CN101270967B - 应力解除爆破法 - Google Patents

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本发明涉及一种应力解除爆破法。本发明所要解决的技术问题是提供一种在极强岩爆、强岩爆条件下适用的应力解除爆破法，能够有效降低或解除岩体应力集中区的能量水平，以解决深埋隧洞(隧道、巷道)掘进过程中岩爆引起的施工安全问题，从而保证掘进的进度。应力解除爆破法其步骤包括：a、在掌子面上钻爆破孔，其孔径与开挖爆破孔孔径一致；b、在爆破孔内装药；c、装药完成后起爆。本发明可用于各种水利水电工程、交通、矿山等地下工程和深埋隧洞的开挖工程中。

Description

应力解除爆破法
技术领域
本发明涉及一种应力解除爆破法。主要用于各种水利水电工程、交通、矿山等地下工程和深埋隧洞的开挖工程中。
背景技术
岩爆是地下工程开挖过程中，岩体中积累的势能或应变能的突然释放导致的围岩破坏，可导致人员伤亡、工作面或设备发生破坏，其基本特性是突然和剧烈。强岩爆可使围岩大片爆裂脱落，出现强烈弹射，发生岩块的抛射及岩粉喷射现象；有似爆破的爆裂声，声响强烈；持续时间长，并向围岩深度发展，破坏范围和块度大，影响深度1～3m；极强岩爆可使围岩严重爆裂，大块岩片出现剧烈弹射，震动强烈，有似炮弹、闷雷声，声响剧烈；迅速向围岩深部发展，破坏范围和块度大，影响深度大于3m；严重影响甚至摧毁工程。成为控制工程施工安全、掘进进度、乃至成败的关键因素。到目前为止，全世界的深埋地下工程建设中还没有一个固定的强、极强岩爆区施工控制方法，国内的强、极强岩爆控制基本处于空白状态。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题提供一种在极强岩爆、强岩爆条件下适用的应力解除爆破法，能够有效降低或解除岩体应力集中区的能量水平，以解决深埋隧洞(隧道、巷道)掘进过程中岩爆引起的施工安全问题，从而保证掘进的进度。
本发明所采用的技术方案是：应力解除爆破法，其步骤包括，
a、在掌子面上钻爆破孔，其孔径与开挖爆破孔孔径一致；
b、在爆破孔内装药；
c、装药完成后起爆；
其特征在于：在极强岩爆条件下，掌子面上自上而下均匀布置三排爆破孔，第一排孔沿顶拱的弧度均匀布置，其中顶孔距拱顶0.4-0.8m，孔长3-5m，仰角α10-14度，底部1-1.4m深度范围装药；第二排孔沿水平方向均匀布置，孔长8-10m，仰角β4-8度，全程装药；第三排孔沿水平方向均匀布置，孔长8-10m，水平布置，全程装药；同时掌子面与隧洞两侧壁相交处的上半段均钻有辅助爆破孔，其孔长3-5m，外偏角γ21-29度，仰角10-14度，全程装药，应力集中区的装药量与解除范围内岩体重量比不超过0.07kg/T。
所述第一排孔有四个，其中顶孔距拱顶0.6m，孔长4m，仰角α12度，底部1.4m深度装药；第二排孔和第三排孔均为三个，其中第二排孔长9m，仰角β5度；第三排孔长9m；辅助爆破孔有四个，并对称布置在掌子面与隧洞两侧壁的相交处，其孔长4m，外偏角γ25度，仰角12度；装药量与解除范围内岩体重量比为0.04kg/T。
在强岩爆条件下，掌子面上自上而下均匀布置三排爆破孔，孔长均为两倍开挖进尺，且孔的底部1-1.4m深度范围内装药，装药量与解除范围内岩体重量比为0.03-0.07kg/T，第一排孔沿顶拱的弧度均匀布置，其中顶孔距离拱顶小于1m，外偏角δ8-12度，仰角θ13-17度；第二排孔和第三排孔均为水平布置。
所述爆破孔的数量为九个，每排均布置三个，其中第一排孔的外偏角δ为10度，仰角θ为15度，顶孔距拱顶0.7m；装药量与解除范围内岩体重量比为0.05kg/T。
本发明的有益效果是：在深埋隧洞掘进过程中采取上述措施后，有效地消除了岩爆引起的危害，大大提高了施工的安全性，保证了施工人员和设备的安全以及掘进的进度。
附图说明
图1是本发明中极强岩爆条件下的平面示意图。
图2是图1的A-A向剖视图。
图3是图1的B-B向剖视图。
图4是本发明中强岩爆条件下的平面示意图。
图5是图4的C-C向剖视图。
图6是图4的D-D向剖视图。
具体实施方式
本实施例的步骤包括：
a、在掌子面上钻爆破孔，其孔径与开挖爆破孔孔径一致；
b、在爆破孔内装药；
c、装药完成后起爆；
对于隧洞(隧道、巷道)工程而言，上述应力解除爆破法可以纳入到正常爆破工作程序中，只是将应力解除爆破孔优先起爆，此后才是正常的开挖爆破，二者之间的时间延时不作特别要求，可以采用现场开挖爆破任意两个相邻起爆顺序之间的延时。爆破孔一般布置在应力集中区内，孔深以达到或穿过应力集中区为原则；同时根据地质条件的不同确定爆破孔的数目、孔径大小以及装药量，以最大程度弱化岩体，同时不过分损伤岩体造成支护工作量的增加，并考虑潜在岩爆强度和现场支护的有效性。
如图1、图2、图3所示，在极强岩爆条件下，掌子面上自上而下均匀布置三排爆破孔，第一排孔有四个，沿顶拱的弧度均匀布置，其中顶孔(即距离拱顶最近的孔)距拱顶0.6m，孔长4m，仰角α12度，底部1.4m深度范围装药；第二排孔有三个，沿水平方向均匀布置，孔长9m，仰角β6度，全程装药；第三排孔也是三个，沿水平方向均匀布置，孔长9m，水平布置，全程装药；同时掌子面与隧洞1两侧壁相交处的上半段均钻有辅助爆破孔2，每侧各钻两个，并且竖直分布，孔长4m，外偏角γ25度，仰角12度，全程装药，应力集中区的装药量与解除范围内岩体重量比为0.04kg/T。
如图4、图5、图6所示，在强岩爆条件下，掌子面上自上而下均匀布置九个爆破孔，并且分三排分布，每排三个，每个孔的孔长均为两倍当天的开挖进尺，且孔的底部1-1.4m深度范围内装药，装药量与解除范围内岩体重量比为0.05kg/T，第一排孔沿顶拱的弧度均匀布置，其中顶孔距离拱顶0.7m，外偏角δ10度，仰角θ15度；第二排孔和第三排孔均为水平布置。

