光面爆破技术
- 格式:doc
- 大小:478.50 KB
- 文档页数:6
光爆破技术光面爆破 - 定义光面爆破,就是控制爆破的作用范围和方向,使爆破后岩面光滑平整,防止岩石开裂,减少超、欠挖和支护工作量,增加岩壁的稳定性,减少爆破对保留岩体的破坏作用,进而达到控制岩体开光面爆破作用原理光面爆破是周边眼同时起爆,各炮眼的冲击波向其四周作径向传播,相邻炮眼的冲击相遇,则产生应力波的叠加,并产生切向拉力,拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线的中点,当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时,岩体便被拉裂,在炮眼中心连线上形成裂缝,随后,爆炸气的膨胀合裂缝进一步扩展,形成平整的爆裂面。
光面爆破的技术要点1、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。
2、严格控制周边眼的装药量,尽可能将药量沿眼长均匀分布。
3、周边眼宜使用小直径药卷和低猛度、低爆速的炸药。
为满足装结构要求,可借助导爆索(传爆线)来实现空气间隔装药。
4、采用毫秒微差有序起爆。
要安排好开挖程序,使光面爆破具有良好的临空面。
5、边孔直径小于等于50mm 光面爆破技术的类型和优缺点光面爆破技术约在1950年发源于瑞典,1952年在加拿大首次应用;预裂爆破由光面爆破演变而来。
从整个爆破技术来分,它们均属于光面爆破技术。
光面爆破是一种控制岩体开挖轮廓的爆破技术,是通过一系列措施对开挖工程周边部位实行正确的钻孔和爆破,并使周边眼最后起爆的爆破技术。
预裂爆破则是周边眼最先起爆,线装药密度适当地比光面爆破大一些,周边眼间距则适当地小一些。
光面爆破可以分为三大类型:(1) 轮廓线钻眼法它是沿设计的隧道开挖轮廓线钻凿紧密相邻的炮眼,这些炮眼内不装炸药,然后视其离自由面的远近再钻一至若干排炮眼并装炸药爆破。
由于密集且相邻的炮眼存在,隔开了其它炮眼爆炸时爆炸应力波和裂缝的传递与扩展,使岩体沿弱面切开,形成平整的岩壁保护岩体稳定。
目前在隧道内使用较少,仅在不够稳定的岩层(如软弱岩层、断层带等)中及城市地下隧道、地铁为减轻地震动时,才部分采用,应用该种技术能获得较好的光面爆破效果,但钻眼工作量大,钻眼费用高。
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。
光面爆破施工技术要求1、光面爆破基本参数(1)光面爆破层厚度:即最小抵抗线的大小,一般为炮孔直径的10~20倍。
岩质软弱、裂隙发育者,眼距应小而抵抗线应大;坚硬、稳定的岩石上,眼距应大而抵抗线应小。
(2)孔距:一般为光面爆破层厚度的0.75~0.90倍,岩质软弱、裂隙发育者取小值。
(3)钻孔直径及装药不偶合系数可参照预裂爆破选用。
明挖工程钻孔直径为70~165mm;不偶合系数指炮孔半径与药卷半径的比值,为防止炮孔壁的破坏,该值一般取2~5。
(4)线装药密度一般按照松动爆破药量计算公式确定,预裂爆破的线装药密度一般为200~500g/m,为克服岩石对孔底的夹制作用,孔底段应加大线装药密度到2~5倍。
2、光面爆破技术要点:(1)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。
(2)严格控制周边眼的装药量,尽可能将药量沿眼长均匀分布。
(3)周边眼宜使用小直径药卷和低猛度、低爆速的炸药,为满足装结构要求,可借助导爆索(传爆线)来实现空气间隔装药。
(4)采用毫秒微差有序起爆,要安排好开挖程序,使光面爆破具有良好的临空面。
(5)边孔直径小于等于50mm。
3、质量控制标准(1)开挖壁面岩石的完整性用岩壁上炮孔痕迹率来衡量,炮孔痕迹率也称半孔率,为开挖壁面上的炮孔痕迹总长与炮孔总长的百分比率。
