CN107191189A - 超小净距隧道控制爆破施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了超小净距隧道控制爆破施工方法,具体包括以下施工步骤:施工前准备工作;制度施工方案、测量定位;左洞施工;右洞施工。本发明的有益效果是:本发明能够有效的实现超小净距隧道安全、高效控制爆破;本发明能够有效的降低爆破振动对中间岩柱的损害;本发明能够有效的节约施工成本,经济效益显著;本发明能够有效的缩短施工工期。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域,具体的说,是超小净距隧道控制爆破施工方法。
背景技术
我国国土面积的三分之二是山地和丘陵,因而在铁路与公路建设中隧道众多,剧最新资料统计,我国隧道总数已达10000座,总长达达550KM,分别是改革开放之初的90.8倍,是世界上隧道最多的国家;从最近几年的建设规模和速度来看,铁路隧道和公路隧道约以每年300和150km的建设速度增长,正在规划、设计和建设中的南水北调、西气东输和水电工程等隧道和地下工程燕尾式双隧道越来越多,隧道净距越来越小,采用现有的爆破方法进行隧道爆破存在较多的施工缺陷,如:施工工艺复杂、工期紧、施工难度大以及施工安全不能得到有效地保障。
发明内容
本发明的目的在于提供超小净距隧道控制爆破施工方法,能够有效地实现安全、高效的控制爆破,能够较大降低爆破振动对中间岩柱的损害。
本发明通过下述技术方案实现:超小净距隧道控制爆破施工方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤S1:施工前准备工作;制度施工方案、测量定位;
步骤S2:左洞施工;具体包括以下施工步骤:
步骤S21:左洞上导开挖;
步骤S22:左洞上导起爆;包括起爆网络连接以及起爆;所述起爆顺序从预裂孔开始,然后依次爆破掏槽孔、扩槽孔、底板孔、辅助孔、光爆孔;
步骤S23:左洞下导开挖:下导分为下导I区和下导II区,下导爆破开挖坚持预裂先行,沿中间岩柱一侧钻预裂孔;
步骤S24:左洞下导起爆:下导爆破分为两次爆破,具体为下导I区爆破和下导II区爆破;具体包括以下步骤:
步骤S241:临近中间岩柱一侧有效进尺1.2m,另一侧有效进尺2.4m,同时起爆;
步骤S242:在I区爆破清渣完毕后,立即进行支护;在支护的同时钻II区炮孔;待I区支护完毕后,起爆II区炮孔,然后清渣支护;在施工两个区域支护时,II区支护未结束,进行下一循环钻孔;
步骤S3:右洞施工:具体包括以下施工步骤:
步骤S31:右洞开挖,所述右洞开挖在左洞掘进30m、做好初衬并在喷射混凝土凝固后进行;所述右洞开挖包括右洞上导开挖和右洞下导开挖及起爆;具体包括以下施工步骤:
步骤S311:右洞上导开挖;在临近中间岩柱一侧沿开挖线自下而上钻两排炮孔,所述炮孔分为内预裂孔、外预裂孔,所述外预裂孔分三节,各孔装药;所述内预裂孔分五节,各孔装药;
步骤S312:在洞身中轴线远离中间岩柱一侧布置斜向下掏槽孔,所述倾角为40°,落底距掌子面1.2~1.3m,集中装药;设置辅助孔;同时在距斜向下掏槽孔底孔0.8m出设置底板孔;
步骤S313:右洞上导起爆,起爆顺序与左洞上导起爆一致;
步骤S32:右洞下导开挖及起爆,完成施工。
进一步地,为了更好的实现本发明,所述步骤S1具体是指:首先对开挖方案进行分析,选择左右线隧道施工前后错开施工,单洞采用台阶法上下两部分层开挖的施工方案,左洞后开挖时,靠近中间岩柱一侧采用预裂爆破扩大预裂缝宽度,增大爆破振动的衰减率;通过对装药结构和起爆方式处理分析,选择间隔不耦合装药,反向起爆形式;对比不同的掏槽方向上的能量分散方向,形成“下向倾斜掏槽,双层预裂”控制爆破施工方案。
