CN109855496B - 隧道中硬岩综合破瓜式深孔掏槽爆破方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种隧道中硬岩综合破瓜式深孔掏槽爆破方法，涉及隧道施工技术领域，包括点出炮眼位置、打眼、清理炮孔、装药以及爆破等步骤，采用双阶同深楔形掏槽，并在掏槽爆破盲区采用加强补充掏槽眼，从外观看象“破瓜式”综合掏槽爆破，比双阶不同深楔形掏槽、单纯的双阶同深楔形掏槽，爆破效果要提高30％～50％。本发明实现深孔爆破，加快施工进度，增加经济效益，形成良性工作循环。

Description

隧道中硬岩综合破瓜式深孔掏槽爆破方法

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，特别是涉及一种隧道中硬岩综合破瓜式深孔掏槽爆破方法。

背景技术

在隧道施工过程中，常会遇见隧道地质复杂，施工困难的问题，如月直山隧道全长14085m，单洞双线。隧道地质为中层状板岩、中厚层～厚层状变质砂岩、薄～中层状千枚岩。岩石硬度系数f＝4～9，属于中硬岩。段内发育一向斜与一处背斜构造，向斜轴部及小里程端一翼岩层倾角较缓。段内发育3条断层。地表水及地下水较发育，其中震旦系上统观音崖组地层含石膏，水质具有侵蚀性。最大涌水量Q＝80000m/d，不良地质为岩溶、岩堆、高地应力、危岩落石、高地温，无特殊岩土。

通常隧道采用两台阶法施工，上台阶采用单阶楔形掏槽眼方式，掏槽眼倾角65°左右，限制了掏槽眼深度只能在2.5m以下，辅助眼、周边眼深度在2.0～2.3m，又不习惯封堵炮泥，爆破后进尺很不理想，爆破后岩块度在0.3～1.5m，最大2.7m，不利于侧卸式装载机装碴。每炮进尺一般在1.2～2.1m，每月进度在40～60m。

现有的隧道施工方法普遍存在以下缺点：

第一、掏槽眼角度太小，倾斜太大，深度太短，又没有封堵炮泥，辅助眼、周边眼深度跟着小，导致爆破效率差，进尺低，大块岩石多，造成装碴效率低，甚至要单独处理大块岩石，很是耽误时间；

第二、因掏槽眼角度太小，导致掏槽眼和第一圈辅助眼底部间距过大，造成掏槽盲区，爆破后剩余残眼多，炮眼利用率低，自然进尺低；

第三、光面爆破效果差，超挖部分要多出碴，多喷射混凝土，欠挖部分要补爆耽误时间，造成材料浪费，工期延误，经济效益差，工人工资低，积极性不高，形成恶性循环。

发明内容

本发明的目的是提供一种隧道中硬岩综合破瓜式深孔掏槽爆破方法，以解决现有技术所存在的上述问题，实现深孔爆破，加快施工进度，增加经济效益，形成良性工作循环。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种隧道中硬岩综合破瓜式深孔掏槽爆破方法，包括以下步骤：

1)、在上一循环喷射完混凝土、确保安全的条件下，架设全站仪，在掌子面打出标高和隧道中线，按照隧道上台阶断面尺寸在岩石上点出待开挖炮眼的位置；

2)、将开挖台车平移到掌子面放稳、垫平，将检修好的手持式风动凿岩机、3m和5m长带钻头的钎杆，按使用和备用需要放置在掌子面、开挖台车三层平台上，接好风、水管路，接上电源照明；

3)、按预先设计，定区域、定人员、定眼数打眼；

4)、打完所有炮眼后，将炮孔清理干净，同时将风动凿岩机、带钻头的钎杆、高压橡胶风带收拾好，归运到固定存放地点；

5)、将在安全地点做好的炮头运到掌子面、台车三层平台上，对开挖好的炮眼进行装药；

6)、采用大亲联上台阶全断面爆破方式，进行放炮，放炮后通风15分钟，确定安全后，检查爆破情况，如没有发现落炮、瞎炮，则可进行出碴，否则进行排险。

优选的，所述炮眼包括周边眼、辅助眼、掏槽眼、补掏眼和底眼。

优选的，所述掏槽眼为楔形掏槽眼，且设置有两圈，形成双阶同深楔形掏槽眼。

优选的，所述步骤3)中掏槽眼、补掏眼和底眼深度4.8m，辅助眼和周边眼深度4.5m，每个循环打134个炮眼。

优选的，所述步骤4)中通过扫眼器连接到高压风管上，对炮孔进行清理。

优选的，所述步骤5)中掏槽眼、补掏眼、辅助眼和底眼均采用正向连续装药结构，炸药均装到炮眼底部，剩余炮孔全用炮泥封堵。

优选的，所述步骤5)中第一圈掏槽眼先装3个药，装一个炮头，再装两节炮泥，然后装3个药，再装一个同段号的炮头，再用炮泥封堵。

优选的，所述步骤5)中周边眼采用竹片每隔150mm绑1节炸药，炮头放在最外，采用正向间隔装药，孔口放入2节水炮泥封全。

优选的，所述炸药采用规格φ32mm×300mm×300g的2号岩石乳化炸药，殉爆距离260mm。

优选的，使用规格直径φ35mm×300mm的火腿肠袋，将和好的粘土稠浆装袋并用短截铝线将袋口扎死，制成稠泥浆的炮泥。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

