铁路隧道爆破施工技术
76页1、n 第一章:岩石性质与分级第一章:岩石性质与分级n 第二章:凿岩工具及机械第二章:凿岩工具及机械n 第三章:工业炸药第三章:工业炸药n 第四章:起爆器材第四章:起爆器材n 第五章:隧道爆破设计第五章:隧道爆破设计n 第六章:隧道爆破设计实例第六章:隧道爆破设计实例1.1 岩石的种类岩石的种类 岩石一般分为三类:火成岩、沉积岩、变质岩。岩石一般分为三类:火成岩、沉积岩、变质岩。(1)火成岩:是由埋藏在地壳下部深处的岩浆(熔融物)火成岩:是由埋藏在地壳下部深处的岩浆(熔融物质)上升冷凝或喷出地表形成的。常见的有花岗岩、闪长质)上升冷凝或喷出地表形成的。常见的有花岗岩、闪长岩、辉绿岩、玄武岩等。岩、辉绿岩、玄武岩等。(2)沉积岩:地壳上面存在的岩石受外力作用后遭到)沉积岩:地壳上面存在的岩石受外力作用后遭到破坏而成碎小物质风化产物,风化产物经搬运沉积或堆积破坏而成碎小物质风化产物,风化产物经搬运沉积或堆积原地叫沉积岩。地面上沉积岩的分布占大陆面积的原地叫沉积岩。地面上沉积岩的分布占大陆面积的75%。常见的有灰岩等常见的有灰岩等 (3)变质岩:由火成岩或变质岩经过强烈变化(由高)变质岩:由火成
2、岩或变质岩经过强烈变化(由高温高压或岩浆的熔液热气的作用)而形成的。一般有片麻温高压或岩浆的熔液热气的作用)而形成的。一般有片麻岩、片岩、千枚岩、板岩、大理岩等。岩、片岩、千枚岩、板岩、大理岩等。1.2 岩石的物理性质及力学性质岩石的物理性质及力学性质 (1)孔隙率:是指岩石中各孔隙的总体积与岩石的总体积之比。孔隙)孔隙率:是指岩石中各孔隙的总体积与岩石的总体积之比。孔隙率越大,岩石强度越低,其一方面使破碎岩石所需炸药降低,一方面会因率越大,岩石强度越低,其一方面使破碎岩石所需炸药降低,一方面会因炸药能量自孔隙中逸出而使爆破效果受到影响。炸药能量自孔隙中逸出而使爆破效果受到影响。(2)密度及体积密度:前者是指构成岩石的物质质量对该物质所具有)密度及体积密度:前者是指构成岩石的物质质量对该物质所具有的体积之比;后者是指岩石的质量对包括孔隙在内的岩石体积之比。二者的体积之比;后者是指岩石的质量对包括孔隙在内的岩石体积之比。二者愈大,则愈难破碎。愈大,则愈难破碎。(3)岩石的破胀性:岩石破碎后总体积与破碎前总体积之比。即松散)岩石的破胀性:岩石破碎后总体积与破碎前总体积之比。即松散系数,其值
3、一般为系数,其值一般为1.21.4之间。之间。(4)岩石的强度与硬度:强度是指岩石抵抗外力破坏的能力,是指岩)岩石的强度与硬度:强度是指岩石抵抗外力破坏的能力,是指岩石的完整性开始被破坏的极限应力值;硬石的完整性开始被破坏的极限应力值;硬 度是指岩石抵抗工具侵入的能力。度是指岩石抵抗工具侵入的能力。某些硬度较大的岩石往往比较脆,易于爆破。某些硬度较大的岩石往往比较脆,易于爆破。(5)岩石的裂隙性:岩体是由结构面网络和岩块组成的地质体。)岩石的裂隙性:岩体是由结构面网络和岩块组成的地质体。1.2 岩石的物理性质及力学性质岩石的物理性质及力学性质 (6)波阻抗:岩石密度与纵波在该岩石中的传播速度的乘积,为岩石)波阻抗:岩石密度与纵波在该岩石中的传播速度的乘积,为岩石的波阻抗。炸药的波阻抗值与岩石的相近,其在岩石中引起的应变亦大。的波阻抗。炸药的波阻抗值与岩石的相近,其在岩石中引起的应变亦大。爆破效果愈好。爆破效果愈好。(7)岩石的弹性与塑性:)岩石的弹性与塑性:线性弹性变形非线性弹性变形比例极限脆性破坏塑 性屈服变形延性破坏弹性变形区塑性变形区1.2 岩石的物理性质及力学性质岩石的物理性质
4、及力学性质1.3 铁路隧道岩石的工程分级铁路隧道岩石的工程分级我国于我国于1972年制定的我年制定的我国铁路隧道围岩分级法:国铁路隧道围岩分级法:按按RMQ值的大小将隧道值的大小将隧道工程岩体分成五级:工程岩体分成五级:2.1 凿岩工具凿岩工具(1)冲击式凿岩工具称为钎子:包)冲击式凿岩工具称为钎子:包括钎头、钎杆、钎肩和钎尾。括钎头、钎杆、钎肩和钎尾。(2)一般钎杆、钎肩和钎尾为一个)一般钎杆、钎肩和钎尾为一个整体。钎杆断面有园形与中空六边整体。钎杆断面有园形与中空六边形二种,用得最多的是中空六边形。形二种,用得最多的是中空六边形。(3)钎头有:十字形及一字形等。)钎头有:十字形及一字形等。其中用得最多的为一字形。一字形其中用得最多的为一字形。一字形钎头用于钻凿坚固和韧性的岩石,钎头用于钻凿坚固和韧性的岩石,与其它钻头相比,其结构简单,凿与其它钻头相比,其结构简单,凿速较高,故应用最广泛,但其缺点速较高,故应用最广泛,但其缺点是开眼困难,裂隙性岩石易卡钎,是开眼困难,裂隙性岩石易卡钎,直径磨损较快。十字形钎头基本上直径磨损较快。十字形钎头基本上能克服以上缺点,但与一字形相比,能克服以
5、上缺点,但与一字形相比,其硬合金片用量较大,制造困难。其硬合金片用量较大,制造困难。修磨比较麻烦,坚固性及钻速均差修磨比较麻烦,坚固性及钻速均差一些。一些。一字形十字形2.2 凿岩机械凿岩机械(1)在隧道施工中人)在隧道施工中人工一般使用气腿式风动工一般使用气腿式风动凿岩机,台车凿眼时则凿岩机,台车凿眼时则采用导轨式液压凿岩机。采用导轨式液压凿岩机。(2)气腿式风动凿岩)气腿式风动凿岩机重量一般在机重量一般在30kG才以才以下,主机安装在气腿上,下,主机安装在气腿上,靠气腿推力钻进,可钻靠气腿推力钻进,可钻凿水平或倾斜的炮眼,凿水平或倾斜的炮眼,这类凿岩机有这类凿岩机有YT24、YT26和和YT28等。一般等。一般是用得最多的是是用得最多的是YT28,主要由主机、气腿和风主要由主机、气腿和风(水)管路等组成(水)管路等组成。3.1 工业炸药分类工业炸药分类使用类分类使用类分类矿用炸药矿用炸药岩石炸药岩石炸药露天炸药露天炸药特种炸药特种炸药成分类分类成分类分类硝铵类炸药硝铵类炸药硝化甘油炸药硝化甘油炸药芳香簇硝基化合物芳香簇硝基化合物其它炸药其它炸药3.1 工业炸药分类工业炸药分类硝铵类
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