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爆破技術(shù)隧道工程論文

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爆破技術(shù)隧道工程論文

1控制爆破技術(shù)的概述

控制爆破技術(shù)主要有:

①微差爆破

微差爆破就是利用毫秒延時(shí)雷管達(dá)到延時(shí)爆破的爆破技術(shù)。它的主要優(yōu)點(diǎn)就是可以降低爆破地震效益所導(dǎo)致的沖擊作用;實(shí)現(xiàn)巖石碎塊的均勻度,使得爆破巖石碎片集中化,便于清理;降低爆破次數(shù)、提高爆破效果。

②擠壓爆破

擠壓爆破技術(shù)就是在爆區(qū)自由面前方人為預(yù)留巖渣,以此提高炸藥能量的利用率和改變破碎質(zhì)量。它的主要優(yōu)點(diǎn)就是增加了工時(shí)的利用率,降低了爆破頻率;通過擠壓爆破可以使巖石在擠壓過程中發(fā)生二次沖擊,提高了巖石破碎率,降低了二次爆破的工作量。

③光面爆破

就是在開挖的巖石中保證其表面光滑而且不受明顯破壞的爆破技術(shù)。光面爆破技術(shù)可以有效的保護(hù)開挖巖體的穩(wěn)定性,降低施工成本。光面爆破的原理就是采取在開挖巖體表面布置密集的小直徑炮眼,在這些炮眼中不耦合裝藥或者部分孔不裝,同時(shí)起爆形成平整的光面。

④預(yù)裂爆破

就是人為開挖制造一條裂縫,這條裂縫是保留圍巖與爆區(qū)的分裂線,有效的保護(hù)圍巖,降低爆破地震危害的控制爆破技術(shù)。預(yù)裂爆破的炮孔直徑一般越小,孔痕率就會(huì)越高,對(duì)爆破的效果就會(huì)產(chǎn)生巨大的影響。

2隧道控制爆破技術(shù)

為了更加準(zhǔn)確地說明隧道控制爆破技術(shù),本文選用“高石河隧道施工”實(shí)例對(duì)隧道控制爆破技術(shù)進(jìn)行綜合分析:

2.1高石河隧道爆破施工方案

高石河隧道工程以娟云母千枚巖為主,千枚巖遇水后會(huì)迅速的軟化,而且其地形非常復(fù)雜,經(jīng)過多方論證,最后采取地表注漿加固形式對(duì)滑坡進(jìn)行處理后進(jìn)行進(jìn)洞施工?;诟呤铀淼赖匦伪容^復(fù)雜,隧道開挖面積要達(dá)到110m2,因此根據(jù)施工現(xiàn)場的環(huán)境以及施工設(shè)備可以采取上、下臺(tái)階法開挖,選擇2#的巖石乳化炸藥,鉆孔的直徑為42mm,采取并聯(lián)分段毫秒導(dǎo)爆管。上斷面開挖44m2,下斷面開挖56m2,它們都采取水平炮孔開挖方式。

2.2爆破參數(shù)的確定

根據(jù)以往的工作經(jīng)驗(yàn)以及爆破原理,本工程溝槽采取楔形溝槽法,炮孔則采取掏槽眼、輔助眼、周邊眼等多種布孔的方式,并且利用不同段別的毫秒雷管實(shí)現(xiàn)對(duì)光面控制爆破。

2.2.1炮孔的數(shù)量以及炮孔直徑

根據(jù)工程的實(shí)際環(huán)境以及巖石的堅(jiān)硬程度,并且結(jié)合爆破技術(shù)的原理,來確定在工程的掌子面確定炮孔的數(shù)量,一般我們在確定炮孔數(shù)量時(shí)選擇的公式是:N=3.3(f•s2)13根據(jù)公式我們可以準(zhǔn)確的計(jì)算出該工程的炮孔數(shù)量應(yīng)該為160個(gè),其中:N———炮孔的數(shù)量(個(gè));s———掘進(jìn)斷面積(m2);f———巖石堅(jiān)固性系數(shù)。

2.2.2裝藥量的計(jì)算及分配

裝藥量的多少對(duì)爆破效果會(huì)產(chǎn)生重要的影響,藥量不足與過多都會(huì)影響工程的質(zhì)量,因此要合理的確定具體的裝藥容量,合理的藥量要根據(jù)炸藥的性能和質(zhì)量等多方面進(jìn)行確定,但是由于施工環(huán)境具有很多的不可計(jì)算的因素,因此我們在確定炸藥容量時(shí)多根據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算:Q=qV。在公式中:Q———爆破循環(huán)需要的炸藥量;q———爆破每立方米所需要的炸藥的消耗量(kg/m3);V———一個(gè)循環(huán)近尺所爆落巖石的總體積,即V=IS,m3。