1、本发明双阶同深楔形盲区加强直眼综合破瓜式深孔掏槽立体爆破方法，大幅度提高了爆破进尺，加快了施工速度，提高了工人的工作积极性，形成了良性工作循环；

2、加工制作和使用火腿肠式粘稠炮泥，应用竹片实现周边眼空气柱间隔装药爆破，节约了炸药，保证了光面爆破取得良好效果，不仅少出碴，少喷射混凝土，加快了出碴和初支施工速度，而且减小了周边爆破岩石松动圈，保证了岩层的稳定，确保了施工安全；

3、掏槽眼、辅助眼和底眼实现了泥压爆破，使爆生气体和爆炸应力波对岩石的破裂时间延长，增大了孔底爆力，炮孔长度得到了充分的利用，大大减少了剩余炮孔长度，不仅加快了施工进度，而且吸收了炸药爆炸产生的有害气体，净化了施工环境，还减少了爆破振动，特别是夜间爆破，减少了扰民。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中开挖炮眼布置图；

图2为本发明中开挖炮眼深度图；

图3为图1的A-A剖面图；

其中，1、掌子面，2、掏槽盲区，3、隧道中线，T、掏槽眼，BT、补掏眼，F、辅助眼，Z、周边眼，D、底眼。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种隧道中硬岩综合破瓜式深孔掏槽爆破方法，以解决现有技术所存在的上述问题，实现深孔爆破，加快施工进度，增加经济效益，形成良性工作循环。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

本发明提供一种隧道中硬岩综合破瓜式深孔掏槽爆破方法，包括以下步骤：

1、测量人员在上一循环喷射完混凝土、确保安全的条件下，架设全站仪，在掌子面打出标高和隧道中线，按照隧道上台阶断面尺寸在岩石上用红油漆点出周边眼位、第一圈辅助眼、两圈楔形掏槽眼和补掏眼的位置；

2、将开挖台车平移到掌子面放稳、垫平，将检修好的手持式风动凿岩机、3m和5m长带钻头的钎杆，按使用和备用需要放置在掌子面、开挖台车三层平台上，接好风、水管路，接上电源照明；

3、按图1-3所示，定区域、定人员、定眼数打眼，尤其是要选定经验丰富、操作熟练、目测准确的打眼工来打两圈掏槽眼和补掏眼，特别掌握好掏槽角度、平直度、深度以及孔底的间距，这是掏槽爆破成败的关键。掏槽眼、补掏眼和底眼深度4.8m，辅助眼和周边眼深度4.5m，每个循环打134个炮眼；

4、打完所有炮孔后，将扫眼器连接到高压风管上，把炮孔内水、碎碴、岩粉、泥浆等全部吹出，清理干净，同时将风动凿岩机、钻杆、高压橡胶风带收拾好，归运到固定存放地点；

5、将在安全地点做好的炮头运到掌子面、台车三层平台上，掏槽眼、补掏眼、辅助眼、底眼均采用正向连续装药结构，炸药均装到炮眼底部，剩余炮孔全用炮泥封堵；其中第一圈掏槽眼先装3个药，装一个炮头，再装两节炮泥，然后装3个药，再装一个同段号的炮头，再用炮泥封堵。周边眼采用竹片每隔150mm绑1节炸药(规格φ32mm×300mm×300g的2号岩石乳化炸药殉爆距离260mm)，炮头放在最外，属于正向间隔装药，孔口放入2节湿软的水炮泥封全；

6、采用大亲联上台阶全断面爆破方式；将设备撤到安全界线，人员躲炮距离直线不小于200m，拐弯洞室75m，班长发出放炮指令，放炮员按规定动作放炮。放炮后通风15分钟，确定安全后，由安全员、放炮员和班长到掌子面检查爆破情况，如没有发现落炮、瞎炮，则可进行出碴，否则要按预案进行排险。

具体地，本实施中在双线隧道大断面中硬岩层，采用双阶同深楔形掏槽，并在掏槽爆破盲区采用加强补充掏槽眼(简称补掏眼)，从外观看象“破瓜式”综合掏槽爆破，比双阶不同深楔形掏槽、单纯的双阶同深楔形掏槽，爆破效果要提高30％～50％。尤其避免了爆破后中间竖向部位岩石突出一块，辅助眼位置进尺还深一些的局面，最终爆破后掌子面较为平整，有利于下一个钻爆循环开展工作。