进一步地,为了更好的实现本发明,所述步骤S21具体是指:首先施工堵头墙,待堵头墙施工完毕,实施左洞开挖,左洞开挖采用传统钻爆法,分多次循环有效进尺,沿中间岩柱一侧实施预裂爆破,掏槽位置偏离洞身中轴线的右侧。
进一步地,为了更好的实现本发明,所述步骤S21具体包括以下施工步骤:
步骤S211:临近中间岩柱一侧沿开挖线自下而上钻一排炮孔,所述炮孔分四节,隔孔装药;
步骤S212:在洞身中轴线远离中间岩柱一侧布置复式V型掏槽孔,掏槽孔分两排,掏槽孔两侧为扩孔槽,扩槽孔为平行钻孔;布置底板孔与掏槽孔,所述底板孔和掏槽孔分别与扩槽孔最底孔相距0.8m。
进一步地,为了更好的实现本发明,所述步骤S31中右洞开挖采用双层预裂和斜向下掏槽工艺,临近预裂孔和周边孔的辅助孔单孔起爆,并及时支护。
进一步地,为了更好的实现本发明,所述步骤S31中的炮孔、斜向下掏槽孔、辅助孔以及底板孔均采用岩屑填塞。
进一步地,为了更好的实现本发明,所述步骤S32中右洞下导开挖及起爆与左洞下导开挖爆破施工方法相同。
进一步地,为了更好的实现本发明,在施工过程中,做好现场质量保证措施和安全保证措施。
本发明与现有技术相比,具有以下优点及有益效果:
(1)本发明能够有效的实现超小净距隧道安全、高效控制爆破;
(2)本发明能够有效的降低爆破振动对中间岩柱的损害;
(3)本发明能够有效的节约施工成本,经济效益显著;
(4)本发明能够有效的缩短施工工期。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明,但本发明的实施方式不限于此。
实施例1:
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化,超小净距隧道控制爆破施工方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤S1:施工前准备工作。制度施工方案、测量定位。所述步骤S1具体是指:首先对开挖方案进行分析,选择左右线隧道施工前后错开施工,单洞采用台阶法上下两部分层开挖的施工方案,左洞后开挖时,靠近中间岩柱一侧采用预裂爆破扩大预裂缝宽度,增大爆破振动的衰减率。通过对装药结构和起爆方式处理分析,选择间隔不耦合装药,反向起爆形式。对掏槽形式,对比不同的掏槽方向上的能量分散方向,形成“下向倾斜掏槽,双层预裂”控制爆破施工方案。
步骤S2:左洞施工。具体包括以下施工步骤:
步骤S21:左洞上导开挖。具体包括以下施工步骤:
步骤S211:临近中间岩柱一侧沿开挖线自下而上钻一排炮孔,所述炮孔分四节,隔孔装药。
步骤S212:在洞身中轴线远离中间岩柱一侧布置复式V型掏槽孔,掏槽孔分两排,掏槽孔两侧为扩孔槽,扩槽孔为平行钻孔。布置底板孔与掏槽孔,所述底板孔和掏槽孔分别与扩槽孔最底孔相距0.8m。
步骤S22:左洞上导起爆。对装药情况进行检查,进行起爆连接,在起爆前,设置安全警戒线,所述起爆顺序从预裂孔开始,然后依次爆破掏槽孔、扩槽孔、底板孔、辅助孔、光爆孔。
所述起爆顺序从预裂孔开始,再是掏槽孔,再到扩槽孔,随时是底板孔,再到辅助孔,最后是光爆孔。
步骤S23:左洞下导开挖:下导分为下导I区和下导II区,下导爆破开挖坚持预裂先行,沿中间岩柱一侧钻预裂孔。
步骤S24:左洞下导起爆:下导分为下导I区和下导II区两次爆破。具体包括以下步骤:
步骤S241:临近中间岩柱一侧有效进尺1.2m,另一侧有效进尺2.4m,同时起爆。
