CN104990471A - 一种极近距离爆破施工减振方法及减振聚能切缝药包 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种极近距离爆破施工减振方法及减振聚能切缝药包，在隧道和竖井施工中，在掌子面打设炮眼并装填炸药，以极近距离贴近既有建筑实施爆破；在掌子面贴近所述既有建筑的一侧钻取一组大空孔，在每两个相邻的所述大空孔之间钻取一个减振炮眼，所述减振炮眼采用减振聚能切缝药包进行装药，所述减振聚能切缝药包是将爆炸能量集中在两侧大空孔方向的切缝药包；采用毫秒导爆管雷管连接装药炮眼；采用分次爆破，第一次爆破减振炮眼，第二次爆破其他炮眼。本发明的有益效果是：城市地铁在极近距离贴近既有线或者建筑物爆破施工时，能够有效地控制爆破振动速度，减少爆破震动对既有隧道的影响，与传统爆破方案相比，最大爆破振速降低达60%。

Description

一种极近距离爆破施工减振方法及减振聚能切缝药包

技术领域

本发明属于地铁钻爆法施工技术，尤其涉及一种极近距离爆破施工减振方法及减振聚能切缝药包。适用于以极近距离贴近地下既有建筑实施爆破施工。

背景技术

目前，城市地下铁道建设发展迅速，很多大城市地铁线路错综复杂，极近距离下穿（或侧穿）既有线路或者建筑物现象显著增多，施工难度增加。在地质条件以岩石为主的城市中通常使用钻爆法施工，钻爆法施工具有施工成本低、掘进效率高、易于操作等优点，成为我国主要的地铁隧道掘进施工方法。但在钻爆法施工过程中炸药爆炸会产生爆破振动和冲击波等负面效应；由于极近距离贴近既有线路或建筑物施工，钻爆法施工产生的爆破振动对周围环境影响尤为突出，因此，在制定钻爆法施工方案时，控制爆破施工所产生的振动效应成为首要考虑因素，必须尽力控制爆破施工对邻近既有线路及建筑物的负面影响；特别是对已经通车运营的线路，如果不加以很好地控制，将产生严重的后果。

发明内容

本发明的目的是提出一种极近距离爆破施工减振方法及减振聚能切缝药包的技术方案，避免极近距离穿越既有建筑的爆破施工对周围建筑产生损害。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种极近距离爆破施工减振方法，在隧道和竖井施工中，在掌子面打设炮眼并装填炸药，以极近距离贴近既有建筑实施爆破；在掌子面贴近所述既有建筑的一侧钻取一组大空孔，在每两个相邻的所述大空孔之间钻取一个减振炮眼，所述减振炮眼采用减振聚能切缝药包进行装药，所述减振聚能切缝药包是将爆炸能量集中在两侧大空孔方向的切缝药包；采用毫秒导爆管雷管连接装药炮眼；采用分次爆破，第一次爆破减振炮眼，第二次爆破其他炮眼。

