资源描述：
总第 1 2 8 期 2 0 0 6 年第 1 2 期 西部探矿工程 WES_r CHI NA E XPL0RAT1 0N ENGI NEERI NG s e r i e s No ． 1 2 8 De c ． 2 0 0 6 文章编号 1 0 0 4 5 7 1 6 2 0 0 6 1 2 0 2 0 0 0 2 中图分类号 TD 2 3 5 ． 3 7 4 文献标识码 B 桃花铺 2 隧道斜井光面爆破技术 李书兵 中铁十一局集团有限公司， 湖北 武汉 4 3 0 0 6 4 摘要 结合工程 实例 ， 介 绍桃 花铺 2 隧道斜 井光 面爆破技 术 ， 并通过现 场统计的光爆效果 ， 进行 总结 。 关键词 桃花铺 隧道 ； 斜井 ； 光 面爆破 ； 技 术 1 概 述 桃花铺 2 隧道是西安至南京铁路 重点控制工程 ， 全 长 7 1 0 0 m。该隧道采用双口及一斜井掘进 ， 按新奥法 NA TM 施 工， 钻爆开挖。光面爆破是新奥法的三大理论支柱之一， 搞好光 面爆破能减少爆破对围岩的扰动， 并能形成光滑平整的开挖轮 廓， 避免围岩应力集中， 从而能较大程度地发围岩 自承载力。而 且搞好光面爆破还能有效地控制超欠挖， 避免坍方。因此， 我们 在该隧道施工中， 十分重视光面爆破技术， 并取得了较好的效果 和经验。 2 光面爆破技术 桃花铺 2 隧道通过地层较单一， 主要地层为石英片岩夹大 理岩。石英片岩节理较发育， 完整岩体为 Ⅱ～ Ⅲ级围岩， a o 一 1 2 0 0 k P a 。该隧道主要地段围岩为 Ⅱ级石英片岩， 因此主要阐述 Ⅱ级围岩光面爆破技术 。 该隧道为单线铁路隧道， 开挖断 面为 4 0 mz ， 断面宽度为 5 ． 6 m， 据此， 我们确定炮眼深度为 3 ． 5 m， 炮眼直径为 4 0 ri m1 。根 据工程类比并经过多次试爆调整， 我们确定 了Ⅱ级围岩光面爆 破参数。 2 ． 1 掏槽技术 我们根据现场经验， 采用直眼掏槽。它与斜眼掏槽相比具有 适用范围广， 石碴较集中等优点。直眼掏槽形式为四空眼十字 形， 见图 1 。 为提高炮眼利用率， 掏槽眼比辅助眼深 2 0 c m， 装填系数为 0 ． 8 ， 装药结构为连续装药。 施工实践证明， 这种直眼掏槽方式具有较可靠的掏槽效果。 在施工中， 为了保证掏槽成功， 掏槽眼的相对位置必须准确 ， 间距 不能太大。 l 、 3 ●l ● 一 3 【 ● ● _ L 一 、 图 1 四空眼十字型掏槽眼布置 l ， 3 为毫秒雷管段 删； ●空眼； o装药眼 2 ． 2 周边眼爆破技术 根据实际光面爆破调整后确定的周边眼光爆参数。所有周 边眼都采用导爆索间隔装药， 装药结构见图 2 。我们采用导爆索 贯穿全孑 L ， 是为了保证间隔药卷的可靠传爆， 防止因药卷间距过 大不能传爆 ， 而影响光爆效果。 图 2 周 边眼间隔装药结构 位 c m 为实现问隔装药， 常有两种方法。第一种是用小木棍或小竹 棍隔开药卷； 第二种是将炸药分段固定在竹片上再插入炮眼。这 两种方法小仅消耗材料 ， 而且实际操作不便。在实际施工中， 用 竹棍按不同深度捣入药卷来实现间隔装药。 在实际光面爆破中， 容易出现周边炮痕之间留有石梗， 开挖 索 轮廓不平整的现象， 这主要是由于内圈眼与周边眼间距布置偏 差较大所致。为此， 要求钻眼操作人员必须正确布置内圈眼与周 边眼， 使周边眼抵抗线 w 大于周边眼间距 E 。使 w≥E ， 从理论 上说， 也是为了保证周边眼爆破时， 贯通裂缝按周边眼之间连线 方向发展， 从而形成光滑平整的开挖轮廓 。 下转第 2 0 2页 维普资讯 2 0 2 西部探矿工程 D e c ． 2 O 0 6 No ． 1 2 2 在铜球随送球流体高速下落到达球座时， 球座将承受铜 球的冲击， 以及流体通道被瞬时关闭造成的水击压力或整个水 柱对球座的冲击力。 如果按水击压力进行考虑， 取前述实例的实际数据 d 球座剪切直径， 5 4 mm e 球座外壁厚， 5 0 m m d 泥浆弹性系数， 2 ． 0 6 1 0 。 按水取 ； 尾管弹性系数， 2 ． 0 6 1 0 ”； Q 送球排量， 0 ． 6 m。 ／ mi n ； p n d 1 1 0 0 k g ／ m 。 由下列公式计算水击压力 ／ } c n lu d p n c n ／ 1 ， d d △p p C V 式中 泥浆内的音速， m／ s ； 4 5 6 水击传播速度， m／ s , v 泥浆流速 ， m／ s ； A p 水击压力， P a 。 可得 A p 6 ． 