步骤S242:在I区爆破清渣完毕后,立即进行支护。在支护的同时钻II区炮孔。待I区支护完毕后,起爆II区炮孔,然后清渣支护。在做两个区域支护时,II区支护未结束,可进行下一循环钻孔。
步骤S3:右洞施工:首先施工堵头墙,待堵头墙施工完毕,实施左洞开挖,左洞开挖采用传统钻爆法,分多次循环有效进尺,沿中间岩柱一侧实施预裂爆破,掏槽位置偏离洞身中轴线的右侧,以减弱地震波对中间岩柱的扰动度。具体包括以下施工步骤:
步骤S31:右洞开挖,所述右洞开挖在左洞掘进30m、做好初衬并在喷射混凝土凝固后进行。右洞开挖必须坚持双层预裂和斜向下掏槽工艺,临近预裂孔和周边孔的辅助孔单孔起爆,并及时支护。
所述步骤S31右洞开挖包括右洞上导开挖和右洞下导开挖及起爆。具体包括以下施工步骤:
步骤S311:右洞上导开挖。临近中间岩柱一侧沿开挖线自下而上钻两排炮孔,所述炮孔分为内预裂孔、外预裂孔,所述外预裂孔分三节,各孔装药。所述内预裂孔分五节,各孔装药。
步骤S312:在洞身中轴线远离中间岩柱一侧布置斜向下掏槽孔, 所述斜向下掏槽孔为斜向下,倾角角度约为40°,落底距掌子面1.2~1.3m,集中装药。设置辅助孔。同时在距斜向下掏槽孔底孔0.8m出设置底板孔。
步骤S313:右洞上导起爆,起爆顺序与左洞上导起爆一致。
步骤S32:右洞下导开挖及起爆,对爆后的情况进行检查处理,并对爆破效果进行质量鉴定,完成施工。所述步骤S32中右洞下导开挖及起爆与左洞下导开挖爆破施工方法相同。
本实施例的其他部分与上述实施例相同,故不再赘述。
实施例2:
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化,所述步骤S31中的炮孔、斜向下掏槽孔、辅助孔以及底板孔均采用岩屑填塞。
需要说明的是,通过上述改进,按照上述施工,抗压、抗拉强度和承载能力均有大幅度提升。
本实施例的其他部分与上述实施例相同,故不再赘述。
实施例3:
超小净距隧道控制爆破施工方法,包括以下步骤:
步骤A:对开挖方案进行分析,选择左右线隧道施工前后错开施工,单洞采用台阶法上下两部分层开挖的施工方案,左洞后开挖时,靠近中间岩柱一侧采用预裂爆破扩大预裂缝宽度,增大爆破振动的衰减率。通过对装药结构和起爆方式处理分析,选择间隔不耦合装药,反向起爆形式。对掏槽形式,对比不同的掏槽方向上的能量分散方向,形成“下向倾斜掏槽,双层预裂”控制爆破施工方案。
步骤B:
首先施工堵头墙,待堵头强施工完毕,实施左洞开挖,左洞开挖采用传统钻爆法,每循环有效进尺1.8m,沿中间岩柱一侧实施预裂爆破,掏槽位置偏离洞身中轴线的右侧,以减弱地震波对中间岩柱的扰动度。
待中间岩柱厚度大于2m时,掏槽孔中心位置可随围岩条件而定,到不能超越中轴线,如围岩变为三级,有效进尺最大可增至2.4m。
步骤B1:左洞上导开挖。
临近中间岩柱一侧沿开挖线自下而上钻一排炮孔,所述炮孔的孔距350mm、孔径42mm、抵抗线500mm、孔深2.2mm、单孔药量375g,分四节,隔孔装药。
在洞身中轴线远离中间岩柱一侧布置复式V型掏槽孔,掏槽孔分两排,间距0.8,倾角60°,孔深2.3m,单孔药量1.05kg,掏槽孔两侧为扩孔槽,扩孔槽孔深2.1m,孔距0.8m,排距0.7m,均为评选钻孔,单孔药量750g。
掏槽孔上部辅助孔均向下倾斜15°-18°角,孔深2.1m,孔距1m,排距0.8m,单孔药量750g。底板孔、掏槽孔分别与扩槽孔最底孔相距0.8m,孔距0.8m,单孔药量750g。光爆孔孔深2.2m,孔距0.5m,最小抵抗线0.7m, 单孔药量450g。对装药情况进行检查,进行起爆连接,在起爆前,设置安全警戒线,起爆顺序依次为:预裂孔、掏槽孔、扩槽孔、底板孔、辅助孔、光爆孔。