对节理裂隙极发育的岩体,一般应使炮孔痕迹率达到10%~50%;节理裂隙中等发育者应达50%~80%;节理裂隙不发育者应达80%以上,且岩壁面不应有明显的爆生裂隙。
(2)围岩壁面不平整度(又称起伏差)的允许值为±15cm。
(3)在临空面上,预裂缝宽度一般不宜小于1cm。
实践表明,对软岩预裂缝宽度可达2cm以上,而且只有达到2cm以上时,才能起到有效的隔震作用;但对坚硬岩石,预裂缝宽度难以达到1cm。
东江工程的花岗岩预裂缝宽仅6mm,仍可起到有效隔震作用。
预裂缝的宽度标准与岩性及工程部位有关,应通过现场试验最终确定。
光面爆破光面爆破,就是控制爆破的作用范围和方向,使爆破后岩面光滑平整,防止岩石开裂,减少超、欠挖和支护工作量,增加岩壁的稳定性,减少爆破对保留岩体的破坏作用,进而达到控制岩体开挖轮廓的一种技术。
一、应用范围及其特点和优缺点1.应用范围光面爆破广泛应用于地下工程,如巷道开挖,大型隧道、公路、铁路隧道及构筑地下工事等,为确保岩壁平整,岩体完整,坚持其稳固性。
另外,露天矿边坡,公路、铁路边坡等,均常采纳光面爆破技术。
2.特点它与预裂爆破的不同之处是:它在主炮孔爆破之后进行,有两个自由面。
3.优缺点主要优点是:对围岩的破坏稍微,只有一般爆破的1/2~1/3,从而提升了围岩的稳定性;可以大大地减少巷道及边坡的超、欠挖,提升施工质量,加快施工进度,节省大量的支护材料和支护工作量;围岩壁平整,危石少,撬顶工作或边坡危石处理简单,可避免局部冒顶或局部滑坡的危险。
其主要缺点是:钻孔工作量大量增加,使用的起爆器材增加,装药工作量增加,因此爆破费用大大增加。
二、光面爆破参数为获得优良的光面效果,一般选用低密度、低爆速、低体积的炸药,以减少炸药爆轰波的击碎作用和延长爆轰气体的膨胀作用时间。
最好是选用光面爆破专用药卷,以提升装药速度并能获得预期光面效果。
1.孔径与孔距光面爆破的炮孔直径可与主炮孔的直径相同,假设为浅孔爆破,其孔径一般为38~42mm,假设为中深孔爆破,一般为80~160mm。
孔间距为主炮孔孔距的1/2~1/3.2.与邻近主炮孔的排距一般为正常炮孔排距的1/2.3.光爆孔深度比主爆破超深,h=(0.1~0.2)L,L为主爆孔深度。
4.最小抵抗线光爆炮孔中心到邻近主爆孔中心的距离为最小抵抗线,一般应大于或等于光爆孔间距。
5.炮孔临近系数也叫密集系数m,即孔间距与抵抗线之比:m=a/ω,当m过大时,爆破后,可能在光爆眼间留下岩埂,造成欠挖。
当m过小时,则会在新壁面造成超挖凹坑。
施行说明,当m=0.8~1.0时,爆后的光面效果最好。
光面爆破法是一种常用的矿山爆破技术,它通过应用爆破原理和技术,将岩石或矿石进行有效的破碎和分离。
本文将介绍光面爆破法的核心内容和技术要求。
一、光面爆破法的核心内容1. 爆破原理光面爆破法利用爆炸能量破坏岩石或矿石,以达到采矿、开采的目的。
爆破作业本质上是将能量释放到岩石或矿石体中,产生巨大的应力波,使其发生破碎。
光面爆破法采用炸药和导爆索等工具,将能量集中释放,从而有效地破碎岩石或矿石。
2. 爆破工程光面爆破法的爆破工程包括设计、布置、引爆等一系列工作。
设计阶段需要根据岩石或矿石的性质和爆破要求,确定爆破参数、方案和方向。
布置阶段需合理设置炸药、导爆索等爆破工具,以确保爆破效果和安全性。
引爆阶段是将爆破工具引爆,释放能量,实现破碎和分离。
3. 爆破效果光面爆破法的爆破效果直接影响矿石开采的效率和质量。
爆破效果主要体现在岩石或矿石的破碎、分离和后续处理。
良好的爆破效果应该在满足采矿需求的尽量减少能源消耗、降低环境影响。
二、光面爆破法的技术要求1. 爆破设计光面爆破法的爆破设计需要按照矿石的特性和开采要求,确定合理的爆破参数和方案。
爆破参数包括炸药种类、装药量、装药方式、爆破孔径和孔距等;爆破方案包括爆破序列、引爆方式、爆破方向等。
