CN111043924A - 隧道软岩全断面多阶超深孔双头炮塞炮泥封堵高效爆破法 - Google Patents

隧道软岩全断面多阶超深孔双头炮塞炮泥封堵高效爆破法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种隧道软岩全断面多阶超深孔双头炮塞炮泥封堵高效爆破法，涉及隧道爆破技术领域，采用全断面多阶同深倒四菱台型超深孔双头炮塞+粘土炮泥封堵高效爆破方法；其中，炸药用2号岩石乳化炸药，雷管用非电毫秒雷管，起爆网络用导爆管串并联；用风动凿岩机进行钻孔；炮眼布置图：掏槽眼、内圈眼、周边眼和底板眼均为多个，装药结构：掏槽眼连续装药，周边眼间隔装药，内圈眼和底板眼连续装药，掏槽眼、周边眼、内圈眼和底板眼孔口封堵均采用炮塞+炮泥+炮塞；爆破进尺为3.9～4.1m，出碴后用混凝土初喷，封闭围岩。本发明克服现有技术存在的爆破效果差、爆破效率低和安全性差的缺陷，能够提高爆破效果、爆破效率以及安全性。

Description

隧道软岩全断面多阶超深孔双头炮塞炮泥封堵高效爆破法
技术领域
本发明涉及隧道爆破技术领域，特别是涉及一种隧道软岩全断面多阶超深孔双头炮塞炮泥封堵高效爆破法。
背景技术
某高速铁路双线隧道出口工区，设计为IV级软岩，开挖围岩揭示为砂质、炭质页岩，节理裂隙发育，裂隙水较发育，呈串珠状渗漏，自稳性中等偏下，采用全断面钻爆法施工。
(1)采用IVa2支护参数：
①超前支护采用φ42小导管，长4.5m，纵向间距3.0m，每环根数40根，环向间距0.5m。
②初期支护采用喷射混凝土、钢筋网、锚杆、I18型钢。
喷射混凝土：C25混凝土，拱部厚25cm、仰拱厚10cm。
锚杆：拱部140°范围内采用φ25组合中空注浆锚杆，边墙采用φ22砂浆锚杆，长3.5m，纵环向间距12m。
钢筋网：拱墙采用φ6钢筋网格，.2×1.网格间距20×20cm。
全环拱架：采用I18型钢钢架，间距1.0m。
③二次衬砌采用钢筋混凝土结构。
C30钢筋混凝土：拱墙厚度45cm,仰拱厚度55cm，环向钢筋间距φ18@200mm，纵向钢筋间距φ12@250mm。
(2)全断面钻爆法施工方法：
①炸药：采用2号岩石乳化炸药，φ32mm×240mm；雷管：采用非电毫秒雷管；起爆网络：采用导爆管串并联，微差起爆。
②钻孔：采用开挖台架+风动凿岩机钻孔，钻杆长度5.0m，钻头直径38mm，钻孔直径40mm。
③炮眼布置图：掏槽采用楔形复式掏槽结构，掏槽眼78个，深5.0m；内圈眼42个深度4.2m；辅助眼40个，深4.2m；周边眼61个，深4.2m，周边短眼25个，深1.5m；底板眼39个，深4.2m。炮孔总数245个，总装药量325.9kg。
④装药结构：掏槽眼、内圈眼、辅助眼、底板眼采用连续装药结构；周边眼采用不耦合间隔装药，导爆索连接。孔口采用炮泥封堵。如图1所示。
⑤爆破进尺3.2～3.5m。
现有技术存在如下缺点：
①炮孔封堵炮泥，因炮泥堵塞质量难以保证，爆破功效较低，在70％左右，造成爆破进尺受限，循环进尺在3.2～3.5m。②周边眼光爆效果差，超欠挖情况难以控制，局部超挖浪费喷锚料，局部欠挖需要补炮，浪费工序时间，且多次扰动围岩，造成掉块，安全风险高。
发明内容
本发明的目的是提供一种隧道软岩全断面多阶超深孔双头炮塞炮泥封堵高效爆破法，以解决上述现有技术存在的问题，能够提高封堵质量和爆破效果、减小爆破振动，能够避免出现欠挖，并能够缩小超挖范围进而提高施工效率和提高施工安全性。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供了一种隧道软岩全断面多阶超深孔双头炮塞炮泥封堵高效爆破法，采用全断面多阶同深倒四菱台型超深孔双头炮塞+粘土炮泥封堵高效爆破方法；
其中，炸药采用2号岩石乳化炸药，雷管采用非电毫秒雷管，起爆网络采用导爆管串并联，微差起爆；
