隧道光面爆破技术与应用
- 格式:pdf
- 大小:126.84 KB
- 文档页数:2
关于隧道全断面开挖中光面爆破技术的应用探讨1. 引言1.1 研究背景隧道施工是隧道工程建设的关键环节,而针对隧道全断面开挖中的光面爆破技术的应用研究,则成为了当前隧道工程领域的热点之一。
隧道全断面开挖中的光面爆破技术能够有效提高爆破效率,减少对周边环境的影响,降低施工成本,因此备受工程实践者的关注。
目前对于隧道全断面开挖中光面爆破技术的研究仍处于初级阶段,有待深入挖掘和实践。
本文旨在通过深入的探讨和分析,全面了解光面爆破技术在隧道工程中的应用现状,为推动这一领域的发展贡献力量。
的探讨将有助于我们更加深入地理解光面爆破技术在隧道全断面开挖中的作用和意义。
1.2 研究意义隧道全断面开挖中光面爆破技术的应用探讨是当前隧道工程领域的研究热点之一。
研究该技术的意义主要包括以下几个方面:光面爆破技术可以提高工程施工效率。
传统的隧道爆破技术存在安全隐患、成本较高等问题,而光面爆破技术可以有效减少作业时间、降低工程成本,从而提高施工效率。
光面爆破技术能够减少对周边环境的影响。
隧道开挖过程中常常伴随着噪音、震动等环境污染问题,而光面爆破技术可以减少爆破震动、噪音等对周边环境的影响,有利于保护周边生态环境。
光面爆破技术还可以提高施工质量。
该技术可以控制爆破适应面的几何形状和平整度,使得开挖断面更平整、更规整,有利于后续施工工序的进行,提高工程质量。
深入研究隧道全断面开挖中光面爆破技术的应用是十分重要和必要的,可以有效推动隧道工程领域的发展和进步。
1.3 研究目的本文旨在探讨隧道全断面开挖中光面爆破技术的应用情况及效果,从而为该技术在隧道工程中的推广和运用提供理论支持和实践指导。
具体研究目的如下:1. 分析光面爆破技术在隧道全断面开挖中的基本原理和特点,探讨其适用性和优势;2. 借助实际案例,评估光面爆破技术在不同工程条件下的应用效果,总结成功经验和不足之处;3. 深入分析影响隧道全断面开挖中光面爆破技术效果的关键因素,提出相应的解决方案;4. 对比光面爆破技术与传统爆破技术的优缺点,为工程实践提供技术选择的参考依据;5. 展望隧道全断面开挖中光面爆破技术的发展趋势,为今后的研究和应用提供指导和思路。
隧道光面爆破及微振动爆破技术一、隧道光面爆破技术1、光面爆破技术概述从上个世纪末,西安安康铁路工程建设开始,光面爆破就成为一项强制性考核指标,被写进各条新线铁路工程的招标文件中,成为隧道工程诸多技术要求中的一个重要内容。
到目前为止,在各种地质条件下,用不同方法施工建成的新线隧道工程,绝大多数施工单位都能较好地应用光面爆破技术施工。
但是光面爆破技术的发展却是十分缓慢的。
通常所说的光面爆破,从技术上说也包括了预裂爆破技术。
光面爆破技术的在1950年发源于瑞典,1952年在加拿大首次应用。
1965年起在我国包括铁路工程中获得推广。
预裂爆破是由光面爆破演变而来的。
1958年加拿大工业有限公司在11月出版的一本小册子里,介绍了一项水利工程取得光面岩壁的“光面爆破”一书。
在这本书里第一次记载有由缓冲爆破演变出的预裂爆破技术。
半个世纪以来,光面爆破和预裂爆破技术已在世界范围内受到日益广泛的重视。
在各种地质条件下开挖的各种用途的、露天和地下建筑施工中,都得到推广应用,并取得了良好的效果。
在这个过程中,国内外对光面爆破和预裂爆破技术有过繁多而不一致的名称和分类。
如控制爆破、周边爆破、缓冲爆破等等。
但就其技术内容的实质来看,都是防止开挖边界以外围岩超挖和控制爆破对保留岩体破坏程度的爆破技术。
直到1970年前后,人们才比较趋于一致地认为可以用“光面爆破”一词,作为以前所说的所有这类方法及其变化的总称。
我国一度曾将光面爆破和预裂爆破列入控制爆破技术。
但由于“控制爆破”含义甚广,如爆破振动控制,光面爆破块度和抛掷方向的控制等等。
而光面爆破和预裂爆破无论其原理,应用范围、技术内容等都和一般的控制爆破有明显区别。
最终,我国在工程实践中,包括相关的规范,规则中均把所有这类有实用价值的技术统称为光面爆破。
传统的爆破方法,爆破轮廓不平整,产生许多一直伸入岩体内部的裂隙,有时还会造成相当大的超挖。
而这样不合理的状况,长期以来在岩石爆破技术中,却理所当然地为人们所默许。