5 4 1 MP a ， 那么， 如果该水击压力与其它作用力 联合作用， 完全有可能使悬挂器球座打通而不会在地面出现任 何蹩压显示。 如果不考虑泥浆、 送人管柱及尾管的弹性， 直接用动量守恒 原理进行计算， 在冲击时间为 1 s的情况下， 冲击力形成的当量压 差即町达到 6 ． 2 5 7 MP a ， 如果取冲击时间为 0 ． 5 s ， 那么， 冲击力形 成的当量压差即可达到 1 2 ． 5 MP a ， 仅此一项， 即可达到悬挂器座 挂的压力要求 ， 自然也不会在地面出现任何蹩压显示。这可能就 是前述施工实例中看不到任何蹩压显示的原因。 4认识 与建议 通过前面的分析可以看出．． 如果在投球过程中始终开泵送 球， 将导致球座受力复杂、 地面无蹩压显示、 不利于判别井下状况 的局面， 甚至出现球座剪钉被快速剪断、 卡瓦未完全张开而座挂 失败的情况， 为此， 建议两种更为合理的投球方式 1 对浅井或无须特别赶进度、 抢时间的井， 可让铜球在泥浆 中自由下落， 预计铜球到达球座后， 再小排量蹩压座挂。 2 对深井或需要赶进度、 抢时间的井， 可先根据下式计算铜 球下落至球座所需要的时间 r r 7 I Ⅵ 十 式中 H 井口到球座的距离， m； T 【 _ 开泵前铜球下落的时间， s ； v 铜球在泥浆中的下落速度， s ； Q - 一--送球排量， I ． ／ s q 管柱单位内容积， I ／ m。 然后 ， 在此时间的基础上预留 5 ～l O mi n的安全时间， 即提 前 5 ～】 O mi n 停泵让铜球 自由下落， 预计铜球到达球座后， 再小 排 量蹩压座挂 。 参考 文献 [ I ] 刘运楼． 尾箭悬挂器现场使用方法探讨[ J ] ． 天然气。 T 业， 2 0 0 3 ． [ 2 ] 袁恩熙． 。 I 程流体力学[ M] ． 油工业出版礼， 1 9 9 3 ． E 3 ] 逸 ． { F 牛顿流休流动及流变测龄[ M] ． 成都科技大学出版礼， l 9 93 ． 上接第 2 0 0页 2 ． 3 爆破器材的选型与配套 2 ． 3 ． 1 雷管 我们采用非电毫秒 ms 延期导爆管雷管， 导爆管 长 7 m。由 于毫秒延期导爆管雷管分段时差太小， 容易引起爆破振动波峰的 迭加现象， 增加了对围岩的扰动， 因此我们跳段选用雷管段别。 选用的雷管段别有 1 、 3 、 5 、 7 、 9 、 1 1 、 1 3 、 1 5 、 1 7段。 2 ． 3 ． 2 炸药 由于洞内渗水， 要求所用炸药具有较好的抗水性能， 因此我 们选用 _r乳化炸药， 其型号和性能参数如下 型号 R J 一3 ； 规格 2 『 3 2 n m1 2 0 0 g ； 殉爆距离 不小于 3 c m。 猛度 不小于 1 2 ram； 爆速 不小于 3 0 0 0 m／ s ； 作功能力 不小 于 2 6 0 mL。 2 ． 4 起爆方法 起爆网络采用簇联方式， 主发导爆管与被发导爆管用胶布包 缠。起爆采用 8号火雷管， 导爆索长 2 ． 5 ～3 n 。为确保起爆及传 爆可靠， 施工中采用双雷管传爆。 3光爆效 果 根据现场统计， Ⅱ级围岩中的硬岩光面爆破具有较好的效 果。开挖断面轮廓光滑平整， 超欠挖控制合理， 拱部炮痕保存率 为 8 5 ～1 0 0 ， 边墙炮痕保存率为 7 3 ～9 5 。桃花铺 2 隧 道的光爆水平得到专家的很好评价。 4 技术 总结 1 在深眼光面爆破中， 常采用反向不堵塞装药， 既将雷管 装在炮底倒数第二节药卷上 ， 炮眼不堵塞。由于炮眼较深， 这种 装药方法也能进行光爆作业 ， 但为达到相同的光爆效果， 耗药量 会增加较多。根据实际情况统计， 对于上述 Ⅱ级围岩光面爆破， 不堵塞装药时， 单位体积耗药量为 I ． 7 8 k g ／ m 。 ， 平均每循环耗药 2 3 9 ． 5 4 k g ， 比堵塞装药多耗炸药 2 0 ％左右。因此， 在深眼光面爆 破中， 炮眼也应严格按要求进行堵塞； 2 从实际光爆效果看， 边墙光面爆破效果相对较差， 这主 要是由于先行起爆的石碴堆满 了隧道下断面， 边墙周边眼爆破 时， 不容易获得较好的临空面。同时下断面开挖面积 比上 断面 大 ， 用药量 d 土 相应增大， 爆破对边墙围岩的扰动比拱部强。如果 下断面采用预裂爆破， 则首先沿周边轮廓形成的预裂缝， 有助于 减轻爆破对围岩的扰动。 因此， 要获得更好的光爆效果， 可采用上断面光面爆破， 下断 面预裂爆破的综合爆破方案； 3 由于地层岩性 比较复杂， 为了获得较好的光爆效果， 光 面爆破参数必须随围岩变化进行调整。 维普资讯
展开阅读全文
