最大埋深为130m。
隧道通过地层为灰岩,鲕状、隐晶质、块状构造,厚层~中厚层状,节理裂隙发育,含泥质条带,以薄层状为主,夹中厚层鲕状灰岩及竹叶状灰岩,强风化~弱风化,地表多溶沟,充填粘土。
隧道围岩为Ⅱ–Ⅴ级。
不良地质多。
根据地质资料分析,隧道通过地层沿节理裂隙方向岩溶较发育,岩溶多表现为窄而高的溶缝式溶洞分布,大部分充填较松散的粘性土。
岩溶发育地段岩石较破碎,溶沟、溶槽宽度一般0.2~2.0m,长度几米~几十米不等,部分具贮水功能。
隧道开挖断面大,内轮廓设计采用单洞双线断面。
二、隧道开挖方法根据隧道通过的地质条件及隧道的设计断面,洞身开挖采用台阶法施工,隧道上部半径7.10m的半圆形断面为上台阶,隧道下部高2.97m,宽14.2m的矩形断面为下台阶。
隧道全断面面积:121.35m2,隧道上部半圆拱形断面积:79.18m2,隧道下部矩断面积:42.17m2。
上台阶布置炮孔140个,下台阶为50个,其炮孔分布、起爆顺序见图1,炮孔参数见表1。
图1 隧道光面爆破炮孔布置图表1 隧道光面爆破各类炮孔药量填装表序号炮孔类型孔径孔深孔距药卷直径药卷长度药卷单位重单孔装药mm m cm mm cm g/节Kg/节1 周边孔40 4.0 50 32 20 200 0.8/42 内圈孔40 4.0 60 32 20 200 1.6/83 辅助孔40 4.0 80 32 20 200 2.2/114 辅助孔40 4.0 90 32 20 200 2.4/125 辅助孔40 4.0 110 32 20 200 2.4/126 底板孔40 4.0 55 32 20 200 2.8/147 掏槽孔40 4.5 70~74 32 20 200 2.8/14三、光面爆破参数选定光面爆破主要针对断面周边一层岩体的爆破,要求在爆落岩体的同时,应形成光滑、平整的边界。
隧道光面爆破钻爆开挖施工技术要点摘要:光面爆破施工技术,是新奥法开挖的控制要点,直接影响成本、围岩破坏程度、安全等关键因素;特别要根据围岩实际情况调整满足实际围岩的爆破参数,以来达到理想的光爆效果。
关键词:光面爆破定义;掏槽眼布置;周边眼布置;最小抵抗线;周边眼间距;炮眼保存率1、光面爆破的定义光面爆破的定义:光面爆破是通过正确确定爆破参数和施工方法,使爆破后的围岩达到设计轮廓线,并且断面轮廓圆顺,最大限度地减轻爆破时对围岩的振动和破坏,从而保持围岩原有的完整性和稳定性的爆破技术。
在开挖限界的轮廓线上,适当排列一定间隔的炮孔(用起爆线爆破效果更好),在通过掏槽眼产生临空面的情况下,用控制抵抗线和药量的方法进行爆破,使之形成一个光滑平整的轮廓。
光面爆破起爆顺序:掏槽眼—辅助眼—周边眼⑴掏槽眼掏槽眼是指掏槽过程中所形成的各种形式的炮眼,可为崩下工作面的岩石、布置其他炮眼创造良好条件。
掏槽眼分斜眼掏槽和直眼掏槽,人工钻孔爆破基本都采用斜眼掏槽(优点较多,打眼少,容易抛出)。
⑵辅助眼布置辅助眼是指在掏槽眼与周边眼之间钻凿的炮眼。
辅助眼作用进一步扩大掏槽体积和增大爆破量,并为周边眼创造有利的爆破条件。
⑶周边眼布置周边眼是布置于隧道四周靠近岩壁的炮眼,其作用是爆破后使坑道断面达到设计的形状和规格。
周边眼原则上沿着设计轮廓均匀布置,间距和最小抵抗线应比辅助眼的小,以便爆出较为平顺的轮廓。
