CN105606000B - 一种隧道凿岩工程分区控制爆破方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道凿岩工程分区控制爆破方法，步骤依次为：将凿岩工作面分为掏槽区、上下扩槽区、辅助崩落区、辅助崩抬区和光爆区，并在各区域钻眼成孔；在炮眼装填炸药；启爆凿岩断面爆破：掏槽区和上下扩槽区的爆破；之后辅助崩抬区爆破；在之后辅助崩落区爆破；最后光爆区爆破。本发明是一种用于地下大断面凿岩工程，具有控制爆破震动和改善爆破效果的一种工程爆破方法。

Description

一种隧道凿岩工程分区控制爆破方法

技术领域

本发明是一种用于地下大断面凿岩工程，具有控制爆破震动和改善爆破效果的一种工程爆破方法。

背景技术

如图1所示，传统的钻爆方法，爆破时的崩落与崩抬区基本相同，各占凿岩截面的1/2。同时，传统的凿岩断面钻爆控制较弱，启动爆破时，炮孔间的爆破应力会产生相互抵消和干扰，因而造成爆破炸药的威力不能发挥和爆破效率低，而对隧道周边围岩的应力破坏和扰动等爆破负面效应还比较大，特别是凿岩断面的地质比较复杂的情况时，就有可能造成较严重的后果。

此外，传统的楔形掏槽方式的钻爆方法，是较易掌握的并具有普遍性的一种施工方式，其适用性较强，但在实际运用过程中，这种方式对地质条件不加区分，存在以下现象：大角度大抵抗线、加大掏槽高度、加大掏槽深度、加大孔装药量、加大掏槽炮孔同段装药量、最大段装药量难控制等；在爆破时对隧道周围岩石的应力破坏和扰动比较大，特别是凿岩断面的地质比较复杂的情况时，就有可能造成较严重的后果。

发明内容

本发明的目的在于：提出一种用于地下大断面凿岩工程，具有控制爆破震动和改善爆破效果的一种工程爆破方法。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种隧道凿岩工程分区控制爆破方法，步骤依次为：

1）分区钻孔：将凿岩工作面分为掏槽区、上下扩槽区、辅助崩落区、辅助崩抬区和光爆区，并在各区域钻眼成孔；

凿岩工作面的中部靠下区域为掏槽区，是由3-4排、10列以上左右对称的水平倾斜炮孔组合而成，且倾斜方向为左右炮孔的孔底相距30cm，掏槽孔间抵抗线取值为75cm，掏槽高度1.5m，掏槽区炮孔间排距为400～750mm；该方案中，与传统方法对比，传统方法通常要6-8排、6-8列，掏槽孔间抵抗线通常要100cm，掏槽高度3m左右，本专利掏槽区炮孔减排增列，有效减小掏槽孔间抵抗线20-30cm，减小掏槽高度及掏槽孔同段装药量，最大限度的控制爆破飞石距离及减小掏槽孔药量集中引起的爆破振动。

凿岩工作面的掏槽区的上下区域为上下扩槽区，上下扩槽区是掏槽区炮孔与辅助崩落区炮孔及辅助崩抬区炮孔的连接区域，上下扩槽区炮孔间排距为500～800mm，炮孔倾斜方向指向所连接的区域炮孔；

凿岩工作面的上扩槽区的上方连接区域为辅助崩落区，炮孔间排距为800mm以上，炮孔倾斜方向与上扩槽区炮孔倾斜方向一致；

凿岩工作面的下扩槽区的下方区域为辅助崩抬区，炮孔间排距为800～1000mm，辅助崩抬区炮孔倾斜方向与下扩槽区炮孔倾斜方向一致；该方案中，能有效形成贯穿裂缝，得到更好的光面爆破效果。

凿岩工作面的周边环绕区域为光爆区，其炮孔中对应上下扩槽区的炮孔，与上下扩槽区的炮孔倾斜方向一致；对应辅助崩落区的炮孔，与辅助崩落区的炮孔倾斜方向一致；对应掏槽区的炮孔不倾斜，且留有向外插角；

2）炮眼装填：装药采用反向装药，不打底药，装药按段位布置装药分片分组，所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm，除光爆区炮孔为竹片加导爆索间隔绑扎炸药形式外，其它均采用连续装药结构；