2. 爆破工艺光面爆破法的爆破工艺需要严格执行爆破设计要求,合理布置工作面和爆破工具。
爆破工艺包括挖掘爆破孔、装药引爆和清理岩石或矿石等过程。
合理的爆破工艺可以提高采矿效率和工作安全。
3. 爆破设备光面爆破法需要使用专业的爆破设备,如钻孔机、装药车、导爆索等。
这些设备需要具备高效、精准、安全的特点,以保障爆破作业的顺利进行。
4. 安全环保光面爆破法的作业需要严格遵守安全规程和环保要求。
爆破作业时要保证人员和设备的安全,防止意外事故的发生;同时要减少爆破对周边环境的影响,保护生态系统和公共利益。
5. 质量控制光面爆破法的爆破作业需要进行全程质量控制,包括设计、施工、监测等环节。
光面爆破专项技术方案设计光面爆破是一种常用的爆破方式,适用于矿石、岩石和土体等硬质材料的爆破作业。
本文将介绍光面爆破的专项技术方案设计,并分为以下几个部分进行详细说明:1.前期准备工作:在进行光面爆破前,需要进行详细的前期准备工作。
首先,需要对爆破区域进行勘察,了解地质情况、材料属性以及现场条件等。
其次,需要制订详细的爆破方案,包括爆破设计参数、炸药选择、起爆方式等。
在确定了爆破方案后,需要采取措施确保爆破作业的安全,如设置安全警戒线、告知相关人员等。
2.材料准备:在进行光面爆破前,需要对所使用的材料进行准备。
首先,需要选择合适的炸药,根据爆破区域的硬度和材料属性进行选择。
其次,需要配备合适的引爆装置和导爆管道等。
同时,还需要验收炸药和相关设备的质量,确保其符合安全要求。
3.安全防护:在进行光面爆破作业时,需要采取一系列的安全防护措施,以保证爆破作业的安全。
首先,需要设置安全警戒线,并进行警示标识,以限制非相关人员进入爆破区域。
其次,需要对作业人员进行安全培训,确保其具备相关的技能和知识。
同时,还需要为作业人员配备符合要求的个人防护装备,如头盔、护目镜、防护服等。
4.爆破作业:在进行光面爆破作业时,需要按照制定的爆破方案进行操作。
首先,需要进行爆破孔的布置,根据实际情况确定孔的位置、间距和深度等。
其次,需要将炸药和引爆装置等放入爆破孔中,并进行固定和连接。
在进行爆破作业前,需要进行引爆装置的检测和试爆,确保其正常工作。
最后,进行起爆操作,实施光面爆破。
5.爆破后处理:在完成光面爆破后,需要进行相关的后处理工作。
首先,需要对爆破区域进行清理和检查,确保没有未爆炸物残留。
其次,对爆破危险源进行处理,如填塞孔道、封堵钻眼等。
最后,还需要对爆破效果进行评估,根据需要进行追踪检测和后续处理。
光面爆破是一种常用的爆破方式,可以有效地进行硬质材料的破碎和破碎作业。
通过合理的方案设计和严格的操作,能够确保爆破作业的安全和效果。
光面爆破技术及其应用1. 什么是光面爆破技术?光面爆破技术(Smooth Blasting Technology)是一种用于矿山开采中的爆破技术。
相对于传统的高倍减振爆破技术,光面爆破技术更加安全可靠、矿物品位更高、挖掘效率更高,并且对周边环境的干扰更小。
光面爆破技术的核心是爆破设计和执行过程中对爆炸波、爆震波、气泡膨胀和振动等因素的控制。
通过科学计算和实验分析,可以精确控制爆破药量、装药密度、装药分布、起爆序列和爆炸时间等关键参数,从而实现对矿体打击的精确控制和优化利用。
2. 光面爆破技术的优点(1)安全可靠光面爆破技术可以减少高倍减振爆破技术中因震动和噪声带来的安全隐患。
在光面爆破技术中,药量和装药密度低于传统高倍减振爆破技术,爆炸波能量逐渐衰减,降低了震动和噪声的影响。
(2)最大限度保留矿物品位在传统的高倍减振爆破技术中,药量巨大,爆炸波能量强,容易出现矿体碎裂、矿物损失等问题。
而光面爆破技术中,药量少、爆炸波能量小,可以最大限度地保留矿物品位,提高采矿效率。
(3)提高采矿效率光面爆破技术中,精确的爆破药量、装药密度和装药分布可以将矿体打击效果最大化,从而提高采矿效率。