周边眼开眼位置应视围岩软硬调整:硬岩在轮廓线上;软硬可向内偏移5cm~10cm。
因为硬岩变形小,软岩排险后容易扩大断面。
2、光面爆破的特点光面爆破在隧道施工中,比较常用的爆破方法,主要集中在隧道硬岩爆破中,但是由于岩性的不同,掌握起来存在一定困难,要在施工过程中不断调整参数,达到好的效果。
开挖工序也是最关键的工序,也是最难控制工序,也是直接影响后续工序的关键部分。
光面爆破是隧道开挖的常用方法,也是提高效率、节约成本、降低安全风险的重要措施。
四、光面爆破施工要点在隧道爆破施工中,首要要求是开挖轮廓与尺寸准确,对围岩扰动小。
采用光面爆破能使开挖轮廓与尺寸准确,对围岩扰动小,大大地减少了超欠挖,安全、经济。
早在1979年就在衡广复线坪乐段大瑶山等11座隧道开挖施工中全面推广应用光面爆破技术,取得很大成功,并创造了大断面深孔掏槽技术和全断面深孔光面爆破技术,并在全国进行推广应用。
1隧道光面爆破技术1.1隧道光面爆破的特点与标准(1)特点光面爆破是通过正确确定爆破参数和施工方法,尤其是正确选择周边眼的钻爆参数与装药结构,周边孔爆破是在设计断面主爆体爆破之后最后同时起爆,使爆破后的围岩断面轮廓整齐,最大限度地减轻爆破对围岩的扰动和破坏,尽可能地保持围岩的完整性和稳定性的爆破技术。
(2)主要标准开挖轮廓成形规则,岩面平整;围岩岩壁上保持50%以上的半边炮眼痕迹,无明显的爆破裂缝;超欠挖符合规定要求,围岩无危石、无坍塌等现象。
(3)光面爆破的优越性对围岩的扰动小,又尽可能保存围岩自身原有的承载能力,从而改善了初期支护和衬砌结构的受力状况,可以减小初期支护强度。
由于围岩岩壁圆顺平整,减少了应力集中和局部落石现象,是隧道防坍的有力措施,从而增加了施工安全度,减少了超挖和回填量,能节省大量混凝土,降低工程成本,加快施工进度。
光面爆破可减轻振动和保护围岩,所以它是山岭隧道、城市市政隧道、地铁隧道等有效的开挖爆破方法。
1.2隧道光面爆破的主要参数隧道光面爆破主要参数包括:周边眼的间距(E),周边眼的抵抗线(W)(即周边眼至内圈眼的距离)、周边眼密集系数(K=E/W)和装药集中度(线装药密度)等。
同时,应根据爆破器材,选择周边装药结构和安排起爆雷管。
影响光面爆破参数的因素很多,主要有岩石的可爆性、炸药品种、一次爆破的断面大小、断面形状、凿岩设备、钻孔直径和深度等,其中影响最大的是地质条件。
光面爆破参数的选择,通常采用简单的计算并结合工程类比法加以确定,在初步确定后,一般可在现场爆破实践中加以修正改善。
四、光面爆破施工要点在隧道爆破施工中,首要要求是开挖轮廓与尺寸准确,对围岩扰动小。
采用光面爆破能使开挖轮廓与尺寸准确,对围岩扰动小,大大地减少了超欠挖,安全、经济。
早在1979年就在衡广复线坪乐段大瑶山等11座隧道开挖施工中全面推广应用光面爆破技术,取得很大成功,并创造了大断面深孔掏槽技术和全断面深孔光面爆破技术,并在全国进行推广应用。
1隧道光面爆破技术1.1隧道光面爆破的特点与标准(1)特点光面爆破是通过正确确定爆破参数和施工方法,尤其是正确选择周边眼的钻爆参数与装药结构,周边孔爆破是在设计断面主爆体爆破之后最后同时起爆,使爆破后的围岩断面轮廓整齐,最大限度地减轻爆破对围岩的扰动和破坏,尽可能地保持围岩的完整性和稳定性的爆破技术。