3)启爆凿岩断面爆破，起爆网络采用复式连接网络，孔内采用毫秒长延时1-14段的非电导爆管雷管，外部起爆网络采用同段低段位雷管簇并联结：

掏槽区和上下扩槽区爆破，上下扩槽区辅助掏槽区炮孔形成槽腔和扩大槽腔体积，之后辅助崩抬区爆破，再之后辅助崩落区爆破，辅助崩落区利用掏槽区和上扩槽区炮孔爆破后形成的有效槽腔，从最下排至最上排依次爆破，最后光爆区爆破。该方案中，由于掏槽区和扩槽区药量较集中，掏槽区炮孔在上下扩槽区炮孔的协助下，能形成完整的槽腔，并为后续辅助崩落区和辅助崩抬区提供充分的自由面；辅助崩落区炮孔借助自由面按分段依次爆破，加之辅助崩落区岩石的自重作用，更易得到好的爆破效果。

作为选择，采用水袋与阻泥和炸药混装法完成钻眼成孔炸药的装填。

前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可采用并要求保护的方案；且本发明，各选择可和其他选择任意组合，本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本发明所要保护的技术方案，在此不做穷举。

本发明的有益效果：

本专利方法把工作面划分为掏槽区、扩槽区、辅助崩落区、辅助崩抬区，光爆区共五个工作面爆区，每个区都能相对独立完成划区爆破，分散爆破能量的集中分布，最大限度地降低对隧道围岩的伤害。

由于隧道爆破的特殊性，本专利使掏槽区和扩槽区完成爆破后，形成一个导洞，为后序爆破扩大和创造了更多临空面，降低后续爆破难度，稳定提高爆破效果。

与传统爆破相比，此次方案完成了崩落区与崩抬区的互换，大大提高了崩落区在整个工作面的比重，崩落区介质在爆破中能利用自身重力对爆破效果产生影响，充分利用了炸药能量，得到更加稳定的爆破效果。

本专利方法采用定量化爆破设计，控制炸药爆炸能量在爆区的释放时间和介质破碎过程，充分利用炸药能量，减少爆破负面效应，提高爆破效果可靠性。有效地控制周边眼炸药的爆破作用，减少对围岩的扰动，保持围岩的稳定，充分发挥围岩的自承作用，确保施工安全，提高工程质量和效率。该专利方法在有效控制周边眼炸药用量的同时，改变了传统辅助孔排间齐发爆破对光爆层的影响和破坏，得到更好的光爆效果。由于采用了精确控制方法，凿岩断面爆破后，清运完爆破的岩石后，下一个掘进断面是比较平整的，为快速确定接下来的钻爆方案提供了非常有利的条件。

附图说明

图1是现有技术的炮孔区域布置示意图；

图2是本发明的凿岩工作面分区示意图；

图3是本发明实施例1的高铁单线的凿岩工作面炮孔布置示意图；

图4是本发明实施例2的高铁双线的凿岩工作面炮孔布置示意图；

图5是本发明的分段爆破色谱图；

图6是现有技术的高铁单线断面炮孔布置示意图。

具体实施方式

下列非限制性实施例用于说明本发明。

实施例1：

参考图2、3所示，一种隧道凿岩工程分区控制爆破方法，步骤依次为：

1）分区钻孔：将凿岩工作面分为掏槽区、上下扩槽区、辅助崩落区、辅助崩抬区和光爆区，并在各区域钻眼成孔；

凿岩工作面的中部靠下区域为掏槽区，是由3-4排、10列以上左右对称的水平倾斜炮孔组合而成，且倾斜方向为左右炮孔的孔底相距30cm，掏槽孔间抵抗线取值为75cm，掏槽高度1.5m，掏槽区炮孔间排距为400～750mm；

凿岩工作面的掏槽区的上下区域为上下扩槽区，上下扩槽区是掏槽区炮孔与辅助崩落区炮孔及辅助崩抬区炮孔的连接区域，上下扩槽区炮孔间排距为500～800mm，炮孔倾斜方向指向所连接的区域炮孔；

凿岩工作面的上扩槽区的上方连接区域为辅助崩落区，炮孔间排距为800mm以上，炮孔倾斜方向与上扩槽区炮孔倾斜方向一致；

凿岩工作面的下扩槽区的下方区域为辅助崩抬区，炮孔间排距为800～1000mm，辅助崩抬区炮孔倾斜方向与下扩槽区炮孔倾斜方向一致；

凿岩工作面的周边环绕区域为光爆区，其炮孔中对应上下扩槽区的炮孔，与上下扩槽区的炮孔倾斜方向一致；对应辅助崩落区的炮孔，与辅助崩落区的炮孔倾斜方向一致；对应掏槽区的炮孔不倾斜，且留有向外插角；

2）炮眼装填：装药采用反向装药，不打底药，装药按段位布置装药分片分组，雷管要“对号入座”，不要装错段位和药量，所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm，除光爆区炮孔为竹片加导爆索间隔绑扎炸药形式外，其它均采用连续装药结构；