更进一步，所述大空孔的直径为90mm～250mm，大空孔的间距为800mm～1400mm，大空孔的深度为4m～8m，大空孔的深度不小于爆破单循环进尺的2倍。

更进一步，所述大空孔的直径、间距、与所述既有建筑的距离、岩性的关系如下表：

表中的分子数为大空孔的直径，表中的分母数为大空孔的间距。

更进一步，所述极近距离爆破施工减振方法是竖井施工的极近距离爆破施工减振方法，所述方法的步骤包括：

a. 采用潜孔钻机在竖井施工工作面贴近所述既有建筑一侧钻取大空孔；

b. 采用凿岩机打设所述减振炮眼；

c. 采用凿岩机打设其他所述炮眼，包括掏槽眼、辅助眼、周边眼；

d. 在步骤b打设的减振炮眼中装入所述减振聚能切缝药包，用无水炮泥堵塞装入减振聚能切缝药包的减振炮眼；

e. 使用段别大于3的毫秒导爆管雷管连接减振聚能切缝药包，每个减振聚能切缝药包连接的毫秒导爆管雷管的段别相差为1。

f. 采用段别为1的毫秒导爆管雷管连线；

g. 确认无误后起爆减振聚能切缝药包。

h. 在步骤c打设的炮眼中装入岩石乳化炸药，用无水炮泥堵塞所有装药炮眼，实施所述第二次爆破。

更进一步，所述极近距离爆破施工减振方法是隧道施工的极近距离爆破施工减振方法，所述方法的步骤包括：

a. 采用潜孔钻机在隧道施工掌子面贴近所述既有建筑一侧钻取大空孔；

b. 采用凿岩机在掌子面打设所述炮眼，包括减振炮眼、掏槽眼、辅助眼、周边眼和底板眼；

c. 在步骤b打设的减振炮眼中装入所述减振聚能切缝药包，用无水炮泥堵塞装入减振聚能切缝药包的减振炮眼；

d. 使用段别大于3的毫秒导爆管雷管连接减振聚能切缝药包，每个减振聚能切缝药包连接的毫秒导爆管雷管的段别相差为1。

e. 采用段别为1的毫秒导爆管雷管连线；

f. 确认无误后起爆减振聚能切缝药包；

g. 在其他炮眼中装入岩石乳化炸药，用无水炮泥堵塞所有装药炮眼，实施所述第二次爆破。

一种极近距离爆破施工减振聚能切缝药包，所述减振聚能切缝药包是权利要求1采用的减振聚能切缝药，包括一支侧壁沿轴向设有两条对称开缝的切缝管，在所述切缝管内装有炸药，在切缝管内未装有炸药的空间装有填充物；其特征在于，在所述切缝管的前端设有缓冲段，所述切缝管的前端是插入炮眼深部的一端，所述缓冲段是切缝管前端的一段空腔；在切缝管内装有至少两段炸药，各段炸药采用不同延迟时间的引爆雷管，切缝管最前端炸药采用1段雷管引爆，在最前端炸药之后的各段炸药依次连接延迟时间逐段增加的引爆雷管。

更进一步，所述引爆雷管是毫秒导爆管雷管，相邻两段炸药的引爆雷管的延迟时间差为25ms。

更进一步，所述切缝管是外径为40mm、壁厚为2mm的注塑塑料管，在切缝管前端设有由缓冲板隔开所述缓冲段，所述切缝管的开缝宽度为2mm～4mm，开缝长度不小于各段所述炸药长度之和的1.5倍。

更进一步，所述炸药为岩石乳化炸药，炸药直径为32mm，炸药长度200 mm～300mm。

更进一步，所述填充物包括岩屑和细砂土。

本发明的有益效果是：城市地铁在极近距离贴近既有线或者建筑物爆破施工时，能够有效地控制爆破振动速度，减少爆破震动对既有隧道的影响，与传统爆破方案相比，最大爆破振速降低达60%。

下面结合附图和实施例对本发明作一详细描述。

附图说明

图1是本发明在竖井施工中的爆破方案图；

图2是本发明在隧道施工中的爆破方案图；

图3是本发明减振聚能切缝药包结构图；

图4是本发明减振聚能切缝药包的切缝管结构图；

图5是图4的A-A剖视图，是切缝管的剖面图；

图6是毫秒导爆管雷管延迟时间表。

具体实施方式

如图1、图2，一种极近距离爆破施工减振方法，在隧道和竖井施工中，在掌子面打设炮眼1并装填炸药，以极近距离贴近既有建筑实施爆破。所述既有建筑包括既有隧道2或者其他既有建筑物3；在掌子面贴近所述既有建筑的一侧钻取一组大空孔4，在每两个相邻的所述大空孔之间钻取一个减振炮眼5，所述减振炮眼采用减振聚能切缝药包进行装药，所述减振聚能切缝药包是将爆破能量集中在两侧大空孔方向的切缝药包；采用毫秒导爆管雷管6连接装药炮眼，采用分次爆破，第一次爆破减振炮眼，第二次爆破其他炮眼。

所述毫秒导爆管雷管是延迟时间为国标GB19474-2003《导爆管雷管》所述第一系列毫秒导爆管雷管，毫秒导爆管雷管是延迟时间表见图6。

所述大空孔的直径为90mm～250mm，大空孔的间距L1为800mm～1400mm，大空孔的深度为4m～8m，大空孔的深度不小于爆破进尺的2倍。

所述大空孔的直径、间距、与所述既有建筑的距离、岩性的关系如下表：

与既有建筑距离	II级-III级围岩	IV-V级围岩
			0.5m～<1.0m	220mm～250mm/1200mm～1400mm	220mm～250mm/1000mm～1200mm
1.0m～<2.0m	180mm～250mm/1000mm～1400mm	180mm～250mm/900mm～1200mm
			2.0m～<5.0m	90mm～250mm/800mm～1400mm	90mm～250mm/800mm～1200mm

