《毛坝隧道光面爆破施工技术论文》-毕业论文.docVIP

PAGE 14 毛坝隧道光面爆破施工技术 zh摘要：以毛坝1#隧道为背景，讨论采用钻孔台车深孔光面爆破问题。其中涉及到光面爆破参数的选择、掏槽眼的布置方式、装药结构、起爆网络、爆破效果及特点等。 关键词 光面爆破参数、楔形斜眼掏槽、装药参数、起爆网络、钻孔作业、爆破质量控制 引言： 光面爆破是运用岩石掘进、岩石力学、工程爆破等诸多科学理论的综合性技术，它从根本上解决了普通开挖造成的超欠挖问题，尤其是大大降低了爆破对洞室围岩的稳定性影响。 光面爆破在地下工程中已得到广泛应用， 特别是深孔光面爆破，是岩石爆破技术的一项重大技术成果，对提高掘进速度，减少围岩爆裂深度，均有重要的经济价值和技术价值。 毛坝隧道全长3590米，工程地质条件主要为Ⅲ-Ⅵ类板岩、灰岩，工期仅30个月，任务艰巨。实施光面爆破，有效的控制了隧道超欠挖，使超欠挖量降至5%左右，爆破后岩面平整，为后续工序创造了有利条件，提高了施工质量，加快了施工进度，降低了工程成本。 1.工程概况 我合同段施工毛坝1#隧道的进口端，合计施工隧道全长3634m，围岩级别主要有Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ等四级，现主要以Ⅲ、Ⅳ级围岩施工为例进行简要论述，Ⅲ、Ⅳ级围岩岩性主要为泥质灰岩和碳质板岩，洞室净空2－10.25×5m，在施工采用台阶法开挖。 2.光面爆破特点及原理 根据公路隧道“新奥法”施工的需要和工程地质条件，结合施工现场实际情况，决定采用光面爆破施工。光面爆破施工，可以减少对围岩的扰动，增强围岩的自承能力，特别是在不良地质条件下效果更为显著，不仅可以减少危石和支护的工程量，而且保证了施工的安全。由于光面爆破使开挖面平整，岩石无破碎，减少了裂隙，这样可以大大减少超欠挖量。据有关资料统计，光面爆破与普通爆破相比，超挖量由原来的15%～20%降低到4%～7%，不但减少出碴量，而且还很大程度的减少了支护的工作量，从而降低的成本，加快了施工进度。 光面爆破的破岩机理是一个十分复杂的问题，目前仍在探索之中，尽管在理论上还不甚成熟，但在定性分析方面已有共识。一般认为，炸药起爆时，对岩体产生两种效应；二是爆炸气体膨胀做功所起的作用。光面爆破是周边眼同时起爆，各炮眼的冲击波向其四周作径向传播，相邻炮眼的冲击相遇，则产生应力波的叠加，并产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线的中点，当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中心连线上形成裂缝，随后，爆炸气的膨胀合裂缝进一步扩展，形成平整的爆裂面。 3.施工工艺流程及操作要点 3.1工艺流程图 工艺流程图见下图1 3.2 钻爆设计 3.2.1 器材选型 根据隧道所穿越围岩的类别以及岩石强度性能等，选用威力适中、匹配性好的2＃岩石硝铵炸药，引爆器材则选用国产Ⅱ系列15段非电毫秒微差雷管。 3.2.2 掏槽眼形式 Ⅲ、Ⅳ级围岩掏槽眼形式采用楔形斜眼掏槽，如图2所示，不同的围岩类别、不同的开挖方法，掏槽眼的深度也不同。 测量放线 测量放线 台车就位打眼 钻孔 钻孔质量验收 连接起爆网络 起爆 通风 排险 光爆效果与质量检查量 装药与堵塞 装药计算与结构 爆破材料准备 网络检查 准备填塞材料 设置警戒 准备填塞材料 爆破参数设计 图1 光面爆破施工工艺流程图 图2 楔形掏槽示意图 3.2.3 光爆参数选择 光面爆破参数选择主要与地质条件有关，其次是炸药的品种与性能。隧道开挖断面的形状与尺寸，装药结构与起爆方法，严格控制周边眼的装药量，采用合理的装药结构，尽可能的使药沿药眼长均匀的分布，这是实现光面爆破的重要条件。影响光面爆破效果的因素有很多，主要因素有：地质条件、周边眼的间距、光爆层的厚度以及周边眼装药量的多少等。在光面爆破中，炮眼间距E、最小抵抗线W、炮眼密集系数K、装药密度q是相互制约的。 1）光爆层厚度（B） 光爆层厚度就是周边眼最小抵抗线，它与开挖的隧道断面大小有关。在断面跨度大，光爆眼所受到的夹制作用小，岩石比较容易崩落，光爆层厚度可以大些，断面小，光爆眼所受到的夹制作用大，光爆层厚度可以小些，光爆层厚度与岩石的性质和地质构造也有关，坚硬岩石光爆层可小些，松软破碎的岩石光爆层可大些。毛坝1#隧道确定光爆层厚度（B）为0.50～0.80。 2）周边眼密集系数 周边眼密集系数是周边眼间距（a）与光爆层厚度（B）的比值，是影响爆破效果的重要因素。 A=（12～16）d K= a/B 式中，a为周边炮眼间距，cm； d为炮眼直径，mm。 K值总是小于1当d=38～46mm，a=30～60cm， B=75～80cm时，K=0.6～0.8。 3）装药量计算： 光面爆破装药量的计算，主要是确定周边眼光爆层炮眼装药集中度，即以kg/m表示，一般采用实验方法求得或从同类工程中选取。 q=QaB 式中q—装药集中度，kg/m； Q—单位体积耗