步骤B2:左洞下导开挖:
下导高3.8m,上部宽6.72。下导爆破开挖坚持预裂先行,沿中间岩柱一侧钻预裂孔。(因中间岩柱距炮孔已达0.9m,爆破区域有两个临空面,可有效减少爆破振动,故预裂孔孔距为0.3m,隔孔装药,辅助炮孔一隧道中轴线分I区和II区两部分)临近中间岩柱一侧为II区辅助孔,孔深1,4m,孔距0.8m,排距0.7m,单孔药量300g。I区辅助孔深2.0m,孔距1m,排距0.7m,均为集中装药。光爆孔孔距0.5m,孔深2.6m,单孔药量600g,分七节,不耦合装药,单孔起爆。
下导分为两次爆破,具体为下导I区爆破和下导II区爆破。临近中间岩柱一侧有效进尺1.2m,另一侧有效进尺2.4m,同时起爆。I区爆破清渣完毕后,立即进行支护。在支护的同时钻II区炮孔。待I区支护完毕后,起爆II区炮孔,然后清渣支护。在做两个区域支护时,II区支护未结束,可进行下一循环钻孔,但绝不允许爆破。
步骤B3:右洞施工:
右洞开挖必须在左洞掘进30m,并做好初衬,喷射混凝土到达一定强度后进行,左洞开挖后,中间岩柱侧面临空,最小厚度为0.61m,因此保证中间岩柱的安全和稳定是重中之重。
右洞开挖,必须坚持双层预裂和斜向下掏槽工艺,临近预裂孔和周边孔的辅助孔单孔起爆,有效进尺为1.2m(安装两榀钢格栅),并及时支护。但中间岩柱大于2m后,可将双层预裂孔变为单排预裂孔,斜向下掏槽孔变为V型掏槽,孔距可增大至350mm,但必须保留空孔和不耦合装药方法,有效进尺为1.8m,(安装四榀钢格栅),工法同左洞上导。
步骤SB31:右洞上导开挖。
右洞分为上、下两部施工,上导5.9,下导3.8m。上导每循环有效进尺为1.2m。临近中间岩柱一侧沿开挖线自下而上钻两排炮孔,分为内、外预裂孔,孔距250mm,孔径42mm,排距250mm,孔深1.6m,外预裂孔单孔药量150g,分三节,各孔装药。内预裂孔单孔药量220g,分五节,各孔装药。
斜向下掏槽孔,孔深1.92m,倾角约为40°,落底距掌子面1.2~1.3m,孔距0.8m,单孔药量750g。集中装药,临近中间岩柱一侧两排孔均为单孔,起爆药量分别为450g和600g。辅助孔均向下倾斜15°~18°,孔深1.4m,单孔药量450g,孔距0.8m,排距0.7m,集中装药。周边孔孔距0.4m,最小抵抗线0.7m, 孔深1.6m,单孔药量220g,分五节。
底板孔为平行孔,孔距0.8m,孔深1.4m,单孔药量450g,距斜向下掏槽孔底孔0.8,主要起翻渣作用,为辅助孔压炮爆破增加塌落空间,所有炮孔必须用岩屑填塞,尤其是掏槽孔。
所有炮孔必须用岩屑填塞,尤其是掏槽孔,上导按此工法作业15个循环以后,此时中间岩柱厚度已增加至1.96m以上,其抗压、抗拉强度和承载能力均有大幅度提升。
对装药情况进行检查,进行起爆连接,在起爆前,设置安全警戒线,起爆顺序依次为:预裂孔、斜向下掏槽孔、扩槽孔、底板孔、辅助孔、光爆孔。
步骤B32:右洞下导开挖及起爆:与左洞下导开挖相同。
本实施例的其他部分与上述实施例相同,故不再赘述。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明做任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化,均落入本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.超小净距隧道控制爆破施工方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤S1:施工前准备工作;制度施工方案、测量定位;