同时,由于光面爆破技术中对爆炸波、爆震波、气泡膨胀和振动等因素的控制,可以提高矿体挖掘率,减少浪费。
(4)对周边环境的干扰更小光面爆破技术中,爆炸波能量逐渐衰减,可以降低空气、水体和地面的振动强度,减少对周边环境的干扰,符合矿山可持续发展的要求。
3. 光面爆破技术的应用根据不同的矿体性质和采矿需求,可以选择不同的爆破技术。
光面爆破技术适用于硬质岩石、粘土和软岩等多种地质环境下的矿体开采,特别是应用于以下场景:•金属矿体和非金属矿体开采•高地、丘陵和山地等地形复杂的矿山开采•空气质量严重污染的地区矿山开采光面爆破技术除了在矿山开采中得到广泛应用外,还被应用到了其他领域,例如地下建筑和基础设施工程中的爆破技术。
它也被广泛应用于国内外大型工程建设。
光面爆破安全管理及技术规定光面爆破是一种常见的矿山和隧道工程中的爆破作业方式。
为了确保光面爆破作业的安全性和高效性,必须制定相应的安全管理及技术规定,从而避免可能出现的各种风险和危险。
一、光面爆破前的准备工作:1. 工程评估与计划:在进行光面爆破作业之前,必须进行详细的工程评估与计划,包括矿体结构、传统开采状况、爆破设计等。
评估结果将决定各项安全措施的制定和执行。
2. 安全责任分工:明确光面爆破作业中涉及的各个岗位的责任分工,并建立相应的职责制。
3. 作业人员培训:对参与光面爆破作业的人员进行专业的培训,包括工作流程、安全操作规程和紧急救援等方面的知识和技能。
确保每个人都能正确理解和掌握相关安全管理及技术规定。
二、现场安全管理措施:1. 进场前应进行必要的检查,确保各项设备和材料的完好无损,且符合安全要求。
2. 按照爆破作业计划和安全要求,对现场进行合理划分和标识,确保爆破区域与非爆破区域的明确。
3. 现场应设置专门的安全告示牌和提示标识,提醒人员注意遵守安全规定和操作要求,禁止无关人员接近爆破区域。
4. 对现场的防护措施进行必要的检查和修复,确保安全措施的有效性。
5. 在光面爆破作业过程中,现场应设置专门的观察点和监测装置,监测岩石破碎情况和震动强度,及时采取必要的措施。
三、光面爆破技术规定:1. 爆破设计:根据矿体结构和特点,进行科学的爆破设计,包括钻孔布置、装药量和药包类型的选择等。
2. 钻孔施工:钻孔施工要求严格按照设计要求执行,确保钻孔的位置准确、开挖质量良好;同时要注意钻孔排水和通风等方面的要求。
3. 装药:装药过程中,要严格控制装填量和装填密度,以确保爆破效果的一致性和安全性。
4. 密集装药:对于特定的工程需要,可以采用密集装药方式进行爆破。
在进行密集装药爆破前,必须对工作面进行严格检查,确保没有存在泄露或堵塞的风险。
5. 延时引爆:根据设计要求,采用合适的起爆方式和延时时间,确保爆破效果的均匀性和控制性。
采切工程施工光面爆破一、光面爆破的原理光面爆破是一种以沿着气孔进行爆破的方法,目的是改善岩体的裂隙结构,促进岩石的破碎和破裂数量。
该技术通常适用于裂隙密集、岩体强度高、破碎能耗大的情况下。
光面爆破主要包括以下几个方面的原理:1. 利用岩体的天然裂隙:在岩石矿体中存在着许多天然裂隙,通过钻孔和装药进入这些裂隙之中,爆破后能够使岩石产生较多的破裂面,从而提高了开采效率。
2. 利用岩石的裂隙结构:光面爆破利用岩石裂隙的结构特点,通过合理设计爆破方案,使爆破量集中在预定的裂隙中,使得爆破效果更加明显。
3. 提高开采效率:采用光面爆破技术可以提高岩石的破碎率和破裂数量,从而提高了开采效率,降低了成本。
二、光面爆破的流程光面爆破的流程通常包括以下几个阶段:1. 前期准备工作:在进行光面爆破作业之前,需要对矿山进行勘察、设计爆破方案和施工计划,确定光面爆破的具体作业范围和目标。
2. 钻孔布置:根据设计的爆破方案,进行钻孔布置,通常采用水平钻孔的方式,使钻孔在面上均匀分布,保证爆破效果。
