隧道施工光面爆破技术应用探讨模板

1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。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 : 光面爆破是经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 言的施工技术 , 在施工中如爆破参数、光面爆破是经过控制爆破的作施工方法选取不当 , 往往无法达到理用范围和方向 , 使爆破后的岩面光滑想的爆破效果。平整 , 防止岩面开裂 , 以减少超、欠光面爆破参数选择主要与地质挖和支护的工程量 , 增加岩壁的稳定条件有关 , 其次是炸药的品种与性能性 , 减弱爆破振动对围岩的扰动, 进及隧道开挖断面的形状与尺寸有关,而达到控制岩体

2、开挖轮廓的一种技在浙江金丽温高速公路红枫隧道施术。同时光面爆破也是一种难度较大工中 , 由于各项爆破参数选取合理,资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。光面爆破取得了很好的效果。 爆后岩面光滑平整 , 炮眼痕迹保存率在 90%以上 , 肉眼基本上看不到爆破裂隙 , 光面爆破技术有效的控制了红枫隧道的超欠挖 , 从而大大减少了开挖、回填以及支护的工程量。 减轻了爆破对围岩的扰动 , 充分发挥了围岩的自承能力 , 有效地提高了隧道的安全度。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。 经过国内外实验室研究和现场生产实践能够看出 , 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

3、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用将这些径向裂隙加以, 扩展 ,成为贯通裂隙。药包压力。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”(a)AB(b)(c)破坏。这样爆轰波引起的应力波和凿a) 孔装药情况 ; ( b) 先爆炮孔对相邻资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。炮孔的影响 ; ( c) 光面的形成形成光面图 1 光面爆破时炮眼连心线上破裂面的形成2 光面爆破的参数及工艺21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/ d 0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

4、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。因此 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=22.5 时, 光面效果最好。2.1.2 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。6 p 22p2a 3.2(p7) 3 d y1式中 : a -炮孔间距 ;p- 冲击波作用在孔壁上的波峰压力 ( Mpa) ;-岩石的泊松比 ; y - 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 1020 倍 , 即 a =(1020) 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

5、向作用。空孔与装药孔距离,资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。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 , 不论是否同时起爆 , 压缩波到达自由面时, 首先到达相邻炮孔, 不但产生裂EWc压缩波设计轮廓（a）abEWc（b）abEWc（c）ab图 2 不

6、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=0.81.0 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 周边眼的其它参数( 1) 炮眼资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。直径 d。光面爆破的周边眼直径无需眼则按照光面爆破来设计。可用多段选择 , 国内掘进常见的炮眼直径为毫秒电雷管或非电导爆系统按顺序35mm-5mm; ( 2) 周边眼的深度l 和起爆 , 掏槽眼、 辅助眼间起爆间隔时角度。”预留光面层”法的周边眼间不应小于25ms。邻近周边眼的一深度可达 2.5m-3m; 全断面一次爆破排炮眼的药量要比其它炮眼

7、的药量时 , 周边眼深度一般为 1.5m-2.0m 。少 , 以控制围岩爆震裂隙的发展。确定眼深时 , 还应考虑到其它作业的另一种是预留光面层法 ,先掘进生产能力在掘进循环中的充分发挥。超前导洞 , 然后加以刷大 , 如图 -4 所周边眼原则上应布置在设计轮示。这种预留光面层法的特点是,在廓线上 , 但由于受凿岩机机型的限制 ,爆破周边眼之前可根据爆破超前导不得不向外偏斜一定角度 , 偏斜角一洞的情况进行参数调整或修正轮廓,般为 3o 5o 。偏斜角度的大小 , 可以达到较好的光面爆破效果。根据眼深加以调整 , 使眼底落在轮廓3 影响光面裂缝形成的因素线外 100mm 处。隧道光面爆破常见影响光面裂缝形成的因素很多,参数如表 1 所示。主要因素有装药量和装药结构, 最小表 1 隧道光面爆破常见参数抵抗线与孔间距的比值, 起爆方法、2 2 光面爆破主要施工方案岩石周边眼间距 E最小抵抗线 W (cm)相对距离 ( E/W)装药集中度 q (g/m)硬 岩556560800.81.0300350类别(cm)用光面爆破开挖隧道时有两种中硬岩456060750.81.0200300软 岩354545550.81.070120方案 , 一种是全断面法 , 如图 -3 所空孔等。示。对于 IV 、 V 类整体性好的围岩 ,3.1装药结构可采用全断面法 , 此时掏槽眼、 辅助为了

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