在本实施例中，使用规格直径φ35mm×300mm的火腿肠袋，采用机械将和好的粘土稠浆装袋并用短截铝线将袋口扎死，制成稠泥浆炮泥。

在本实施例中，掏槽眼、补掏眼、辅助眼、周边眼和底眼全部采取孔底集中装药外，剩余炮孔长度全部用规格直径φ35mm×300mm的“泥浆炮泥”封堵。尤其是第一圈掏槽眼采用两节炮泥间隔装药，且在同一炮孔内增加了1个同段号雷管，周边眼采用空气柱间隔装药，整个断面前后左右形成立体毫秒延期爆破，特别是第一圈掏槽眼距离孔口端起爆阻止了距孔底端爆炸气体外泄，所有炮孔均封堵炮泥，均延长了爆生气体在孔内的膨胀作用和应力波对岩石的破裂时间，减少了残眼长度，提高了炮眼利用率和爆破进尺。

在本实施例中，第一圈掏槽眼装两个同段号的炮头，中间用2节炮泥间隔，相对爆炸均匀，减小了掏槽爆破的岩石块度。底眼最后起爆，有利于崩落的岩石进行二次碰撞，使大块岩石进行了二次破碎，控制了岩石的爆破块度，有利于侧卸式铲车装碴和自卸式运碴车卸碴，加快了装碴运碴速度。

本实施例中铁路双线隧道中硬岩双排同深楔形盲区加强直眼综合破瓜式深孔掏槽泥压爆破参数设计，如下表所示：

本实施例中铁路双线隧道中硬岩双排同深楔形盲区加强直眼综合破瓜式深孔掏槽泥压爆破原始条件及爆破效果，如下表所示：

本实施例中采用双排同深楔形盲区加强直眼综合破瓜式深孔掏槽泥压爆破方法，每个循环打134个有效炮眼，掏槽眼和底眼深度均4.8m，其它炮眼4.5m，共装药267.6Kg，每炮进尺3.6～4.4m，平均4.2m，平均炮眼利用率达到93.3％，单位耗药量1.08Kg/m³。每炮进尺比原来的1.2～2.2m提高1.8～3.4倍。现在每天1炮，去除影响时间，每月进度突破120m，比原来40～60m提高1.6～3.0倍。同时光面爆破取得了很好的效果。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种隧道中硬岩综合破瓜式深孔掏槽爆破方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)、在上一循环喷射完混凝土、确保安全的条件下，架设全站仪，在掌子面打出标高和隧道中线，按照隧道上台阶断面尺寸在岩石上点出待开挖炮眼的位置；所述炮眼包括周边眼、辅助眼、掏槽眼、补掏眼和底眼；所述掏槽眼为楔形掏槽眼，且设置有两圈，形成双阶同深楔形掏槽眼；

2)、将开挖台车平移到掌子面放稳、垫平，将检修好的手持式风动凿岩机、3m和5m长带钻头的钎杆，按使用和备用需要放置在掌子面、开挖台车三层平台上，接好风、水管路，接上电源照明；

3)、按预先设计，定区域、定人员、定眼数打眼；

4)、打完所有炮眼后，将炮孔清理干净，同时将风动凿岩机、带钻头的钎杆、高压橡胶风带收拾好，归运到固定存放地点；

5)、将在安全地点做好的炮头运到掌子面、台车三层平台上，对开挖好的炮眼进行装药；

6)、采用大并联上台阶全断面爆破方式，进行放炮，放炮后通风15分钟，确定安全后，检查爆破情况，如没有发现落炮、瞎炮，则可进行出碴，否则进行排险；

所述步骤5)中掏槽眼、补掏眼、辅助眼和底眼均采用正向连续装药结构，炸药均装到炮眼底部，剩余炮孔全用炮泥封堵；

所述步骤5)中第一圈掏槽眼先装3个药，装一个炮头，再装两节炮泥，然后装3个药，再装一个同段号的炮头，再用炮泥封堵；

周边眼采用空气柱间隔装药，整个断面前后左右形成立体毫秒延期爆破。

2.根据权利要求1所述的隧道中硬岩综合破瓜式深孔掏槽爆破方法，其特征在于：所述步骤3)中掏槽眼、补掏眼和底眼深度4.8m，辅助眼和周边眼深度4.5m，每个循环打134个炮眼。

3.根据权利要求2所述的隧道中硬岩综合破瓜式深孔掏槽爆破方法，其特征在于：所述步骤4)中通过扫眼器连接到高压风管上，对炮孔进行清理。

4.根据权利要求3所述的隧道中硬岩综合破瓜式深孔掏槽爆破方法，其特征在于：所述步骤5)中周边眼采用竹片每隔150mm绑1节炸药，炮头放在最外，采用正向间隔装药，孔口放入2节水炮泥封全。

5.根据权利要求4所述的隧道中硬岩综合破瓜式深孔掏槽爆破方法，其特征在于：所述炸药采用规格φ32mm×300mm×300g的2号岩石乳化炸药，殉爆距离260mm。

6.根据权利要求5所述的隧道中硬岩综合破瓜式深孔掏槽爆破方法，其特征在于：使用规格直径φ35mm×300mm的火腿肠袋，将和好的粘土稠浆装袋并用短截铝线将袋口扎死，制成稠泥浆的炮泥。

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