3. 装药和引爆:钻孔完成后,进行装药作业,根据设计方案将爆破药品装入钻孔内,然后进行引爆,实现爆破作业。
4. 清除碎石和尘土:爆破完成后,需要及时清理作业现场的碎石和尘土,为后续的采掘工作做好准备。
5. 安全检查:作业完成后,需要进行安全检查,确保人员和设备安全,并进行作业记录和总结。
三、光面爆破的注意事项在进行光面爆破作业时,需要注意以下几个问题:1. 安全第一:在进行光面爆破作业时,一定要遵守相关的安全规范和操作规程,确保爆破作业安全,保障人员和设备的安全。
2. 爆破方案设计:光面爆破的效果和效率直接取决于爆破方案的设计,需要根据实际情况进行合理设计,确保爆破效果良好。
3. 钻孔布置:钻孔的布置应符合设计方案,保证钻孔的深度和角度符合要求,以确保爆破效果。
4. 装药方法:装药作业应按照规范要求进行,保证装药量均匀分布,避免装药不足或过量的情况发生。
光面爆破名词解释光面爆破是一种在矿山、隧道和建筑工程中常用的爆破技术。
光面爆破是指在开采或建筑过程中使用爆破器材将岩石或土石体通过爆破破碎,以便进一步开采或施工。
光面爆破的基本原理是利用爆炸能量使岩石或土石体发生断裂和破碎。
爆破前需要进行爆破设计,包括确定爆破参数和爆破参数的计算。
爆破参数包括起爆方式、起爆点、药量、药包间距、孔径等。
这些参数的选择要考虑矿石或土石体的性质、爆破物的特性以及爆破后的需求。
在实施光面爆破前,需要先进行地质勘探和工程测量,以便确定爆破区域和需要爆破的具体位置。
然后,在选定的位置上进行预制孔洞,即在岩石或土石体中钻孔,这些孔洞通常是直径相同且分布均匀的。
钻孔的深度和角度也要根据具体情况进行调整。
完成钻孔后,需要进行装药。
装药是将爆破物质(如炸药)装入每个孔洞中。
装药时要注意药包与孔洞之间要有一定的间隙,以便使爆破物质在起爆后产生一定的膨胀力。
装药结束后,要进行火线连接,即将每个孔洞中的火线与起爆点连接起来。
完成火线连接后,进行爆破。
爆破的时机和模式要根据具体情况进行选择。
通常情况下,是通过在起爆点点火或使用遥控起爆装置来引爆火线,从而引发整个爆炸过程。
爆破时要注意控制爆炸力度,以避免意外事故的发生。
爆破后,需要进行破碎物的清理和剥离。
这些破碎物比较粗糙,通常需要使用机械设备进行清理和处理。
清理后,就可以继续进行后续的开采或施工工作了。
光面爆破是一种高效、快速的工程方法,可以在一定程度上提高工程进度和效率。
然而,在实施光面爆破时,需要考虑周围环境和安全因素,并遵循相关的爆破规范和操作要求。
光面爆破的名词解释
光面爆破是一种控制爆破技术,通过正确选择爆破参数和合理的施工方法,在设计和施工时对爆破体进行分区分段微差爆破,达到爆破后轮廓线符合设计要求,临空面平整规则的效果。
光面爆破的作用是最大限度地减轻爆破对围岩的扰动和破坏,尽可能地保持原岩的完整性和稳定性。
这种爆破技术常用于隧道掘进、基坑开挖等工程中。
以三峡大坝施工为例,光面爆破在其中的应用如下:
在三峡大坝的整个施工过程中,光面爆破是应用最广泛的一种爆破技术。
通过这种爆破技术,可以最大程度地减少对坝基和坝肩岩体的破坏,确保坝基和坝肩岩体的完整性和稳定性。
同时,光面爆破还有利于坝体表面光滑平整,符合设计要求,提高工程质量。
三峡大坝的光面爆破主要采用预留光面层的爆破方法。
在预留光面层的基础上,通过合理的装药量和爆破参数控制,实现光面爆破。
在施工过程中,工程师们根据不同的岩石类型和地质条件,不断调整爆破方案和装药量,确保了爆破效果达到最优。
总之,光面爆破在三峡大坝施工中的应用取得了良好的效果,对于提高工程质量、保证施工安全具有重要意义。
光面爆破的定义和基本作业方法
光面爆破是一种控制岩体开挖轮廓的爆破技术,通过正确选择爆破参数和合理的施工方法,分区分段微差爆破,达到爆破后轮廓线符合设计要求,临空面平整规则。