光面爆破技术在碎裂岩层隧道开挖中的应用光面爆破技术是一种通过使用光纤和高性能激光器来实现的爆破技术。
它主要应用于碎裂岩层隧道开挖中,能够有效地提高隧道开挖效率和质量。
本文将就光面爆破技术在碎裂岩层隧道开挖中的应用进行详细介绍。
一、光面爆破技术的优势光面爆破技术是一种新型的爆破技术,相比传统的爆破技术,具有如下优势:1. 精确控制:光面爆破技术采用激光器进行爆破作业,可以实现更加精确的控制,能够准确地控制爆破的位置、方向和范围,避免了传统爆破技术容易出现的误差。
2. 环保节能:光面爆破技术采用激光进行爆破,不需要使用传统的爆破药剂,减少了对环境的污染,同时也减少了能源的消耗,是一种环保节能的爆破技术。
3. 作业安全:光面爆破技术在作业过程中不会产生火花和弹片,减少了对作业人员和设备的伤害,提高了作业安全性。
4. 提高效率:光面爆破技术可以实现快速高效的作业,提高了爆破作业的效率,减少了工期和成本。
1. 根据隧道特性进行设计:在采用光面爆破技术进行隧道开挖时,首先需要根据隧道的特性进行合理的设计,包括隧道的长度、宽度、高度、岩层的硬度和结构等,以及施工过程中可能遇到的问题,然后根据这些设计参数进行光面爆破技术的应用方案设计。
2. 调查勘察:在隧道开挖之前,需要进行详细的调查勘察工作,对隧道穿越的地质情况进行全面了解,包括各种岩层的类型、裂缝分布、岩石的结构和力学性质等,从而为光面爆破技术的应用提供可靠的数据支持。
3. 设备准备:在进行光面爆破技术应用前,需要对激光器、光纤和配套设备进行准备和调试,确保设备的正常运行和稳定性。
4. 爆破作业:在一切准备就绪后,可以进行光面爆破技术的应用,通过激光器对岩层进行爆破,用高能激光束来破坏岩石的结构,从而实现隧道的开挖。
5. 安全监控:在光面爆破技术应用过程中,需要对爆破现场进行实时监控,确保爆破过程的安全性和有效性,同时要保障周围环境和周边建筑物的安全。
6. 后续处理:在爆破完成后,需要对爆破现场进行安全清理和岩石残块的清除,确保爆破现场的整洁和安全。
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。
隧道开挖的光面爆破技术应用摘要:本文结合工程实例,对光面爆破在隧道开挖过程中的应用谈一些看法。
关键词:隧道,开挖,光面爆破,应用Abstract: combining with practical engineering, the smooth blasting in tunnel excavation process some views on the application.Keywords: tunnel excavation, smooth blasting, applications光面爆破是先爆除主体开挖部位的岩体,然后再起爆布置在设计轮廓线上的周边孔药包,将光爆层炸除,形成一个平整的开挖面,是通过正确选择爆破参数和合理的施工方法,达到爆后壁面平整规则、轮廓线符合设计要求的一种控制爆破技术。
隧道全断开挖光面爆破,是应用光面爆破技术,对隧道实施全断面一次开挖的一种施工方法。
它与传统的爆破法相比,最显著的优点是能有效地控制周边眼炸药的爆破作用,从而减少对围岩的扰动,保持围岩的稳定,确保施工安全,同时,又能减少超、欠挖,提高工程质量和进度。
一、光面爆破的机理为便于问题分析任取周边炮孔当中的相邻两孔A、B进行分析:如右图示:A、B炮孔中各自产生的爆炸气体分别向炮孔周围扩散,当A、B间距适当时,由于各自起导向孔的作用,因此无论是A、B炮孔同时起爆还是A孔先爆,应力首先是在各自炮孔壁产生应力集中现象,并且发展最快,就向被削弱的介质方向集中,沿两孔联心线方向形成贯穿的裂缝,继之在爆炸高压气体的准静态应力作用下,使径向裂缝尽一步发展,在爆炸气体压力作用下,由于最长的径向裂缝发展所需要的能量最小,所以该处的裂缝将首先得到扩展。
因此连心线方向也就成为裂缝继续扩展的最优方向,而其它方向的裂缝发展甚微,从而保证了裂缝沿连心线将岩体断开。
当然有个前提是间距适当,当间距过大时,是形不成贯穿裂缝的。
光面爆破是沿开挖轮廓线布置间距较小的平行炮眼,在这些光面炮眼中进行药量较少的不耦合装药,然后同时起爆,爆破时沿这些炮眼的中心连线破裂成平整的光面。