(2)主要标准开挖轮廓成形规则,岩面平整;围岩岩壁上保持50%以上的半边炮眼痕迹,无明显的爆破裂缝;超欠挖符合规定要求,围岩无危石、无坍塌等现象。
(3)光面爆破的优越性对围岩的扰动小,又尽可能保存围岩自身原有的承载能力,从而改善了初期支护和衬砌结构的受力状况,可以减小初期支护强度。
由于围岩岩壁圆顺平整,减少了应力集中和局部落石现象,是隧道防坍的有力措施,从而增加了施工安全度,减少了超挖和回填量,能节省大量混凝土,降低工程成本,加快施工进度。
光面爆破可减轻振动和保护围岩,所以它是山岭隧道、城市市政隧道、地铁隧道等有效的开挖爆破方法。
1.2隧道光面爆破的主要参数隧道光面爆破主要参数包括:周边眼的间距(E),周边眼的抵抗线(W)(即周边眼至内圈眼的距离)、周边眼密集系数(K=E/W)和装药集中度(线装药密度)等。
同时,应根据爆破器材,选择周边装药结构和安排起爆雷管。
影响光面爆破参数的因素很多,主要有岩石的可爆性、炸药品种、一次爆破的断面大小、断面形状、凿岩设备、钻孔直径和深度等,其中影响最大的是地质条件。
光面爆破参数的选择,通常采用简单的计算并结合工程类比法加以确定,在初步确定后,一般可在现场爆破实践中加以修正改善。
(1)周边炮眼间距E在不偶合装药的前提下,光面爆破应满足炮孔内静压力小于爆破体的极限抗压强度,而大于岩体的极限抗强度的条件。
“此据理论”,按以下公式确定E值。
E≤[σc]/[σp]≤Kidd——炮眼直径,cm。
[σc]——岩体极限抗压强度,Mpa。
[σp]——岩体极限抗拉强度,Mpa。
E——周边眼间距,cm。
实施施工中,取得经验数据作为设计参数,一般Ki=10-18,即E=(10-18)d;当炮眼直径为φ32mm-φ40mm时,E=35cm~70cm。
也可以在两个炮眼间增加导向空眼,导向眼到装药眼间的距离一般控制在40 cm以内,才能取得效果。
此外,还应注意炸药品种与药卷直径对E值也有影响。
(2)周边眼抵抗线W与装药密集系数K。
周边眼的间距E与周边眼的最小抵抗线W有着密切关系,通常以周边眼的密集系数K表示,K=E/W,其大小对光面爆破效果有较大影响。
必须使应力波在两期相邻炮眼间的传播距离小于应力波到临空面的传播距离,即E<W(“理论”)。
实践表明,K=0.8较为合适,也可考虑K=0.9。
周边眼抵抗线W一般取 55~80cm。
(3)周边眼装药量周边眼装药量通常以线装药密度表示。
恰当的装药量应是既具有破岩所需的能量(不留残眼),又不造成围岩的过度破坏。
设计时应根据孔距、抵抗线、石质和炸药种类、装药结构综合考虑确定装药量(装药集中度q,kg/m)。
(4)装药种类、装药集中度与装药结构使用低爆速、低猛度、低密度、高威力传爆性能好的炸药。
采用不偶合装药结构。
不偶合装药系数(为炮孔直径与药卷直径之比),不偶合装药系数最好大于2。
但应注意药卷直径不小于该炸药的临界直径,以保证传爆。
小于时,会拒爆。
当采用不偶合装药时,一般使用小药卷连续装药或也有使用间隔装药的。
当采用标准药卷时,不偶合系数小于2,往往采用间隔装药。
此时,相邻炮眼所用的药卷位置应错开,以充分利用炸药效能。
严格掌握与周边眼相邻的内圈眼的爆破效果,为周边眼爆破创造良好的临空面。
周边眼应尽量做到同时起爆。