采用风动凿岩机进行钻孔；
炮眼布置图：掏槽眼多个，每个所述掏槽眼深5.0m；内圈眼多个，每个所述内圈眼深度4.2m；周边眼多个，每个所述周边眼深4.2m；底板眼多个，每个所述底板眼深4.2m；
装药结构：所述掏槽眼连续装药，所述周边眼采用间隔装药，所述内圈眼和所述底板眼连续装药，所述掏槽眼、所述周边眼、所述内圈眼和所述底板眼的孔口封堵均采用炮塞+炮泥+炮塞的结构；
爆破进尺为3.9～4.1m，出碴后采用混凝土初喷，封闭围岩。
优选的，所述2号岩石乳化炸药的尺寸为φ32mm×240mm。
优选的，所述掏槽眼数量为78个，所述内圈眼数量为42个，所述周边眼数量为61个，所述底边眼数量为39个，炮孔总数为220个，总装药量为295.4kg。
优选的，所述风动凿岩机与开挖台架组合使用。
优选的，所述风动凿岩机的钻杆长度为5.0m，钻头直径38mm，钻孔直径40mm。
优选的，掏槽采用楔形复式掏槽结构。
优选的，所述周边眼采用导爆索空气柱间隔装药。
优选的，所述掏槽眼的孔口封堵为炮塞+1.0m厚的炮泥+炮塞；所述周边眼采的孔口封堵为炮塞+0.3m厚的炮泥+炮塞；所述内圈眼和所述底板眼的孔口封堵为炮塞+1.0m厚的炮泥+炮塞。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提供了一种隧道软岩全断面多阶超深孔双头炮塞炮泥封堵高效爆破法，炮眼采用炮塞+炮泥+炮塞这种新堵塞结构，封堵质量大大提高，且新堵塞结构能够满足倒四菱台型超深孔掏槽，从而提高爆破效果，同时在掏槽爆破取得良好效果条件下，周边眼采用导爆索空气柱间隔装药，从而能够实现良好的光面爆破，能够避免出现欠挖，并将超挖缩小到10～20cm，进而有利于提高施工效率，并且出碴后采用混凝土初喷，及时封闭围岩，能够避免岩石风化掉块，提高了拱部稳定性，有利于立拱架、打锁脚等后续初支施工安全，还容易保证初支质量。
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为现有技术中爆破施工炮眼平面布置示意图；
图2为本发明提供的隧道软岩全断面多阶超深孔双头炮塞炮泥封堵高效爆破法中装药结构示意图。
其中：1-雷管，2-药，3-炮塞，4-炮泥，5-导爆索。
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付出创造性劳动的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软岩全断面多阶超深孔双头炮塞炮泥封堵高效爆破法，以解决现有技术存在的问题，能够提高封堵质量和爆破效果、减小爆破振动，能够避免出现欠挖，并能够缩小超挖范围进而提高施工效率和提高施工安全性。
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。
如图2所示：本实施例提供了一种隧道软岩全断面多阶超深孔双头炮塞3炮泥4封堵高效爆破法，采用全断面多阶同深倒四菱台型超深孔双头炮塞3+粘土炮泥4封堵高效爆破方法；
其中，炸药2采用2号岩石乳化炸药2，雷管1采用非电毫秒雷管1，起爆网络采用导爆管串并联，微差起爆；
采用风动凿岩机进行钻孔；
炮眼布置图：掏槽眼多个，每个掏槽眼深5.0m；内圈眼多个，每个内圈眼深度4.2m；辅助眼多个，周边眼多个，每个周边眼深4.2m；底板眼多个，每个底板眼深4.2m；这样设置，能够使每炮炸药量减少，雷管减少，尤其是同段雷管最大起爆药量减少，从而使爆破振动大大减小，进而能够减少对围岩的扰动，提高隧道顶部围岩的自稳性。
装药结构：掏槽眼连续装药2，周边眼采用间隔装药2，内圈眼和底板眼连续装药2，掏槽眼、周边眼、内圈眼和底板眼的孔口封堵均采用炮塞3+炮泥4+炮塞3的结构，这样设置，使孔口封堵质量大大提高，不仅增加了炮泥与炮孔壁的摩擦力，尤其在爆炸过程中，炮泥向外运动时速度明显减慢，增加爆炸气体在炮孔内的有效作用时间，提高了爆破效果；