表中的分子数为大空孔的直径，表中的分母数为大空孔的间距。具体参数可根据现场实际情况进行调整。

如图3、图4、图5，一种极近距离爆破施工减振聚能切缝药包，所述减振聚能切缝药包是上述极近距离爆破施工减振方法采用的减振聚能切缝药，包括一支侧壁沿轴向设有两条对称开缝10a的切缝管10，在所述切缝管内装有炸药11（包括图3中11a 和11b），在切缝管内未装有炸药的空间装有填充物12；在所述切缝管的前端设有缓冲段13，所述切缝管的前端是插入炮眼深部的一端，所述缓冲段是切缝管前端的一段空腔；在切缝管内装有至少两段炸药，各段炸药采用不同延迟时间的引爆雷管14（包括图3中14a 和14b），切缝管最前端炸药采用1段雷管引爆，在最前端炸药之后的各段炸药依次连接延迟时间逐段增加的引爆雷管。

所述引爆雷管是毫秒导爆管雷管，相邻两段炸药的引爆雷管的延迟时间差为25ms。

所述切缝管是外径为40mm、壁厚为2mm的注塑塑料管，在切缝管前端设有由缓冲板隔开所述缓冲段，所述切缝管的开缝宽度为2mm～4mm，开缝长度不小于各段所述炸药长度之和的1.5倍。

所述炸药为岩石乳化炸药，炸药直径为32mm，炸药长度200 mm～300mm。

所述填充物包括岩屑和细砂土。

实施例一：

如图3、图4、图5，一种极近距离爆破施工减振聚能切缝药包，用于深度为2m的减振炮眼。包括一支侧壁沿轴向设有两条对称开缝10a的切缝管10，切缝管是外径d=40mm、壁厚E=2mm的注塑塑料管，切缝管的长度L2=2050mm，较减振炮眼的深度长50mm。在切缝管前端设有由缓冲板15隔开所述缓冲段13，所述切缝管的前端是指插入炮眼深部的一端，缓冲段是切缝管前端的一段空腔，缓冲段的长度L3=200mm。所述切缝管的开缝宽度T=4mm，开缝长度L4=1600mm。

在切缝管内装有两段炸药11a和11b，炸药为岩石乳化炸药卷，炸药直径为32mm，炸药长度L5=200 mm。切缝管前端的炸药卷11a贴近缓冲板设置，靠近后端的炸药卷11b与切缝管前端的炸药卷之间的间距L6=800mm。

两段炸药采用毫秒导爆管雷管引爆，切缝管前端炸药卷的引爆雷管是段别为1的毫秒导爆管雷管14a，靠近后端的炸药卷的引爆雷管是段别为2的毫秒导爆管雷管14b，两引爆雷管之间有25ms的延迟时间差。

在切缝管内未装有炸药的空间装有填充物12；本实施例的填充物是细砂土。为了防止填充物从切缝管的开缝中漏出，在切缝管的外径上缠绕了胶带（在图中未标出）。

本实施例的振聚能切缝药包具有保护围岩的作用。切缝管的开缝使得炸药爆炸能量优先沿着开缝方向释放，加强了该方向的能量破坏作用，使得该方向岩石被定向破坏；而在非切缝方向的围岩由于受到套管的保护，损伤破坏有所降低，围岩稳定性得到了保证；切缝管前端的缓冲段起到了封堵和减振的作用，可以减轻爆破时对炮眼底端的冲击；切缝管内的炸药的分次起爆降低了单段起爆药量，降低了爆破振动对周围环境的影响。

实施例二：

如图1，一种极近距离爆破施工减振方法，所述极近距离爆破施工减振方法是竖井施工的极近距离爆破施工减振方法，在掌子面打设炮眼1并装填炸药，以极近距离贴近既有建筑实施爆破。爆破进尺为2m。所述既有建筑包括既有隧道2和既有建筑物3；竖井处的地质条件为岩石，竖井的边沿距与既有建筑的距离L7=5m。

极近距离爆破施工减振方法的步骤包括：

a. 采用潜孔钻机在竖井施工工作面贴近所述既有建筑一侧钻取一排共11个大空孔4（如图1中由虚线G连接的大孔），大空孔的直径为220mm，大空孔的深度为4m，相邻两大空孔的间距L1=1200mm。

b. 采用凿岩机在每两个相邻的大空孔中间打设一个减振炮眼5，减振炮眼的直径为45mm，减振炮眼的深度为2000mm；共打设10个减振炮眼。

c. 采用凿岩机打设炮眼，炮眼包括掏槽眼（图1中由虚线H连接的孔）、辅助眼（图1中由虚线A连接的孔）、周边眼（图1中由虚线S连接的孔）；炮眼的直径为45mm，炮眼的深度为2000mm。

