隧道光面爆破施工技术研究.pdf

- 釜 国 审 叉 梭 I [ { 期 刊 ／ r／ 呈 国 贸 易 经 矗 奕 藏 期 刊 、 4 f ／ ／ L f ／ f 艟 j ， 字 木 研 i 寸 隧道光面爆破施工技术研究 张向力 吉林铁道职业技术学院 摘要运 用光 面爆破技 术对隧道进 圩隧道开挖 ．实现 j ’ 开挖轮廓 整齐． 维持 岩体馋定．确保施工安 全喷量 ．同 时域 少哥挖 数量 和 衬 砌 圬 工 数量 ．降 低 造 价 一本 文结合工程 实践和有 关文献 ， 给 出光爆的参数计算公式和一 些参考值 ．并对确保 尤爆破 质量的技 术措 施进行 了归纳总结 关键词j尤面爆破爆破效果 质量控制 一 ．光面爆破参数的选择 1炮眼直径d炮孔直径的确定直接关系到施工的效率和成本 ，应 综合 考虑 岩石特 性 、炸药 的性能 、现场机 械设 备情 况及工 程具体 要 求 进行选择对于隧道开挖现场常用的炮眼直径为 3 5 ra m～4 5 ra m 2炮孔间距周边眼间距和最小抵抗线是光面爆破的2 个重要参 数隧道跨度较小时 ． 眼距适当减小 反之适当加大隧道开挖施工 爆破可按式 1 确定周边眼炮间距 “ z 1 2 ～2 0 d 1 】 对于隧道光面爆破的周边眼间距可取 6 0 0 m m～7 0 0 m m， 若开挖 面曲率较大． 岩石对爆破的夹制作用较强． 炮眼间距可缩／ J ＼ 4 5 0 m m～ 5 0 0 m m 导向空眼和装药眼之间的间距一般不小于4 0 0 m m 3最／ J 、 抵抗线 w 最小抵抗线即光面层厚度． 不仅影响周边眼间 裂纹的形成 而且还影响光面层的破碎和开挖后隧道围岩的稳定 因 此， 确定合理的光面层厚度 ， 对提高光面爆破效果有积极作用。 光面 层 厚度 w 可 用以下公 式来 确定 i 2 式 2 中Q为光面炮眼的装药量 ， “为炮眼间距 L 为炮眼深度， c 为爆破系数 相 当于单位耗药量 ． 对于 f 4 --1 0的岩层 c q 值变化范 围为 0 2 ～0 5 k g ／m 经验 表 明 ．对于 大跨 度隧道 一般取 W7 O O mm--8 0 0 mm ，拱 顶部 位的厚度应随跨度的增加而相应加大。 另外最小抵抗线与岩石性质及 地质构造有关 硬岩可取 5 0 0 mm～6 0 0 mm 松软岩石取 8 0 0 mm～ 9 0 0 mm ， 对于小跨度隧道可减为 6 0 0 mm～7 0 0 m m， 4炮眼密集系数m 炮眼密集系数也称炮眼邻近系数， 它表达了 炮眼间距 d与最小抵抗线W之间的关系即mc W， 是光面爆破参 数确定中的一个关键值 目前 在工程施工中 ，光面层厚度的确定 ， 一 般情况下．当m l 时 说明d值偏大．W值偏小 ，爆破时易出现眼问 裂缝 ， 周边眼尚未沟通前应力波已传到二圈眼 这样光面眼就变成偏 斗爆破当a W 时 m一。爆破时光面眼之间的裂缝形成较好 当 m O 5 时 即2 a W光面层不易爆下来 实践表明m O 8 ～1 0 时较好一 5光面炮眼的角度和深度 在隧道掘进中 当采用较先进的凿岩 台车时 每循环的炮眼深度可达 3 m以上。当凿岩机紧贴在已开出的 轮廓面操作时 凿岩机向上 拱部 或向外边墙偏离的角度为4 ～5 。 6 装药 量 光面 炮 眼的装 药量 可按下式 确定 p 口 a z f 3l 式 3 中q 为按定额确定的单位炸药消耗量 ， k g m ． 为光面炮眼 的平均深度．m， 其它符号同前 7不耦合系数B 不耦合系数的大小与炮壁上的最大切向应力之间 呈指数关系 当炮眼直径为3 2 ～4 5 m m时，不耦合系数 B 一 5 ～ 0 8光面爆破炮眼数目的计算由于光面爆破的周边眼距小 周边 眼装药量少 因此． 根据这-- ,-5 点先求出周边眼数目， 然后按平均装药 量原则计算出其它炮眼数目 1 周边眼 数 目 N 、生 l 4 式 4 中B 为隧道掘进宽度 c 为周边眼平均间距 m． 为隧道掘进 周长 m．B 可按 式 6 近似 计 算 B 5 式 5 中S为隧道掘进断面面积 ． C 为断面形状系数 对于拱形隧 道 C 3 8 6 一 2 掏槽眼、辅助眼和底眼数目N N 值按一次爆破所需要的总装药量减去周边眼装药量． 使剩余的 药量平均分配在N 一 内来计算 一 6 式 6 中 Q为按定额确定的一茬炮所需的总装药量 ．k g ， O q s L n， q为周边眼每米装药量 ． k g m． q 为按定额确定的单位炸药消耗 量 k g m n为炮眼 利用率 ． Q ．为除周边眼外， 每个炮眼内的平均 装药 量 ．k g 。 等Q { 7 k 为装药系数 ， 当采用直眼掏槽时k O 6 ～0 7 采用斜眼掏槽时 k O 5～ 0 6 ．Q 为每个药卷的重量 ． k g ． L为每个药卷的长度m 3 工 作面炮 眼总 数 N ⋯ 三 t - 詈 t 、I t 一 芒 8 上述药量计算公式经工程实践应用， 证明是可行的， 在现场做局 部试验 根据试验情况再进行适当调整． 最终确定符合工程实际情况 的药量值。 二 确保隧道光面爆破质量的控制措施 目前． 国家尚无鉴别光面爆破质量的统一标准 ． 可根据工程种类 的围岩条件 定出相应的标准。 一般说来 ． 光面爆破应达到以下要求 1开挖轮廓尺寸基本符合设计要求．欠挖不大于 5 0 mm．超挖不 大 于 1 5 0 mm．壁面 不平度 ／ J 、 于 1 5 0 mm， 2爆破后壁面上保留的半眼孔痕率为 坚硬且完整性好的岩石≥ 8 0 ％ ，中等强度的岩石≥6 5 ％ 软岩或节理发育的岩石 5 0 ％ 3爆破作用对保留部分岩体破坏轻微 ， 保留下的炮眼壁面上无粉 碎和明显的爆破缝隙． 松软破碎的岩体 爆破后尽量无大的危岩浮石． 坚硬面完整的岩体 无危岩或很少危岩 三、结论 隧道光面爆破开挖轮廓整齐美观 起拱线以上半眼率达1 O O ％ 下半面半孔率达9 O ％以上， 大大地提高了工效 隧道成型规整 极大 地减少了超挖量。 由于采用光面爆破技术 ． 防止了爆破对隧道围岩的 强烈振动．保持了隧道围岩的稳定性 ，达到了安全施工的目的 参考 文献 王 天生 隧道 全断 面开挖 光面爆破施工 方法 山西建筑 ． 2 0 0 4． 3 0 2 4 2 2 5 -2 27 商 场 现 代 化 2 0 0 6 1 2 月 中 旬 刊 总 第4 8 8 期3 ∞