严格控制装药集中度,间隔装药与小直径药卷都是为此目的而采用的。
为克服眼底岩石的夹制作用,通常在眼底需加强装药,尤其是深孔爆破。
但总的装药量不变。
光面爆破参数表2 钻爆施工钻爆施工是把钻爆设计付诸实施的重要环节,包括钻孔、装药、堵塞和爆破后可能出现的问题处理等。
隧道爆破通常都要求每一循环进展尽可能大,但在很多情况下,往往由于过高地估计爆破效果而带来一些困难。
因此,在施工设计中,不但要了解实际掘进速度的可能性,而且还要注意开挖方法。
2.1开挖方法隧道施工方法的选用,应根据工程地质和水文地质资料,结合设计断面大小、支护类型、隧道长度、工期要求等因素综合研究确定。
当采用钻爆法施工时,一般选用全断面法、台阶法等。
铁路隧道从施工进度考虑,在岩层完整、岩石较坚硬时,即围岩为Ⅰ~Ⅱ级,部分为Ⅱ~Ⅲ级,以采用全断面爆破掘进为宜。
这种方法施工工作面空间大,能充分发挥机械效能,适合于大型机械作业;工序少、便于施工管理与施工组织;开挖断面大且一次成型,有利于采用深孔爆破。
该法要求机械化程度高,各工序紧密配合。
当隧道高度较大而又无大型凿岩台车时,或者围岩不允许全断面开挖时,可用台阶法开挖施工。
当地质条件比较软弱,涌水量较大或缺乏全断面开挖机具时,可采用分步法开挖。
全断面开挖法,爆破只有一个临空面。
分步开挖要充分利用已形成的临空面。
起爆顺序:靠临空面的炮眼先起爆,依次由下向上,由里向外爆破。
2.2钻眼目前,在隧道开挖施工中,广泛采用的钻孔设备为凿岩机(手持式风钻、液压钻)和钻孔台车全液压钻机。
土办法是台架打眼。
也有采用“人机套打”开挖大断面隧道。
“人机套打”,在地质条件好,台车开挖与人工手持式风钻台架相配合,长短炮眼结合,达到更好的光面爆破效果。
施钻前由专门测量人员根据设计在掌子面布孔,必须标出掏槽眼和周边轮廓,严格按照炮眼的设计位置、深度、角度和孔径,定人、定位进行,多台钻机作业。
应注意防止炮眼交叉打穿,炮眼总数不小于设计的90%,掏槽炮眼位置误差不大于5cm。
如果出现大的偏差,应废弃重钻,切实保证钻孔质量。
注意掌握周边眼的外插角,太大超挖大。
太小造成欠挖或造成下一循环“作业净空”不够。
“作业净空”指无论手持式风钻,还是液压重型钻机,其在作业时,打眼工具要占一定的位置。
还要注意,平行打眼,同时注意掌子面明显不平整时,应调整炮眼的孔深,使炮眼底在一个平面上。
2.3装药在装药之前,应清孔,将炮眼残碴,积水清除,并检查炮眼位置、深度、角度是否满足操作要求(按设计与打眼误差一并考虑),装药时严格按照设计装药量进行装药,“起爆药卷”(装有起爆雷管的药卷)按设计起爆顺序和雷管段别安排,“对号入座”。
隧道爆破中,常采用的装药结构:掏槽炮眼:连续装药,尽可能采用接近于1的不偶合系数,即偶合装药。
辅助炮眼:连续装药,不偶合系数采用1.3~1.5。
周边炮眼:小直径药卷连续装药,不偶合系数宜为2;间隔装药,不偶合装药系数1.5~2.0之间。
当岩石很软时,围岩Ⅳ~Ⅴ需要爆破时,也可以用导爆索装药结构代替炸药药卷进行装药。
目前,还是人工装药为主,机械装药卷机装药正在推广。
连续装药结构按照雷管在炮孔中的位置不同又可分为正向起爆、反向起爆和双向起爆三种起爆方式。
实践表明,将起爆雷管装在孔底部位,反向起爆,有利于克服岩石的夹制作用,能提高炮眼利用率,减小岩石破碎块度,减小大块率。