d. 在步骤b打设的减振炮眼中装入实施例一所述的减振聚能切缝药包；减振聚能切缝药包的长度大于减振炮眼深度50mm，减振聚能切缝药包的后端伸出减振炮眼，可调整减振聚能切缝药包装入方向，使减振聚能切缝药包以切缝管的两条开缝朝向两侧的减振炮眼；用无水炮泥堵塞装入减振聚能切缝药包的减振炮眼。

e. 使用毫秒导爆管雷管6连接减振炮眼中的减振聚能切缝药包，连接减振聚能切缝药包的毫秒导爆管雷管的段别分别为4、5、6、7、8、9、10、11、12、13（分别对应图1中的M4、M5、M6、M7、M8、M9、M10、M11、M12、M13），每个减振聚能切缝药包连接的毫秒导爆管雷管的段别相差为1。

f. 采用段别为1的毫秒导爆管雷管（图中M1）连线；

g. 确认无误后起爆减振聚能切缝药包。

h. 在步骤c打设的炮眼中装入岩石乳化炸药，用无水炮泥堵塞所有装药炮眼，并实施第二次爆破。。

在两个相邻的大空孔之间打设一个减振炮眼，并采用减振聚能切缝药包进行定向的聚能爆破，使工作面沿大空孔的连线方向（如图1中的虚线G）形成一条裂缝及破碎带，削弱和阻碍了主爆区爆破振动波的传播，能有效地控制爆破施工对既有的极近距离的地下和地面建筑产生的影响，防止既有建筑物受到损坏。与传统爆破方案相比，最大爆破振速的降幅达60%。

实施例三：

如图2，一种极近距离爆破施工减振方法，所述极近距离爆破施工减振方法是隧道施工的极近距离爆破施工减振方法，在掌子面打设炮眼1并装填炸药，以极近距离贴近既有建筑实施爆破。爆破进尺为2m。所述既有建筑是既有隧道2；施工隧道的地质条件为花岗岩，施工隧道开挖轮廓与既有隧道的距离L7=4m。

极近距离爆破施工减振方法的步骤包括：

a. 采用潜孔钻机在施工隧道的掌子面贴近既有隧道一侧钻取大空孔；共有7个沿圆弧分布的大空孔4（如图2中由虚线G连接的大孔），大空孔的直径为220mm，大空孔的深度为4m，相邻两大空孔的间距L1=1300mm。

b. 采用凿岩机在每两个相邻的大空孔中间打设一个减振炮眼5，减振炮眼的直径为45mm，减振炮眼的深度为2000mm；共打设6个减振炮眼。采用凿岩机打设其它炮眼，包括掏槽眼（图2中由虚线H连接的孔）、辅助眼（图2中由虚线A连接的孔）、周边眼（图2中由虚线S连接的孔）和底板眼（图2中由虚线B连接的孔）；炮眼的直径为45mm，炮眼的深度为2000mm。

c. 在步骤b打设的减振炮眼中装入实施例一所述的减振聚能切缝药包，减振聚能切缝药包的长度大于减振炮眼深度50mm，减振聚能切缝药包的后端伸出减振炮眼，可调整减振聚能切缝药包装入方向，使减振聚能切缝药包以切缝管的两条开缝朝向两侧的减振炮眼；用无水炮泥堵塞装入减振聚能切缝药包的减振炮眼；

d. 使用毫秒导爆管雷管6连接减振炮眼中的减振聚能切缝药包，连接减振聚能切缝药包的毫秒导爆管雷管的段别分别为4、5、6、7、8、9（分别对应图2中的M4、M5、M6、M7、M8、M9），每个减振聚能切缝药包连接的毫秒导爆管雷管的段别相差为1。

e. 采用段别为1的毫秒导爆管雷管连线。

f. 确认无误后起爆减振聚能切缝药包

g. 减振炮眼起爆完毕后，在步骤c打设的其他炮眼中装入岩石乳化炸药，用无水炮泥堵塞所有装药炮眼，实施第二次爆破。爆破顺序为掏槽眼、辅助眼、周边眼、底板眼。

Claims (10)

1.一种极近距离爆破施工减振方法，在隧道和竖井施工中，在掌子面打设炮眼并装填炸药，以极近距离贴近既有建筑实施爆破；其特征在于，在掌子面贴近所述既有建筑的一侧钻取一组大空孔，在每两个相邻的所述大空孔之间钻取一个减振炮眼，所述减振炮眼采用减振聚能切缝药包进行装药，所述减振聚能切缝药包是将爆炸能量集中在两侧大空孔方向的切缝药包；采用毫秒导爆管雷管连接装药炮眼；采用分次爆破，第一次爆破减振炮眼，第二次爆破其他炮眼。