光面爆破的基本原理是控制炸药的爆破作用,使猛度做功形式更多地转化为爆力做功形式,降低炸药爆炸的初始冲作用机理。
炸药爆破是产生的冲击波和高温高压气体均作用在眼壁上,炮眼周围的岩石因受到强烈的压缩破碎,与此同时形成的压缩应力波向四面八方传播。
冲击波的传播速度比压缩波快得多,并很快衰减成声波不再起到压缩作用。
粉碎圈以外的岩石在压缩波作用下产生径向裂缝,当压缩波传到自由面时,因弹性能的释放又以拉伸波的形式向反方向传播,此时中心部分。
光面爆破掘进时有两种施工方案,即全断面一次爆破和预留光面爆破层分次爆破。
采用超前掘进小断面导硐,然后扩大至全断面,这种方法又称为修边爆破。
光面爆破法是通过一系列措施对开挖工程周边部位实行正确的钻孔和爆破,并使周边眼最后起爆的爆破技术。
因空间加大和气体压力降低,光面爆破可以分为三大类型:轮廓线钻眼、预裂爆破、光面爆破。
轮廓线钻眼是沿设计
的隧道开挖轮廓线钻凿紧密相邻的炮眼,这些炮眼内不装炸药,然后视其离自由面的远近再钻一至若干排炮眼并装炸药爆破。
以上信息仅供参考,如有需要建议查阅关于光面爆破的书籍或咨询专业人士。
69 / 669隧道施工光面爆破技术应用探讨曾 勇1 周萍萍1 吴秀勇2(1江西交通工程咨询监理中心 南昌 330008)(2金丽温高速公路温州段工程建设指挥部 温州 325000)摘 要:光面爆破是通过控制爆破的作用范围和方向,使爆破后的岩面光滑平整,防止岩面开 裂,以减少超、欠挖和支护的工程量,增加岩壁的稳定性,减弱爆破振动对围岩的扰动,进而 达到控制岩体开挖轮廓的一种技术,广泛应用于隧道开挖施工过程中,本文结合浙江省金丽温 高速公路隧道工程实际,详细介绍了光面爆破的工作机理、参数选定及工艺方法。
关键词:隧道工程;光面爆破0 前 言光面爆破是通过控制爆破的作用范围和方向,使爆破后的岩面光滑平整,防止岩面开裂,以减少超、欠挖和支护的工程量,增加岩壁的稳定性,减弱爆破振动对围岩的扰动,进而达到控制岩体开挖轮廓的一种技术。
同时光面爆破也是一种难度较大的施工技术,在施工中如爆破参数、施工方法选取不当,往往无法达到理想的爆破效果。
关,各项爆破参数选取合理,果。
爆后岩面光滑平整,上,挖、回填以及支护的工程量。
扰动,隧道的安全度。
1 光面爆破的机理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。
通过国内外实验室研究和现场生产实践可以看出,光面爆破是由于采用不耦合装药,药包爆轰后,炮眼壁上的压力显著降低,此时药包的爆破作用为准静压力。
当炮孔压力值低于岩石的抗压强度时,在炮眼壁上不至造成“压碎”破坏。
这样爆轰波引起的应力波和凿岩时在炮眼壁上造成的应力状态相似,只能引起少量的径向细微裂隙。
裂隙数目及其长度随不耦合系数和装药量而不同。
一般在药包直径一定时,不耦合系数值愈大,药量愈小,则细微裂隙数愈少而长度也愈短。
光面炮眼组同时起爆时,由于起爆器材的起爆时间误差,不可能在同一时刻爆炸。
先起爆的药包的应力波作用在炮眼周围产生细微径向裂隙(图1-b 的A 炮眼)。
由于B 炮眼所起的导向作用,结果沿相邻两炮眼连心线的那条径向裂隙得到优先发育。
在爆炸气体作用下,这条裂隙继续延伸和扩展,在相邻两炮眼的连心线同眼壁相交处产生应力集中,此处拉应力最大。
A 、B 两炮眼中爆炸气体的气楔作2 光面爆破的参数及工艺2.1 光面爆破主要有以下几个参数2.1.1不耦合系数 不耦合系数是指炮孔直径d 和药卷直径d0之比。
K=d/ d0不耦合系数K=1,表示炮孔直径和药卷直径完全耦合,炮孔全部被炸药装满。
药卷与孔壁之间没有空隙。
此时,爆轰压力对孔壁作用明显。
K >1,表示炮孔直径与药卷直径不耦合,药卷与孔壁之间有空隙。
K 越大,则空隙也越大。
如果Kc >K >1,(Kc ——产生压碎的临界不耦合系数)光面爆破的效果就不好;如果K >Kc >1,炮孔周围就不产生压碎圈。