现在一般都采取这种方式起爆。
隧道周边眼间隔装药时,往往常用正向起爆方式,即从孔口向孔底方向起爆。
2.4堵塞隧道爆破所使用的炮眼堵塞材料一般为砂子和粘土混合物,其比例大致为砂子50%~40%,粘土50%~60%,堵塞长度视炮眼直径为定,一般不能小于20cm,炮眼直径在45cm以上时,不小于45cm。
堵塞可采用分层人工捣实法进行。
炮泥机应广泛使用。
国外,也有使用聚乙烯塑料块做堵塞材料的。
2.5起爆起爆网路必须保证每个药卷按设计的起爆顺序和起爆时间起爆。
采用导爆管起爆法,联结方法必须正确,簇联每束不超过15根导爆管,为了“准爆”可以使用双雷管起爆。
所有联结雷管都必须使用即发雷段(即毫秒管Oms)。
起爆网路的雷管,采用电雷管引爆网,电力起爆地点必须在安全地点(一般300m以远)。
2.6瞎炮的预防与处理放炮时,炮眼内的装药未发生爆炸,雷管未爆炸,俗称“瞎炮”。
(1)瞎炮的预防1)爆破器材要妥善保管,严格检验,禁止使用技术性能不符合要求的爆破器材。
2)防止导爆管破裂或拉断,防止油、水、泥砂进入导爆管口段。
3)防止爆破器材在有水的工作面被水浸泡,避免爆破器材受潮。
4)同一串联支路上使用的电雷管,其电阻差不应大于0.8欧姆,重要网路不超过0.3欧姆。
5)提高爆破设计质量。
设计内容包括炮孔布置、起爆方式、延期时间、网路敷设、起爆电流、网路检测。
6)提高操作质量。
电力起爆要防止漏接、错接和折断脚线,网路接地电阻不得小于1×105欧姆,并要经常检查开头和线路接头是否处于良好状态。
要防止炸药卷连续装药时,药卷之间有堵塞物如泥砂、岩屑等;药卷之间要“紧接”,其间隔超过殉爆距离时,会产生瞎炮。
(2)瞎炮的处理1)经检查确认炮眼的起爆线路完好时,可重新起爆。
2)打平行眼装药起爆。
平行眼距瞎炮孔口不得小于30cm。
为确保平行眼的方向允许从瞎炮口取出长度不超过20cm的填塞物。
深孔与超深孔,不宜采用此法处理瞎炮。
3)用木制、竹制或其它不发生火星的材料制成的工具,轻轻将炮眼内大部分填塞物掏出,用聚能药包诱爆。
4)瞎炮应在当班处理。
当班不能处理或未处理完毕,应将瞎炮做上记号,在现场交接清楚,由下一班继续处理。
2.7隧道爆破质量检验标准(验收标准有规定,以标准为准)隧道爆破质量直接影响隧道施工安全、掘进进度和经济与环境效益。
爆破时,围岩的破坏范围过大,将造成坍方,将威胁到施工安全;石块块度过大,将影响装运速度,甚至还需二次爆破处理装运不走的巨石;眼底不平,炮眼利用率不高,会影响掘进速度;光爆效果不好,超挖过大,则是造成经济效果不好的直接原因。
根据长期的经验,考虑到铁路隧道施工机械设备与施工技术和管理现状,一般采用下列质量检验标准来检验隧道爆破效果。
隧道爆破质量检验标准上表注:以上标准系浅孔2m~3m炮孔深的隧道爆破质量标准。
对于3m-5m 炮孔深的深孔爆破,其质量标准要求有所不同,主要是平均和最大线性超挖允许大一些,两炮衔接台阶尺寸也允许大一些。
隧道光面爆破有许多被实践证明了的优越性,如果真正把光面和预裂爆破实施起来,效果肯定好,设计简单,操作并不复杂,安全性好,经济性好,环保性好。
但是,理解起来容易,讲起来容易,真正做到就不容易了,关键在于管理!。