CN106368606A - 一种隧道光面爆破钻孔施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道光面爆破钻孔施工方法，包括以下步骤：在凿岩机上安装一个钻机方向控制器，所述钻机方向控制器用于直接显示钻机的上下、左右偏斜方向；在凿岩机进入隧道洞之前，对隧道中线进行线路要素段划分，按线路要素段计算每段隧道中线的方位角，所述线路要素段包括直线段、直缓段、缓圆段、圆曲段、圆缓段、缓直段；所述方位角为每段隧道中线与正北方向的夹角α；在凿岩机进入隧道后，对每段隧道将钻机方向控制器的角度设置成该角度α，钻机操作手保持钻机按照该α角度钻进，确保按照设计的钻机方向进行钻进，从而控制周边眼的深度。本发明解决了人工开挖时凭经验施工的粗放式施工，实现了隧道开挖凿岩机钻进方向的精确定位。

Description

一种隧道光面爆破钻孔施工方法

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，尤其涉及一种隧道光面爆破钻孔施工方法。

背景技术

隧道开挖是隧道施工中的关建工序。超挖过多、不仅因出渣量和衬砌量增多而提高工程造价，而且由于局部超挖会产生应力集中，影响围岩稳定性。欠挖则直接影响衬砌厚度，必须进行处理，处理起来费时、费力、所以隧道开挖必须控制好超欠挖，不利于下道工序的正常进行。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种隧道光面爆破钻孔施工方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种隧道光面爆破钻孔施工方法，包括以下步骤：

1)在凿岩机上安装一个钻机方向控制器，所述钻机方向控制器用于直接显示钻机的上下、左右偏斜方向；所述钻机方向控制器包括电子指南显示器和电子水平显示器；所述电子指南显示器用于控制钻机钻进平面方向，确保钻机按照隧道线型钻进；所述电子水平显示器用于控制钻机竖直方向，确保钻进按照隧道坡度钻进；

2)在凿岩机进入隧道洞之前，对隧道中线进行线路要素段划分，按线路要素段计算每段隧道中线的方位角，所述线路要素段包括直线段、直缓段、缓圆段、圆曲段、圆缓段、缓直段；所述方位角为每段隧道中线与正北方向的夹角α；

3)在凿岩机进入隧道后，对每段隧道将钻机方向控制器的角度设置成该角度α，钻机操作手保持钻机按照该α角度钻进，确保按照设计的钻机方向进行钻进，从而控制周边眼的深度。

按上述方案，α角度的计算如下：

α＝90°*N–β (N＝1,2,3,4)

其中，β为隧道线路中线坐标方位角，N为α角所在象限，坐标系的建立如下，以大地坐标系的(0,0)为原点，以正北方向为x轴，以水平方向为y轴。

按上述方案，所述电子指南显示器和电子水平显示器均包括电子显示屏，指南针及管水准气泡，用于分别显示钻机的上下及左右偏斜方向。

本发明产生的有益效果是：本发明解决了人工开挖时凭经验施工的粗放式施工，实现了隧道开挖凿岩机钻进方向的精确定位，保证隧道周边眼的方向，控制超挖或欠挖，降低施工成本，减少对隧道的二次扰动，避免应力集中，确保隧道施工安全。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的方法流程图；

图2是本发明实施例的光面爆破炮眼布置图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图2所示，施工准备进行光面爆破炮眼布置工作：顺着隧道拱部轮廓线，逐圈布置炮眼。标出掏槽眼和周边眼的位置，严格按照炮眼的设计位置、深度、角度和炮眼直径进行钻眼。其中炮眼的角度尤为重要，直接影响光面爆破的效果，炮眼角度的控制采用“钻机方向控制器”进行控制。

