论文导读:目前,无论是公路隧道还是铁路隧道,无论是市政隧道还是水利隧洞,无论是软岩还是硬岩,都需要运用光面爆破技术。2光面爆破技术2.1爆破原理应力波和爆生气体综合作用理论认为,炮眼装药爆炸后,应力波的主要作用是在炮眼周围造成一稠密的径向裂隙。3在工程中的应用3.1在隧道中的应用目前,在公路隧道、山体隧道、铁路隧道以及市政隧道中主要的掘进还是光面爆破,主要要达到下述技术要求:开挖轮廓尺寸基本符合设计要求,欠挖不大于50mm,超挖不大于150mm,壁面不平度小于150mm。
关键词:光面爆破,技术要求,原理
目前,无论是公路隧道还是铁路隧道,无论是市政隧道还是水利隧洞,无论是软岩还是硬岩,都需要运用光面爆破技术。但是,在具体施工中,光爆效果却没有得到有效而全面的解决。可能这段效果较好,但另一段效果就较差;可能拱部效果较好,但边墙部位效果就较差。本文主要介绍光面爆破技术各个环节中所需要注意的问题,并简要介绍其在工程实例中的应用。
1光面爆破的优点1)巷道成形规整、光滑,接近于设计轮廓线的要求。应力分布均匀,围岩稳定。
2)对井巷围岩的炮震扰动范围小,相应的炮震裂缝少,可有效地减少应力集中引起的塌方。减少落石和危险断面,减少放炮后的排险时间,避免事故发生和人员伤亡,提高施工速度,对岩性不良地段,效果更为显著。
3)由于光爆成形规整,对于不少井巷(隧道、巷道),一般只做5~15cm的喷射混凝土支护。与普通爆破后的混凝土碹(衬砌)相比,可相应的增大使用面积,更合理、更有效地利用空间。
4)节约材料,降低工程造价。光面爆破与普通爆破相比,可节省炸药15%左右,眼孔利用率高10%左右。
2光面爆破技术2.1 爆破原理应力波和爆生气体综合作用理论认为,炮眼装药爆炸后,应力波的主要作用是在炮眼周围造成一稠密的径向裂隙。爆生气体准静压力作用于随机微裂隙的炮眼壁上,炮眼间形成准静应力场,使径向裂隙进一步发展而贯通。论文参考网。相邻炮眼起爆时差不同,应力波与爆生气体压力作用情况也不同,裂隙形成也有不同。
2.2 钻眼为了保证达到良好的爆破效果,钻孔前要在断面上布置钻孔位置,测量组利用全站仪或经纬仪画出周边轮廓线位置,然后技术人员按测量组画出的轮廓线布置炮眼。钻孔的误差应符合下列标准:周边眼的孔底不能超出开挖轮廓线外15cm,掏槽孔的误差是每米不超过5 cm左右。论文参考网。造成误差的原因是孔位偏位,钻孔方向偏差,岩石的不均匀性及钻杆刚度不足。
施工过程中,应防止炮眼交叉打穿,炮眼数不小于设计的90 % ,注意掌握周边眼的外插角,太大超挖大,太小造成欠挖或造成下一循环“作业净空”不够。平行打眼时,应注意掌子面明显不平整时,应调整炮眼的孔深,使炮眼眼底在同一个断面上。当岩层层理明显时,炮眼方向应尽量垂直于岩面。
装药与堵塞
在将炸药装入炮眼前,应将炮眼内的残渣、积水排除干净,并仔细检查炮眼的位置、深度、角度是否满足设计要求,装药时应严格按照设计的炸药量进行装填。隧道爆破所使用的炮眼堵塞材料一般为砂子和黏土的混合物,其比例大致为砂子40%~50% ,黏土50%~60%,堵塞长度视炮眼直径而定,一般不能小于20cm,堵塞可采用分层人工捣实法进行。
2.3 起爆起爆网络必须保证每个药卷按设计的起爆顺序和起爆时间起爆。采用导爆管法起爆时,连接方法必须正确,串联每束不超过15根导爆管,为了“准爆”可以采用双雷管起爆,所有连接雷管都必须使用即发雷管或用火雷管加装导爆管,连接必须牢靠。
3在工程中的应用3.1 在隧道中的应用目前,在公路隧道、山体隧道、铁路隧道以及市政隧道中主要的掘进还是光面爆破,主要要达到下述技术要求:开挖轮廓尺寸基本符合设计要求,欠挖不大于50mm,超挖不大于150mm,壁面不平度小于150mm;爆破后壁面上保留的半眼孔痕率为:坚硬且完整性好的岩石≥80%,中等强度的岩石≥65%,软岩或节理发育的岩石>50%;爆破作用对保留部分岩体破坏轻微,保留下的炮眼壁面上无粉碎和明显的爆破缝隙、松软破碎的岩体,爆破后尽量无大的危岩浮石、坚硬面完整的岩体,无危岩或很少危岩。
3.2 在软岩中的应用软岩中的光面爆破需要进行特殊的处理包括如下方面:
3.2.1 周边眼的间距和最小抵抗线在采用预留光面层的爆破中,爆破后岩面的平整程度与最小抵抗线W和周边眼距E的比值K(密集系数)有关。实验表明,当K=E/W=0. 8~1.0时,能得到较好的爆破效果;在巷道岩石松软、破碎、节理发育带,应取K=0. 6~0. 8;巷道断面小或岩石坚硬时,取K= 1. 0~1. 2为宜。
周边眼距E,一般取250~300 mm;在两帮间距可增大至400mm;在裂隙、节理发育或层里明显的岩石中,眼距亦应适当缩小。在软岩中增加1~2个起导向作用的空眼,以保证成形规整。
3.2.2周边眼的装药量为避免围岩产生裂缝,必须严格控制周边眼的装药量。根据实验,使用化学炸药,眼深小于 2 m时,一般不宜超过以下数值:软岩( f = 2~3) 100~150 g/ m;中硬岩(f = 4~6) 150~200 g/ m;硬岩( f= 8~10) 200~250g/ m。
3.2.3合理选择炸药光爆用炸药应当是爆速较低、 密度小、 感度高、爆轰稳定的低威力炸药。
3.2.4合理选择装药结构选择装药结构的目的,是使药卷能均匀地分布在炮眼中,并缓冲炸药对围岩的破坏作用。
3.2.5控制周边眼的起爆时差各周边眼起爆时采用同段管起爆,同时起爆对产生两炮眼之间的贯穿裂缝有益。论文参考网。周边眼采用毫秒雷管。
4结语各种光面爆破要根据各自特点进行,最好采用新奥法,并控制好爆破参数,注意炮眼内有水时,应使用抗水炸药并按有偶合装药确定装药量;在节理发育,夹有软弱夹层,裂隙方向不易控制的岩层,应减小炮孔间距和密集系数。
参考文献
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