3)启爆凿岩断面爆破，起爆网络采用复式连接网络，孔内采用毫秒长延时1-14段的非电导爆管雷管，外部起爆网络采用同段低段位雷管簇并联结：

掏槽区和上下扩槽区爆破，上下扩槽区辅助掏槽区炮孔形成槽腔和扩大槽腔体积，之后辅助崩抬区爆破，再之后辅助崩落区爆破，辅助崩落区利用掏槽区和上扩槽区炮孔爆破后形成的有效槽腔，从最下排至最上排依次爆破，最后光爆区爆破。爆破结果如图5所示。

作为选择，为了降尘，可采用水袋与阻泥和炸药混装法完成钻眼成孔炸药的装填。

作为示例，采取前述爆破方法的某高铁隧道工程，如图3所示，高铁单线断面炮孔布置示意图，图中炮孔的点端代表孔口，线条代表炮孔指向。掏槽区是由3排、10列左右对称的水平倾斜炮孔组合而成，上扩槽区为掏槽区上方紧邻的一排上仰炮孔，下扩槽区为掏槽区下方紧邻的一排下耷炮孔，辅助崩落区为上扩槽区上方的5排上仰炮孔，辅助崩抬区为下扩槽区下方的1排下耷炮孔，光爆区为凿岩工作面的周边的1圈炮孔。爆破用雷管优选LP非电高强度高精度导爆管雷管（由澳瑞凯公司（orica）与南岭民爆合资生产，专门为隧道和高进尺地下矿研发的一款产品，其高精度、多段位、差异化的特点，能有效实现对爆能释放时间的控制，实现爆破预期效果）。

实施例2：

如图2、4所示，本实施例与实施例1基本相同，其区别在于，适用于高铁双线。如图4所示，高铁双线断面炮孔布置示意图，掏槽区是由3排、14列左右对称的水平倾斜炮孔组合而成。

对比例1：

如图6所示，现有技术的高铁单线断面炮孔布置示意图。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种隧道凿岩工程分区控制爆破方法，其特征在于步骤依次为：

1）分区钻孔：将凿岩工作面分为掏槽区、上下扩槽区、辅助崩落区、辅助崩抬区和光爆区，并在各区域钻眼成孔；

凿岩工作面的中部靠下区域为掏槽区，是由3-4排、10列以上左右对称的水平倾斜炮孔组合而成，且倾斜方向为左右炮孔的孔底相距30cm，掏槽孔间抵抗线取值为75cm，掏槽高度1.5m，掏槽区炮孔间排距为400～750mm；

凿岩工作面的掏槽区的上下区域为上下扩槽区，上下扩槽区是掏槽区炮孔与辅助崩落区炮孔及辅助崩抬区炮孔的连接区域，上下扩槽区炮孔间排距为500～800mm，炮孔倾斜方向指向所连接的区域炮孔；

凿岩工作面的上扩槽区的上方连接区域为辅助崩落区，炮孔间排距为800mm以上，炮孔倾斜方向与上扩槽区炮孔倾斜方向一致；

凿岩工作面的下扩槽区的下方区域为辅助崩抬区，炮孔间排距为800～1000mm，辅助崩抬区炮孔倾斜方向与下扩槽区炮孔倾斜方向一致；

凿岩工作面的周边环绕区域为光爆区，其炮孔中对应上下扩槽区的炮孔，与上下扩槽区的炮孔倾斜方向一致；对应辅助崩落区的炮孔，与辅助崩落区的炮孔倾斜方向一致；对应掏槽区的炮孔不倾斜，且留有向外插角；

2）炮眼装填：装药采用反向装药，不打底药，装药按段位布置装药分片分组，所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm，除光爆区炮孔为竹片加导爆索间隔绑扎炸药形式外，其它均采用连续装药结构；

3)启爆凿岩断面爆破，起爆网络采用复式连接网络，孔内采用毫秒长延时1-14段的非电导爆管雷管，外部起爆网络采用同段低段位雷管簇并联结：

掏槽区和上下扩槽区爆破，上下扩槽区辅助掏槽区炮孔形成槽腔和扩大槽腔体积，之后辅助崩抬区爆破，再之后辅助崩落区爆破，辅助崩落区利用掏槽区和上扩槽区炮孔爆破后形成的有效槽腔，从最下排至最上排依次爆破，最后光爆区爆破。

2.如权利要求1所述的隧道凿岩工程分区控制爆破方法，其特征在于：采用水袋与阻泥和炸药混装法完成钻眼成孔炸药的装填。