如图1所示，一种隧道光面爆破钻孔施工方法，包括以下步骤：

1)在凿岩机上安装一个钻机方向控制器，所述钻机方向控制器用于直接显示钻机的上下、左右偏斜方向；所述钻机方向控制器包括电子指南显示器和电子水平显示器；所述电子指南显示器用于控制钻机钻进平面方向，确保钻机按照隧道线型钻进；所述电子水平显示器用于控制钻机竖直方向，确保钻进按照隧道坡度钻进。所述电子指南显示器和电子水平显示器均包括电子显示屏，指南针及管水准气泡，用于分别显示钻机的上下及左右偏斜方向。

2)在凿岩机进入隧道洞之前，对隧道中线进行线路要素段划分，按线路要素段计算每段隧道中线的方位角，所述线路要素段包括直线段、直缓段、缓圆段、圆曲段、圆缓段、缓直段；所述方位角为每段隧道中线与正北方向的夹角α；

α角度的计算如下：

α＝90°*N–β (N＝1,2,3,4)

其中，β为隧道线路中线坐标方位角。N为α角所在象限，坐标系的建立如下，以大地坐标系的(0,0)为原点，以正北方向为x轴，以水平方向为y轴。

已知每段隧道中线的两个端点A(xa,ya)、B(xb,yb)两点的坐标计算方位角β，β＝R_AB

${\mathrm{tan\α}}_{AB}=\frac{y_B-y_A}{x_B-x_A}=\frac{{\mathrm{\Δy}}_{AB}}{{\mathrm{\Δx}}_{AB}}$

$R_{AB}=\arctan \frac{y_B-y_A}{x_B-x_A}=\arctan \frac{{\mathrm{\Δy}}_{AB}}{{\mathrm{\Δx}}_{AB}}$

方位角：从标准方向的北端起，顺时针方向到直线的水平角称为该直线的方位角。方位角的取值范围为0°～360°。

3)在凿岩机进入隧道后，对每段隧道将钻机方向控制器的角度设置成该角度α，钻机操作手根据每段隧道的长度和对应的方位角保持钻机按照该α角度钻进，确保按照设计的钻机方向进行钻进，从而控制周边眼的深度。

隧道光面爆破施工是为了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，充分发挥围岩的自稳作用，确保施工安全，同时，又能减少超、欠挖，提高工程质量和效率，节约成本。因此，隧道光面爆破控制尤为重要，光面爆破是否理想，受爆破药量、周边眼深度影响最大，其中，周边眼的钻眼精度，受工程施工规范、验收标准和设计要求的超欠挖控制，在使用凿岩机作业时，钻机沿着隧道设计轮廓线进行钻进，既可以快速实现隧道开挖部位钻孔方向的定位，又能控制隧道超欠挖。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种隧道光面爆破钻孔施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在凿岩机上安装一个钻机方向控制器，所述钻机方向控制器用于直接显示钻机的上下、左右偏斜方向；所述钻机方向控制器包括电子指南显示器和电子水平显示器；所述电子指南显示器用于控制钻机钻进平面方向，确保钻机按照隧道线型钻进；所述电子水平显示器用于控制钻机竖直方向，确保钻进按照隧道坡度钻进；

2)在凿岩机进入隧道洞之前，对隧道中线进行线路要素段划分，按线路要素段计算每段隧道中线的方位角，所述线路要素段包括直线段、直缓段、缓圆段、圆曲段、圆缓段、缓直段；所述方位角为每段隧道中线与正北方向的夹角α；

3)在凿岩机进入隧道后，对每段隧道将钻机方向控制器的角度设置成该角度α，钻机操作手保持钻机按照该α角度钻进，确保按照设计的钻机方向进行钻进，从而控制周边眼的深度。

2.根据权利要求1所述的隧道光面爆破钻孔施工方法，其特征在于，α角度的计算如下：

α＝90°*N–β，

其中，β为隧道线路中线坐标方位角，N为α角所在象限，N＝1,2,3,4；坐标系的建立如下，以大地坐标系的(0,0)为原点，以正北方向为x轴，以水平方向为y轴。

3.根据权利要求1所述的隧道光面爆破钻孔施工方法，其特征在于，所述电子指南显示器和电子水平显示器均包括电子显示屏，指南针及管水准气泡，用于分别显示钻机的上下及左右偏斜方向。