2.2.3炮眼直徑對(duì)工程的影響

眾所周知,增加炮眼的直徑,加大裝藥量可以使爆破的威力更大,可以使爆破的效果發(fā)揮到最大程度,但是如果一味的增加炮眼的直徑就會(huì)造成鑿巖的下降速度,并且對(duì)巖石的碎片質(zhì)量以及圍巖的平整度產(chǎn)生巨大的負(fù)面影響,比如增加炮眼的直徑可能就會(huì)增加爆破的瞬間威力,但是巖石的碎片破碎程度就會(huì)下降,碎片的均勻程度也會(huì)出現(xiàn)巨大的反差,因此在設(shè)定炮眼時(shí)必須要根據(jù)施工環(huán)境以及施工設(shè)備、炸藥的性能等綜合因素進(jìn)行分析,科學(xué)的確定炮眼的孔徑。根據(jù)我們的工作經(jīng)驗(yàn),再結(jié)合本工程的實(shí)際情況,我們將炮眼的直徑確定為32mm-50mm之間,藥卷與眼壁之間的間隙為炮眼直徑的10%左右,基于此要求,上下斷面的開挖爆破應(yīng)該選用鉆頭為38mm的風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)。

2.3爆破施工設(shè)計(jì)

2.3.1上臺(tái)階施工設(shè)計(jì)

①炮眼布置

炮眼的布置要嚴(yán)格按照控制爆破震動(dòng)原理進(jìn)行布置,首先從距底板的50cm處開始,沿隧道的中心線兩側(cè)對(duì)稱布置4對(duì)垂直楔形掏槽孔,它們的排列順序是:頭排的輔助孔與掏槽孔的距離要保持40cm,中間輔助孔的距離也為40cm,最外排的輔助孔與邊墻的距離為85cm左右;在隧道的拱部布置4排崩落孔,他們之間的排距為60cm,最外層的崩落孔與隧道邊界要保持65-80cm的相距距離;周邊的炮孔要與開挖邊界保持20cm,并且炮孔鉆眼要向外傾斜5°左右,底板孔直接布置在底部邊界上,并且向下傾斜10°左右進(jìn)行鉆孔,并且要保持孔距之間達(dá)到85cm。

②裝藥結(jié)構(gòu)與單孔裝藥量的確定

在確定好炮眼的數(shù)量以及大小位置后,就需要根據(jù)具體的工程要求科學(xué)的對(duì)炸藥使用量進(jìn)行確定,一般根據(jù)工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn),除了在周圍孔選擇軸向間隔裝藥外,其余的炮孔需要采取連續(xù)裝藥的結(jié)構(gòu),不同的位置選擇的炸藥是不相同的,在拱部周圍孔之間要采取直徑為25mm、長20cm、重100g的卷裝乳化炸藥;底板孔則使用直徑為32mm、長20cm、重200g的乳化炸藥;其余的則選用直徑為32mm、長20cm、重150g的卷狀2#巖石炸藥。

③起爆順序與方法

為了降低施工成本,實(shí)現(xiàn)爆破的預(yù)期效果,應(yīng)該將爆破所引起地表振動(dòng)的速度控制在2cm/s內(nèi),并且要盡量使各個(gè)炮孔同時(shí)起爆,具體的起爆順序是:掏槽孔、輔助孔、崩落孔、邊墻周邊孔、底板孔和拱部孔。起爆的方法是采取非電導(dǎo)爆管以此點(diǎn)火,孔內(nèi)毫秒延時(shí)起爆,采取并聯(lián)方式連接,主傳導(dǎo)爆管用電雷管引爆。

2.3.2下臺(tái)階施工設(shè)計(jì)

①炮孔布置

下斷面橫截面上應(yīng)該布置3排主爆孔,其中3個(gè)頭排爆孔的抵抗線為1.1m,隨后再布置2排主爆孔,其間距為0.8m左右,并且要保證每排要布置4個(gè)炮孔,孔距的間距為1.0m,同樣兩側(cè)的邊墻也要布置4個(gè)周邊孔,孔距為0.7m。

②裝藥結(jié)構(gòu)與單孔裝藥量

下端面的裝藥結(jié)構(gòu)與上斷面的裝藥結(jié)構(gòu)是相同的,除了底板孔使用單卷的重量為200g的乳化炸藥外,其余都是用單卷為150g的2的巖石炸藥。各炮孔的單孔裝藥量。半臺(tái)階炮孔示意圖

3結(jié)束語

基于我國隧道工程的廣泛性,加強(qiáng)對(duì)隧道控制爆破技術(shù)的研究對(duì)提高隧道工程質(zhì)量、降低施工成本具有重要的作用,因此我們在進(jìn)行隧道施工前要制定準(zhǔn)確的爆破施工方案,并且準(zhǔn)確的按照施工環(huán)境以及施工設(shè)備等計(jì)算炸藥的使用量以及炮孔的布置數(shù)量以及位置等,以此實(shí)現(xiàn)爆破效果達(dá)到預(yù)期的目的。

作者:張璐 單位:長治市潞安爆破工程有限公司