第16卷第7期 2007年7月
中 国 矿 业
CHINA MINING MAG AZINE
Vol.16,No.7
J uly 2007
隧道光面爆破技术与应用
李 平
(中铁二十三局集团养马河工程有限公司,四川简阳641402)
摘 要:光面爆破就是使周边炮眼起爆后,首先沿各孔的中心连线形成贯通裂隙,然后由爆炸气体的作用,使裂解的岩体向洞内抛散。
采用光面爆破,通过对隧道周边部位的准确凿岩,进而达到控制岩体开挖轮廓,减少超欠挖,使围岩稳定平整。
关键词:隧道开挖;光面爆破
中图分类号:TD2351374 文献标识码:A 文章编号:1004-4051(2007)07-0108-02
R efacing demolition technology and research about
range tunnel rail w ay
L I Ping
(China Railway Twenty Third Bureau Group Yangmahe Engineering Co.,Ltd ,Jianyang 641402,China )
Abstract :The refacing demolition is after the peripheral artillery eye detonation ,first forms links up
crevasse along each hole ’s central segment ,then by the demolition gas f unction ,causes the decomposition crag body to squander in the hole .Using the refacing demolition ,through accurate rock drilling to the tun 2nel peripheral spot ,then achieved the control to the crag body excavation outline ,reduces ultra owes digs ,finally it makes the adjacent formation to be stable and smooth.
K ey w ords :tunnel excavation ;refacing demolition
收稿日期:2007-03-22
1 工程概况
桐子岭隧道是渝怀铁路重点工程之一,该隧道全长3090m ,属沿河傍山隧道,最大埋深130余m ,地势陡峻,溶蚀严重,隧道地质复杂,以灰岩
为主,夹白云岩、页岩,属Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩。
隧
道采用全断面开挖,非电毫秒雷管起爆,光面爆破技术效果明显。
2 光面爆破施工211 光面爆破的选取
根据工程地质条件和施工提出的严格要求,结合现场实际情况,决定采用光面爆破施工。
光面爆破施工,可以保护围岩不被破坏,增强了围岩的自身承载能力,特别是在围岩地质不好的情况下更为显著,减少了危石和支护的工程量,保证了施工的安全;由于光面爆破使岩面平整,岩石无破碎,减少裂隙,这样大大减少超欠挖量。
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%,减少了排渣量,降
低了成本,加快了工程进度。
212 光面爆破方案的确定
目前,大断面隧道光面爆破施工有两种方法:预留光爆层法;全断面一次性开挖法。
这两种方法都是可以采用的,但是通过大量试验和工程实践证明,预留光爆层法爆破效果较好。
施工决定采用预留光爆层法。
213 爆破参数的选择
影响光面爆破的因素十分复杂,除地质条件、打眼的准确性和爆破技术操作外,决定光面爆破的重要因素有:光爆层厚度、周边眼间距、装药量和装药结构以及起爆技术等方面,爆破参数确定如下:
(1)光爆层厚度(B )。
光爆层厚度是周边眼最小抵抗线,它与开挖的隧道断面大小有关。
在断面跨度大,光爆眼所受到的夹制作用小,岩石比较容易崩落,可以大些;断面小,光爆眼受到的夹制力大,光爆层厚度可小些。