所以K >Kc >1时进行光面爆破是获得良好效果的必要条件。
实践证明,K=2~2.5时,光面效果最好。
70 / 6702.1.2炮孔间距和空孔 光面爆破是要使相邻炮孔之间用裂隙连通起来,以形成平整的断裂面。
因此, 炮孔间距在裂隙中的连通上起着非常重要的作用。
孔距的大小主要取决于炸药的性质、不耦合系数和岩石的物理力学性质。
理论上可用下式计算。
dp p p a y 322)1][762(2.3μμσ-⨯++= 式中: a -炮孔间距;p-冲击波作用在孔壁上的波峰压力(Mpa ); μ-岩石的泊松比;y ][σ-岩石的极限抗压强度(Mpa );d -炮孔直径。
根据生产实践,取孔距为炮孔直径的10~20倍,即a =(10~20)d 。
在节理、裂隙比较发育的岩石中应取小值,整体性好的岩石中可取大值。
空孔的作用主要是对裂隙的伸展起导向作用。
空孔与装药孔距离,一般在400mm 以内。
2.1.3最小抵抗线W 光面层厚度或周边眼到邻近辅助眼间的距离,是光面眼起爆时的最小抵抗线,一般应大于或等于光面眼间距。
2.1.4周边孔密集系数 周边孔密集系数是指孔距a 与最小抵抗线W 之比值,即m=a/W 。
m 值的大小,对光面爆破效果影响最大,下面从三种不同情况进行说明。
(1)当m=a/W=2时,孔间距值a 偏大,而W 值偏小,成为两个炮孔单独爆破时的爆破漏斗,留下abc 三角形岩埂,起不到光面爆破效果,如图-2(a )。
(2)当m=a/W=1时,如果两炮眼同时起爆,压缩波到达自由面前,即可完成孔间裂隙的贯通,而形成光面。
如不同时起爆,另一炮眼起自由面作用,也可达到光面爆破效果,如图-2(b )所示。
(3)当m=a/W=0.5时,不管是否同时起爆,压缩波到达自由面时,首先到达相邻炮孔,不仅产生裂图2 不同密集系数的爆破情况缝,并使该孔的岩石破坏,甚至造成超挖,也达不到光面爆破的效果,见图-2(c )所示。
实践表明,当m=0.8~1.0时,爆破后的光面效果较好,硬岩中取大值,软岩中取小值。
2.1.5、线装药密度 线装药密度又叫装药集中度, 它是指单位长度炮眼中装药量的多少(g/m )。
为了控制裂隙的发育,保持新壁面的完整稳固,在保证沿炮眼连心线破裂的前提下,尽可能少装药。
软岩中一般可用70g/m-120g/m ,中硬岩中为20 g/m -300g/m ,硬岩中为300g/m -350g/m 。
2.1.6周边眼的其他参数 (1)炮眼直径d 。
光面爆破的周边眼直径无需选择,国内掘进常用的炮眼直径为35mm-5mm ;(2)周边眼的深度l 和角度α。
“预留光面层”法的周边眼深度可达2.5m-3m ;全断面一次爆破时,周边眼深度一般为1.5m-2.0m 。
确定眼深时,还应考虑到其他作业的生产能力在掘进循环中的充分发挥。
周边眼原则上应布置在设计轮廓线上,但由于受凿岩机机型的限制,不得不向外偏斜一定角度,偏斜角一般为3º~5º。
偏斜角度的大小,可根据眼深加以调整,使眼底落在轮廓线外100mm 处。
隧道光面爆破常用参数如表1所示。
表1 隧道光面爆破常用参数用光面爆破开挖隧道时有两种方案,一种是全断面法,如图-3所示。
对于IV 、V 类整体性好的围岩,可采用全断面法,此时掏槽眼、辅助眼等的参数按普通爆破来设计,周边眼则按照光面爆破来设计。
可用多段毫秒电雷管或非电导爆系统按顺序起爆,掏槽眼、辅助眼间起爆间隔时间不应小于25ms 。
邻近周边眼的一排炮眼的药量要比其他炮眼的药量少,以控制围岩爆震裂隙的发展。
另一种是预留光面层法,先掘进超前导洞,然后加以刷大,如图-4所示。
这种预留光面层法的特点是,在爆破周边眼之前可根据爆破超前导洞的情况进行参数调整或修正轮廓,以达到较好的光面爆破效果。