2.根据权利要求1所述的一种极近距离爆破施工减振方法，其特征在于，所述大空孔的直径为90mm～250mm，大空孔的间距为800mm～1400mm，大空孔的深度为4m～8m，大空孔的深度不小于爆破单循环进尺的2倍。

3.根据权利要求2所述的一种极近距离爆破施工减振方法，其特征在于，所述大空孔的直径、间距、与所述既有建筑的距离、岩性的关系如下表：

与既有建筑距离 II级-III级围岩 IV-V级围岩 0.5m～<1.0m 220mm～250mm/1200mm～1400mm 220mm～250mm/1000mm～1200mm 1.0m～<2.0m 180mm～250mm/1000mm～1400mm 180mm～250mm/900mm～1200mm 2.0m～<5.0m 90mm～250mm/800mm～1400mm 90mm～250mm/800mm～1200mm

表中的分子数为大空孔的直径，表中的分母数为大空孔的间距。

4.根据权利要求1所述的一种极近距离爆破施工减振方法，其特征在于，所述极近距离爆破施工减振方法是竖井施工的极近距离爆破施工减振方法，所述方法的步骤包括：

a. 采用潜孔钻机在竖井施工工作面贴近所述既有建筑一侧钻取大空孔；

b. 采用凿岩机打设所述减振炮眼；

c. 采用凿岩机打设其他所述炮眼，包括掏槽眼、辅助眼、周边眼；

d. 在步骤b打设的减振炮眼中装入所述减振聚能切缝药包，用无水炮泥堵塞装入减振聚能切缝药包的减振炮眼；

e. 使用段别大于3的毫秒导爆管雷管连接减振聚能切缝药包，每个减振聚能切缝药包连接的毫秒导爆管雷管的段别相差为1；

f. 采用段别为1的毫秒导爆管雷管连线；

g. 确认无误后起爆减振聚能切缝药包；

h. 在步骤c打设的炮眼中装入岩石乳化炸药，用无水炮泥堵塞所有装药炮眼，实施所述第二次爆破。

5.根据权利要求1所述的一种极近距离爆破施工减振方法，其特征在于，所述极近距离爆破施工减振方法是隧道施工的极近距离爆破施工减振方法，所述方法的步骤包括：

a. 采用潜孔钻机在隧道施工掌子面贴近所述既有建筑一侧钻取大空孔；

b. 采用凿岩机在掌子面打设所述炮眼，包括减振炮眼、掏槽眼、辅助眼、周边眼和底板眼；

c. 在步骤b打设的减振炮眼中装入所述减振聚能切缝药包，用无水炮泥堵塞装入减振聚能切缝药包的减振炮眼；

d. 使用段别大于3的毫秒导爆管雷管连接减振聚能切缝药包，每个减振聚能切缝药包连接的毫秒导爆管雷管的段别相差为1；

e. 采用段别为1的毫秒导爆管雷管连线；

f. 确认无误后起爆减振聚能切缝药包；

g. 在其他炮眼中装入岩石乳化炸药，用无水炮泥堵塞所有装药炮眼，实施所述第二次爆破。

6.一种极近距离爆破施工减振聚能切缝药包，所述减振聚能切缝药包是权利要求1采用的减振聚能切缝药，包括一支侧壁沿轴向设有两条对称开缝的切缝管，在所述切缝管内装有炸药，在切缝管内未装有炸药的空间装有填充物；其特征在于，在所述切缝管的前端设有缓冲段，所述切缝管的前端是插入炮眼深部的一端，所述缓冲段是切缝管前端的一段空腔；在切缝管内装有至少两段炸药，各段炸药采用不同延迟时间的引爆雷管，切缝管最前端炸药采用1段雷管引爆，在最前端炸药之后的各段炸药依次连接延迟时间逐段增加的引爆雷管。

7.根据权利要求6所述的一种极近距离爆破施工减振聚能切缝药包，其特征在于，所述引爆雷管是毫秒导爆管雷管，相邻两段炸药的引爆雷管的延迟时间差为25ms。

8.根据权利要求6所述的一种极近距离爆破施工减振聚能切缝药包，其特征在于，所述切缝管是外径为40mm、壁厚为2mm的注塑塑料管，在切缝管前端设有由缓冲板隔开所述缓冲段，所述切缝管的开缝宽度为2mm～4mm，开缝长度不小于各段所述炸药长度之和的1.5倍。

9.根据权利要求6所述的一种极近距离爆破施工减振聚能切缝药包，其特征在于，所述炸药为岩石乳化炸药，炸药直径为32mm，炸药长度200 mm～300mm。

10.根据权利要求6所述的一种极近距离爆破施工减振聚能切缝药包，其特征在于，所述填充物包括岩屑和细砂土。