步骤S2:左洞施工;具体包括以下施工步骤:
步骤S21:左洞上导开挖;
步骤S22:左洞上导起爆;包括起爆网络连接以及起爆;所述起爆顺序从预裂孔开始,然后依次爆破掏槽孔、扩槽孔、底板孔、辅助孔、光爆孔;
步骤S23:左洞下导开挖:下导分为下导I区和下导II区,下导爆破开挖坚持预裂先行,沿中间岩柱一侧钻预裂孔;
步骤S24:左洞下导起爆:下导爆破分为两次爆破,具体为下导I区爆破和下导II区爆破;具体包括以下步骤:
步骤S241:临近中间岩柱一侧有效进尺1.2m,另一侧有效进尺2.4m,同时起爆;
步骤S242:在I区爆破清渣完毕后,立即进行支护;在支护的同时钻II区炮孔;待I区支护完毕后,起爆II区炮孔,然后清渣支护;在施工两个区域支护时,II区支护未结束,即可进行下一循环钻孔;
步骤S3:右洞施工:具体包括以下施工步骤:
步骤S31:右洞开挖,所述右洞开挖在左洞掘进30m、做好初衬并在喷射混凝土凝固后进行;所述右洞开挖包括右洞上导开挖和右洞下导开挖及起爆;具体包括以下施工步骤:
步骤S311:右洞上导开挖;在临近中间岩柱一侧沿开挖线自下而上钻两排炮孔,所述炮孔分为内预裂孔、外预裂孔,所述外预裂孔分三节,各孔装药;所述内预裂孔分五节,各孔装药;
步骤S312:在洞身中轴线远离中间岩柱一侧布置斜向下掏槽孔,所述倾角为40°,落底距掌子面1.2~1.3m,集中装药;设置辅助孔;同时在距斜向下掏槽孔底孔0.8m出设置底板孔;
步骤S313:右洞上导起爆,起爆顺序与左洞上导起爆一致;
步骤S32:右洞下导开挖及起爆,完成施工。
2.根据权利要求1所述超小净距隧道控制爆破施工方法,其特征在于:所述步骤S1具体是指:首先对开挖方案进行分析,选择左右线隧道施工前后错开施工,单洞采用台阶法上下两部分层开挖的施工方案,左洞后开挖时,靠近中间岩柱一侧采用预裂爆破扩大预裂缝宽度,增大爆破振动的衰减率;通过对装药结构和起爆方式处理分析,选择间隔不耦合装药,反向起爆形式;对比不同的掏槽方向上的能量分散方向,形成“下向倾斜掏槽,双层预裂”控制爆破施工方案。
3.根据权利要求1所述超小净距隧道控制爆破施工方法,其特征在于:所述步骤S21具体是指:首先施工堵头墙,待堵头墙施工完毕,实施左洞开挖,左洞开挖采用传统钻爆法,分多次循环有效进尺,沿中间岩柱一侧实施预裂爆破,掏槽位置偏离洞身中轴线的右侧。
4.根据权利要求1所述超小净距隧道控制爆破施工方法,其特征在于:所述步骤S21具体包括以下施工步骤:
步骤S211:临近中间岩柱一侧沿开挖线自下而上钻一排炮孔,所述炮孔分四节,隔孔装药;
步骤S212:在洞身中轴线远离中间岩柱一侧布置复式V型掏槽孔,掏槽孔分两排,掏槽孔两侧为扩孔槽,扩槽孔为平行钻孔;布置底板孔与掏槽孔,所述底板孔和掏槽孔分别与扩槽孔最底孔相距0.8m。
5.根据权利要求1所述超小净距隧道控制爆破施工方法,其特征在于,所述步骤S31中右洞开挖采用双层预裂和斜向下掏槽工艺,临近预裂孔和周边孔的辅助孔单孔起爆,并及时支护。
6.根据权利要求1所述超小净距隧道控制爆破施工方法,其特征在于,所述S31中的炮孔、斜向下掏槽孔、辅助孔以及底板孔均采用岩屑填塞。
7.根据权利要求1所述超小净距隧道控制爆破施工方法,其特征在于:所述步骤S32中右洞下导开挖及起爆与左洞下导开挖爆破施工方法相同。
8.根据权利要求1-7任一项所述超小净距隧道控制爆破施工方法,其特征在于:在施工过程中,做好现场质量保证措施和安全保证措施。
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