3 影响光面裂缝形成的因素 影响光面裂缝形成的因素很多,主要因素有装药量和装药结构,最小抵抗线与孔间距的比值,起爆方法、空孔等。
3.1 装药结构为了不破坏需要保护一侧的围岩,要采用较大的不耦合系数(K=d/d0,K≥2~2.5),环状间隙装药和间隔装药,以及低猛度、低爆速(如2000m/s~3000m/s)、低密度的炸药。
图 3 全断面光面爆破起顺序图3.2 最小抵抗线、空孔与孔距最小抵抗线应大于光面孔的孔距。
最小抵抗线过小时,孔与孔之间的光面裂隙来不及贯通,各孔就已朝自由面形成爆破漏1超前导洞;2刷帮爆破区;3光面层斗,结果产生凸凹不平图4 光面爆破开挖顺序(预留光层面)的破裂面;相反,最小抵抗线过大时,光面裂隙固然容易形成,但是自由面方向的爆破效果可能要恶化,会出现大块度。
根据理论推算和现场施工分析,空孔和最小抵抗线的比值最好是0.8~1。
在节理、裂隙发育的岩石中以及开挖面的拐角、弯曲部分,要加密炮孔或增加导向空孔。
3.3 起爆间隔时间实验室爆破试验研究表明,齐发起爆的裂隙表面最平整,微差延期起爆次之,秒差延期最差。
齐发起爆时,炮眼贯通裂隙较长,抑制了其它方向裂隙的发育,有利于减少炮眼周围的裂隙的产生,可形成平整的壁面。
所以,在实施光面爆破时,间隔时间愈短,壁面平整的效果愈有保证。
应尽可能减少周边眼间的起爆时差,相邻光面炮眼的起爆间隔时间不应大于100ms。
4 工程实例4.1 工程概况红枫隧道位于永嘉渔渡村红枫山庄西侧,全长230m,属于丘陵区垄岗低丘区(III)。
红枫隧道出露地层主要为晚侏罗世晶屑熔结凝灰岩。
表面覆盖第四系残坡积松散层,岩性为含碎石亚粘土,局部为含粘性土碎石,土质松散。
下覆晚侏罗世晶屑熔结凝灰岩,岩性为晶屑熔结凝灰岩,块状结构,岩质坚硬。
受地质构造影响,节理发育。
围岩类别强风化层II类,中风化层III类,微风化层IV类。
4.2 爆破方案1、II、III类围岩稳定性较差,节理裂隙发育。
对II类围岩采用台阶开挖法,每个循环进尺为1.0m。
2、IV类围岩稳定性较好,考虑到机械设备的使用效率以及工期的影响,对此类围岩采用全断面开挖法, 每个循环进尺为2.5m。
4.3 凿眼、爆破器材4.3.1凿岩机械采用可移动式全断面作业台车,使用YT-27型气腿式凿岩机钻眼。
全断面作业时应配合9台凿岩机同时钻眼,以保证开挖作业进度。
4.3.2爆破器材为了避免闲散电流对爆破安全的影响,必须采用非电起爆系统。
主要器材有:毫秒延期雷管、8#火雷管、导火索、导爆管、导爆索。
4.4 爆破参数4.4.1炸药消耗量爆破采用2号岩石硝铵炸药,由公式:Q=qSlη式中:Q—每循环应使用的炸药量,kgq—单位炸药消耗量,kg/ m3S—开挖断面积(以半个主洞计),m2l—平均炮眼深度,mη—炮眼利用率,取85%(1)II、III类围岩的炸药消耗量q取0.90 kg/ m3,S为81.77 m2,l设计为1.0m故Q=0.90×81.77×1.0×85%=62.55 k(2)IV类围岩的炸药消耗量q取1.26kg/ m3,S为64.18m2,l设计为2.5m 故Q=1.26╳64.18╳2.5╳85%=171.84 kg4.4.2炮眼、药卷直径采用的凿岩机械决定炮眼直径为D=42mm,药卷直径,周边眼d=22 mm,其余炮眼d=32 mm。
不耦合系数,周边眼K=D/d=1.91,其余炮眼K=D/d=1.31。
4.4.3周边眼的布置周边眼原则上应布置在设计轮廓线上,但由于受凿岩机机型的限制,不得不向外偏斜一定的角度,偏斜角一般为3°~5°。
偏斜角度的大小可根据眼深加以调整,使眼底落在轮廓线外100mm处。
(1)II、III类围岩周边眼的布置炮眼间距a=450mm(2)IV类围岩周边眼的布置炮眼间距a=500mm4.4.4掏槽眼的布置(1)II、III围岩周边眼的布置掏槽眼采用螺旋掏槽方式,其特点是各装药炮眼至空眼的距离不等而依次递增,如图-5所示。