Claims (4)

1.一种应力解除爆破法，其步骤包括，
a、在掌子面上钻爆破孔，其孔径与开挖爆破孔孔径一致；
b、在爆破孔内装药；
c、装药完成后起爆；
其特征在于：在极强岩爆条件下，掌子面上自上而下均匀布置三排爆破孔，第一排孔沿顶拱的弧度均匀布置，其中顶孔距拱顶0.4-0.8m，孔长3-5m，仰角(α)10-14度，底部1-1.4m深度范围装药；第二排孔沿水平方向均匀布置，孔长8-10m，仰角(β)4-8度，全程装药；第三排孔沿水平方向均匀布置，孔长8-10m，水平布置，全程装药；同时掌子面与隧洞(1)两侧壁相交处的上半段均钻有辅助爆破孔(2)，其孔长3-5m，外偏角(γ)21-29度，仰角10-14度，全程装药，应力集中区的装药量与解除范围内岩体重量比不超过0.07kg/T。
2.根据权利要求1所述的应力解除爆破法，其特征在于：所述第一排孔有四个，其中顶孔距拱顶0.6m，孔长4m，仰角(α)12度，底部1.4m深度装药；第二排孔和第三排孔均为三个，其中第二排孔长9m，仰角(β)6度；第三排孔长9m；辅助爆破孔(2)有四个，并对称布置在掌子面与隧洞(1)两侧壁的相交处，其孔长4m，外偏角(γ)25度，仰角12度；装药量与解除范围内岩体重量比为0.04kg/T。
3.根据权利要求1所述的应力解除爆破法，其特征在于：在强岩爆条件下，掌子面上自上而下均匀布置三排爆破孔，孔长均为两倍开挖进尺，且孔的底部1-1.4m深度范围内装药，装药量与解除范围内岩体重量比为0.03-0.07kg/T，第一排孔沿顶拱的弧度均匀布置，其中顶孔距离拱顶小于1m，外偏角(δ)8-12度，仰角(θ)13-17度；第二排孔和第三排孔均为水平布置。
4.根据权利要求3所述的应力解除爆破法，其特征在于：所述爆破孔的数量为九个，每排均布置三个，其中第一排孔的外偏角为(δ)10度，仰角为(θ)15度，顶孔距拱顶0.7m；装药量与解除范围内岩体重量比为0.05kg/T。
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