一种隧道预留护廓岩幕水压聚能光面爆破方法与流程

1.本发明属于水压聚能光面爆破技术领域，具体涉及一种隧道预留护廓岩幕水压聚能光面爆破方法。


背景技术：

2.钻爆法在岩体开挖方式中成本较低且操作灵活、适用范围广，可随时根据开挖尺寸及地质条件调整爆破设计，因此，在隧道开挖、采矿及地下工程中普遍采用。钻爆开挖是隧道开挖的关键环节，是计划进度、工期、材料等的依据，其工作质量的好坏对隧道的成本、进度质量影响最大。减少平均线性超挖5cm，则每米隧道可少开挖岩石1.1m3，减少超挖回填每米隧道可节约费用460元左右。采用钻爆法进行隧道开挖中，超欠挖现象及塌方事故时有发生，影响施工的质量与安全，这主要是没有充分考虑地质条件对爆破的影响以及不合理的爆破参数所致。
3.为了确保隧道爆破施工的质量、进度和安全，研究爆破技术对节理裂隙岩体的破碎效果，优化爆破工艺技术，确保爆后断面轮廓平整，对于控制超欠挖和围岩稳定、提高施工效率、降低爆破成本以及改善爆破效果具有重要的工程意义。


技术实现要素：

4.针对目前iv
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v级围岩裂隙多，超挖现象显著，钻孔质量低的问题，本发明提供了一种隧道预留护廓岩幕水压聚能光面爆破方法。
5.为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
6.一种隧道预留护廓岩幕水压聚能光面爆破施工方法结合已有聚能水压光面爆破技术，首先在一个小于隧道设计断面的小断面上进行爆破掘进，预留小断面轮廓和隧道设计断面轮廓之间具有一定厚度的岩幕，该岩幕长度为一次爆破循环进尺，待小断面爆破排渣后，对预留岩幕进行聚能水压光面爆破，重复以上小断面爆破掘进
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预留岩幕聚能水压光面爆破，完成隧道爆破掘进。
7.预留护廓岩幕作为隧道设计断面爆破掘进时轮廓围岩的破坏替代者和缓冲层，加之小断面内圈辅助眼使用1段雷管预裂，弱化爆破对iv
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v围岩的扰动，确保爆后断面轮廓平整。可满足以下要求：周边轮廓尺寸符合设计要求，壁面凸凹度不大于200mm；眼痕率：软岩>55％，中硬岩石≥65％，坚硬岩石≥75％。
8.为充分保证工程质量，除预留护廓岩幕外，先爆破预裂小断面内圈的轮廓线(内圈预裂眼)，消除弱化小断面内圈掏槽爆破对护廓岩幕和隧道设计断面轮廓围岩的扰动作用。施工中应尽可能保障预留护廓岩幕的完整性，其对最终隧道断面轮廓的光爆效果有影响作用。
9.采用本发明爆破技术时还应紧密结合工程围岩地质条件，随时调整爆破孔网参数。相比常规光爆，本方案炮孔少、药量小、爆破扰动小。
10.目前针对钻爆施工中出现的超欠挖现象及塌方事故，通常采取以下三种爆破方法
弱化爆破振动对围岩的扰动：(a)增大雷管段别实现较长延期，(b)改变起爆次序先预裂周边眼，和(c)采用聚能水压光面爆破技术。所谓聚能水压光面爆破技术就是彻底改变光爆眼装药结构，孔内采用聚能管装置代替常规炮眼中的药卷、传爆线，并在光爆眼中一定位置装填水袋。现场实践表明，上述(a)、(b)和(c)三种方法均对超欠挖及塌方现象有一定的控制作用，尤其聚能水压光面爆破技术较(a)和(b)效果更为明显。采用(c)聚能水压光面爆破技术主要通过减小周边眼药量达到爆后轮廓平整，并不能切断掏槽眼和辅助眼爆破振动对围岩的扰动作用，也不能克服爆后岩石碎胀对隧道轮廓围岩的挤压
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卸载作用，聚能水压光面爆破技术仍需改善。为此，结合已有聚能水压光面爆破技术，本发明提出一种隧道预留护廓岩幕聚能水压光面爆破方法。
11.与现有技术相比本发明具有以下优点：
12.通过考虑围压等级、光炮孔间距、药量选用和特殊爆破施工技术，有效减小爆破振动，并为光炮孔提供足够的临空面，最大限度地减轻爆破对围岩的扰动和破坏，尽可能地保持原岩的完整性和稳定性，确保爆破后的围岩断面轮廓整齐，有效控制隧道超挖，减少隧道出渣及喷射混凝土用量，节约火工用品的消耗是本爆破技术的优点所在。
13.1、本发明技术方案减小了用药量，弱化了爆破振动对围岩的扰动作用；
14.2、减弱了爆后岩石碎胀对围岩的挤压
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排渣围岩卸载作用；
15.3、将爆破振动和爆后岩石碎胀挤压
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卸载的破坏对象由隧道设计断面轮廓围岩转化为预留岩幕。