光爆层厚度与岩石的性质和地质构造有关,坚硬岩石光爆层可小些,松软破碎的岩石光爆层可大一些。
桐子岭隧道确定B =0150~0180(m )。
第7期李 平:隧道光面爆破技术与应用
(2)周边眼密集系数(K)。
周边眼密集系数是周边眼间距(a)与光爆层厚度(B)的比值,是影响爆破效果的重要因素。
a=(12~16)d K=a
B
式中:a为炮眼周边眼间距(cm),d为炮眼直径(mm)。
K总是小于1的数字,当d=38~46mm,a= 30~60cm,B=75~80cm,K值等于016~018。
(3)周边眼深度(L)。
隧道光面爆破,周边眼的深度,取决于钻眼精度。
因受工程施工规范、验收标准和设计要求的超欠挖控制,在使用YT228气腿式凿岩机作业时,因受顶板和岩壁影响不得不从轮廓线向上或向外偏斜一个角度α(通常α=3°~5°),必须采取措施,减小夹角,减少超挖量。
(4)装药量计算。
光面爆破装药量的计算,主要是确定周边眼光爆层炮眼装药集中度,即以g/m表示,一般采用实验的方法求得或从同类型工程选取。
Q1=q aB
式中:Q1为装药集中度(g/m);q为单位体积耗药量(g/m3);a,B单位均为m。
通过现场试验和施工经验数据,用计算法进行校核,确定Q1为150~250(g/m)。
(5)装药结构和起爆方法。
光面爆破光爆眼采用不耦合装药,一般不耦合系数为115~210,炮眼装药按装药集中度计算出的药量均匀装入炮眼内,为克服底部炮眼的阻力,在炮眼底部放半个标准药卷,使光爆层易于脱离岩体。
施工中采用两种装药结构:①普通标准药卷(φ32)空气间隔装药,每半卷一个间隔,串捆绑在导爆索上;②小直径药卷(φ20)空气间隔装药。
两种装药结构的选用条件是:岩石坚硬整体性较好的用①,岩石风化破碎时采用②。
导硐(主爆区)从掏槽眼到辅助眼至周边炮眼,采用多段微差起爆(由里向外),其中导硐的周边眼比辅助眼要跳2段起爆,并用同一段雷管。
主爆区使用非电毫秒雷管。
光爆层的光爆眼用导爆索一次起爆。
(6)桐子岭隧道光面爆破参数(见表1)。
表1 桐子岭隧道光面爆破参数表
名称炮眼直径
(mm)
炮眼间距
(cm)
光爆层厚度
(cm)
密集系数
线装药密度
(kg/m)
不耦合系数
一般参考值38~4650~6050~80016~0180115~0125115~210
桐子岭隧道取值42拱部50
边墙56
70
拱部0171
边墙018
0118118
3 经济效益测算
经现场施工测算,按上述光面爆破开挖与非光面爆破施工对比,每掘进1m的隧道:节省时间约35min。
光面爆破施工钻眼及装药需延长20min,通风缩短约5min,清理危石缩短约5min,初期支护缩短约15min,装渣及出渣缩短约20min,后期挂防水板及二次衬砌约缩短10min;节省材料费用估计12917万元。
光面爆破施工比非光面爆破施工减少超挖量15%,按现行规范规定平均超挖值为150mm计算,每m少开挖方量为2118×0115m×15%=01491m3。
为达到防水板设置所需的平整岩面(防止岩面尖凸不平,后期衬砌受力将防水板刺破损坏,达不到设计防水要求)相应喷混凝土处理,增加的喷混凝土数量为01491m3,按合同单价计算(开挖石方80元/m3,喷混凝土600元/m3),每1m节省造价为33319元。
非光面爆破并不比光面爆破节省炸药等火工产品,而相应增加了围岩破碎所需钢支撑、锚杆等初期支护工程量,按现场测算,增加费用为8518元(即增加锚杆为3根×3m/根×2198kg/m×312元/kg=8518元)。
按上述计算结果,桐子岭隧道共计3090m,单因光面爆破开挖一项,预计节省开挖时间35×3090/60=180215h,缩短工期75d。
4 爆破成果综述
2002年3月,桐子岭隧道凿岩爆破全部结束,除个别地段有天然溶洞群,未实行光面爆破外,其余地段光面爆破效果良好,取得了光爆的成功。
①爆破后炮眼痕迹率达到80%~90%,两茬炮衔接台阶最大尺寸小于15cm,超欠挖量仅为5%左右,比非光面爆破超欠挖量(达20%左右)要低得多。
②岩渣块度均匀较小,利于装渣,节省了装运时间。
③减少支护投入,节约工程造价。
④岩面平整,应力集中小,减小安全隐患,节约了支护费用。
901。