爆破进尺为3.9～4.1m，这样设置，相比现有技术每炮减少出碴量11.2m左右，减少了35％以上的喷射混凝土量，杜绝了欠挖，进而杜绝了重新打眼放炮开帮，降低了人工费、材料费和机械使用费，进而加快了施工速度；并且，出碴后采用混凝土初喷，封闭围岩，能够避免岩石风化掉块，提高了拱部稳定性，有利于立拱架、打锁脚等后续初支施工安全，还容易保证初支质量。
2号岩石乳化炸药2的尺寸为φ32mm×240mm。
掏槽眼数量为78个，内圈眼数量为42个，周边眼数量为61个，底边眼数量为39个，炮孔总数为220个，总装药量为295.4kg。
风动凿岩机与开挖台架组合使用。
风动凿岩机的钻杆长度优选为5.0m，钻头直径优选为38mm，钻孔直径优选为40mm。
掏槽优选采用楔形复式掏槽结构。
在掏槽爆破取得良好效果条件下，周边眼采用导爆索5空气柱间隔装药2，能够实现良好光面爆破，从而避免出现欠挖，并将超挖由原来20～50cm缩小到现在10～20cm。
优选的，掏槽眼的孔口封堵结构为炮塞3+1.0m厚的炮泥4+炮塞3；周边眼采的孔口封堵结构为炮塞3+0.3m厚的炮泥4+炮塞3；内圈眼和底板眼的孔口封堵结构为炮塞3+1.0m厚的炮泥4+炮塞3。
本说明书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 (8)

1.一种隧道软岩全断面多阶超深孔双头炮塞炮泥封堵高效爆破法，其特征在于：采用全断面多阶同深倒四菱台型超深孔双头炮塞+粘土炮泥封堵高效爆破方法；
其中，炸药采用2号岩石乳化炸药，雷管采用非电毫秒雷管，起爆网络采用导爆管串并联，微差起爆；
采用风动凿岩机进行钻孔；
炮眼布置图：掏槽眼多个，每个所述掏槽眼深5.0m；内圈眼多个，每个所述内圈眼深度4.2m；周边眼多个，每个所述周边眼深4.2m；底板眼多个，每个所述底板眼深4.2m；
装药结构：所述掏槽眼连续装药，所述周边眼采用间隔装药，所述内圈眼和所述底板眼连续装药，所述掏槽眼、所述周边眼、所述内圈眼和所述底板眼的孔口封堵均采用炮塞+炮泥+炮塞的结构；
爆破进尺为3.9～4.1m，出碴后采用混凝土初喷，封闭围岩。
2.根据权利要求1所述的隧道软岩全断面多阶超深孔双头炮塞炮泥封堵高效爆破法，其特征在于：所述2号岩石乳化炸药的尺寸为φ32mm×240mm。
3.根据权利要求1所述的隧道软岩全断面多阶超深孔双头炮塞炮泥封堵高效爆破法，其特征在于：所述掏槽眼数量为78个，所述内圈眼数量为42个，所述周边眼数量为61个，所述底边眼数量为39个，炮孔总数为220个，总装药量为295.4kg。
4.根据权利要求1所述的隧道软岩全断面多阶超深孔双头炮塞炮泥封堵高效爆破法，其特征在于：所述风动凿岩机与开挖台架组合使用。
5.根据权利要求1所述的隧道软岩全断面多阶超深孔双头炮塞炮泥封堵高效爆破法，其特征在于：所述风动凿岩机的钻杆长度为5.0m，钻头直径38mm，钻孔直径40mm。
6.根据权利要求1所述的隧道软岩全断面多阶超深孔双头炮塞炮泥封堵高效爆破法，其特征在于：掏槽采用楔形复式掏槽结构。
7.根据权利要求1所述的隧道软岩全断面多阶超深孔双头炮塞炮泥封堵高效爆破法，其特征在于：所述周边眼采用导爆索空气柱间隔装药。
8.根据权利要求1所述的隧道软岩全断面多阶超深孔双头炮塞炮泥封堵高效爆破法，其特征在于：所述掏槽眼的孔口封堵为炮塞+1.0m厚的炮泥+炮塞；所述周边眼采的孔口封堵为炮塞+0.3m厚的炮泥+炮塞；所述内圈眼和所述底板眼的孔口封堵为炮塞+1.0m厚的炮泥+炮塞。
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