16.4、光爆施工质量好，减少了围岩的位移、松动和破坏，增加了安全性。
17.本发明隧道预留护廓岩幕水压聚能光面爆破方法的技术特点为：小断面先行、岩幕紧随其后、药量缩减、杜绝围压扰动、破坏对象转换、断面轮廓齐整，提高施工质量，加快施工进度。
18.采用本爆破技术后，围岩松弛带的范围只是常规光爆技术的1/3～1/2，从而提高了围岩的稳定性，减少了支护工作量；围岩的壁面平整，危石少，撬顶工作简单，减轻了表面应力集中现象，避免局部冒落，增进了围岩的稳定和施工安全，并为锚喷支护创造了有利条件。
附图说明
19.图1为隧道爆破断面爆破孔排布示意图；
20.图2为隧道立体图；
21.图3为实施例1预留护廓岩幕水压聚能光面爆破断面爆破孔排布图。
具体实施方式
22.实施例1
23.子洪2号隧道预留护廓岩幕聚能水压光面爆破方法：
24.通过地质资料和以往经验分析现场存在以下几点情况：1、围岩裂隙较发育，超挖现象显著；2、现场爆破参数不合理；3、现场钻孔质量低。根据现场实际情况，为确保爆后iv
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v级围岩断面轮廓整齐，结合先前类似围岩隧道光面爆破经验，从控制爆破振动对围岩的扰动和减弱爆后岩石碎胀对围岩的挤压
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卸载扰动效应，提出适用于本工程的“预留护廓岩幕
聚能水压光面爆破技术方法”。
25.依据现场地质资料和实际爆破情况，造成超挖现象严重的主要原因有以下3点：1、未充分考虑围岩条件；2、药量选用不合理，爆破振动对围岩具有较大扰动；3、现场采用的光面爆破方案不能给周边光爆孔提供足够的临空面，爆后岩石成块碎胀对围岩造成较强的挤压，后续出渣造成围岩卸载松动掉块，引起超挖。
[0026]“隧道预留护廓岩幕聚能水压光面爆破技术方法”是在充分考虑以上3方面因素而提出的新爆破技术，是解决本工程超挖现象显著的关键。装药结构如下：
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预留护廓岩幕厚度0.6m。光爆眼共34个，间距60cm，孔深2m，采用水压聚能光面爆破技术，本工程采用双向聚能管装药，水袋长20cm，装药结构由孔底至孔口依次为“水袋0.2米 双向聚能管1米 2个水袋0.4米 炮泥0.4米”，单孔药量0.2kg，总药量6.8kg。光爆眼之间不留空孔。
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除光爆眼使用聚能管外，其余炮孔均采用水压爆破，不使用聚能管。本工程采用的岩石乳化炸药为
[0029]
小断面内圈预裂眼共32个，间距60cm，孔深2m，采用水压爆破技术，装药结构由孔底至孔口依次为“水袋0.2米 3卷药0.75米 3水袋0.6米 炮泥0.45米”，单孔药量0.45kg，共14.4kg，使用1段雷管和2段雷管先预裂成缝。
[0030]
小断面内圈辅助眼共12个，孔深2m，采用水压爆破技术，装药结构由孔底至孔口依次为“水袋0.2米 4卷药1米 水袋0.2米 炮泥0.6米”，单孔药量0.6kg，共7.2kg，使用10段和11段雷管。
[0031]
小断面内圈一级掏槽眼共12个，孔深2.7m，采用水压爆破技术，装药结构由孔底至孔口依次为“水袋0.2米 6卷药1.5米 水袋0.2米 炮泥0.8米”，单孔药量0.9kg，共10.8kg，使用3段和4段雷管。
[0032]
小断面内圈二级掏槽眼共12个，孔深2.5m，采用水压爆破技术，装药结构由孔底至孔口依次为“水袋0.2米 6卷药1.5米 水袋0.2米 炮泥0.6米”，单孔药量0.9kg，共10.8kg，使用5段和6段雷管。
[0033]
小断面内圈三级掏槽眼共12个，孔深2.5m，采用水压爆破技术，装药结构由孔底至孔口依次为“水袋0.2米 5卷药1.25米 水袋0.2米 炮泥0.65米”，单孔药量0.75kg，共9kg，使用7段和8段雷管。
[0034]
小断面内圈四级掏槽眼共10个，孔深2.3m，采用水压爆破技术，装药结构由孔底至孔口依次为“水袋0.2米 4卷药1米 2水袋0.4米 炮泥0.7米”，单孔药量6kg，共10kg，使用9段雷管。
[0035]
小断面内圈底板眼共9个，孔深2m，采用水压爆破技术，装药结构由孔底至孔口依次为“水袋0.2米 3卷药0.75米 3水袋0.6米 炮泥0.45米”，单孔药量0.45kg，共4.05kg，使用12段雷管。
[0036]
表1炮孔装药信息
[0037][0038]
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。