CN111912306B - 一种用于改善隧道光面爆破效果的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于改善隧道光面爆破效果的方法，包括优化导爆索起爆雷管的段别、设置导爆索起爆端、调整导爆索起爆网路连接方式。所述导爆索起爆雷管采用高段别加低段别双雷管组合进行延期，低段别的雷管可以提前将高段别雷管的导爆管切断，从而确保导爆索起爆端不会被扯坏；所述导爆索起爆端设置在两个内圈炮孔中间的位置，进一步确保导爆索起爆端不会被破坏；所述导爆索起爆网路连接方式调整为T型接法，其可以不用考虑搭接导爆索的传爆方向性，便于在主导爆索两端都设置起爆雷管，增加起爆网路的可靠性。本发明公开的方法可以避免因起爆网路问题导致周边炮孔出现盲炮，从而顺利达到光面爆破效果并有效控制超挖，进而控制喷射混凝土用量；另外，改善光面爆破效果后可以多个爆破循环后进行喷射混凝土，从而减少喷射混凝土次数，进而提高整个隧道施工效率，具有显著的经济效益与社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及隧道爆破领域，具体涉及一种用于改善隧道光面爆破效果的方法。
背景技术
近些年，随着我国高铁事业的快速发展，隧道建设不断增多，而隧道爆破开挖是一种常用的开挖手段。由于混凝土价格持续上涨，隧道爆破需要严格控制超挖以达到控制施工成本的目的，因此，在施工过程中如何控制轮廓周边超挖一直是工程技术人员关注的问题。工程实践表明，光面爆破技术可以较好控制超挖，其爆破参数设计趋于成熟，在隧道爆破开挖中得到广泛应用。众所周知，为了达到光面爆破效果，需要采用导爆索网路确保周边孔能同时起爆，但从施工现场应用效果来看，隧道光面爆破效果并不理想。据施工现场反映，将导爆索用于周边炮孔的起爆网路，经常出现盲炮而导致欠挖，需要进行补炮，反而影响隧道的施工进度与成本。另外，传统光面爆破时的周边炮孔需要通过竹片或者PVC管对炸药进行分段固定，操作比较繁琐。由上可知，现有的隧道光面爆破施工工艺仍存在问题，比如导爆索起爆雷管段别选择、导爆索起爆端设置、导爆索起爆网路连接等，这些都需要进一步完善。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于改善隧道光面爆破效果的方法，该方法可以避免因起爆网路问题导致周边炮孔出现的盲炮，从而顺利达到光面爆破效果并有效控制超挖，进而控制喷射混凝土用量；另外，光面爆破效果改善后，可以多个爆破循环后进行喷射混凝土，从而减少喷射混凝土次数，进而提高施工效率，具有显著的经济效益与社会效益。
本发明解决上述技术问题的技术方案是：一种用于改善隧道光面爆破效果的方法，主要包括以下步骤：
步骤一：设计周边炮孔与内圈炮孔孔网参数；
步骤二：对周边炮孔进行分段装药；
步骤三：设置导爆索起爆端；
步骤四：连接导爆索起爆网路；
步骤五：优化导爆索起爆雷管的段别；
步骤六：对其它炮孔进行装药；
其中：所述导爆索起爆雷管采用高段别加低段别双雷管组合进行延期，其中，低段别的雷管可以提前将高段别雷管的导爆管切断，从而确保导爆索起爆端不会被破坏；
所述导爆索起爆端设置在拱顶和边墙两个位置，其中，在拱顶的导爆索起爆端一般设置在两个内圈炮孔中间的位置，进一步确保导爆索起爆端不会被破坏；
所述导爆索起爆网路采用T型接法，其可以不用考虑搭接导爆索的传爆方向性，便于在主导爆索两端都设置起爆雷管，增加起爆网路的可靠性，另外，采用T型接法比采用胶布搭接法的连接网路效率更高；
所述周边炮孔采用分段装药，其根据不同孔深将总炸药量分成不同节数，孔底可以适当加强装药；药卷的直径与炮孔直径的间隔不超过1.5cm，药卷的位置采用炮棍进行定位；
所述周边炮孔孔网参数中的孔口光爆层厚度必须大于周边炮孔孔距，从而确保周边炮孔的导爆索起爆网路不会被破坏。
本发明的一个优选方案，所述导爆索起爆雷管组合中的高段别雷管比内圈眼起爆雷管高1段别，低段别雷管采用1段雷管；或者高段别雷管与内圈眼起爆雷管为同一段别雷管，低段别雷管采用3段或5段雷管。采用该优选方案的好处在于：可避免周边炮孔与内圈炮孔采用跨段雷管，从而缩短周边炮孔与内圈炮孔起爆间隔时间，进而避免先起爆的内圈炮孔周边岩石飞溅后破坏周边炮孔的起爆网路。另外，低段别的雷管可以提前将高段别雷管的导爆管切断，从而确保导爆索起爆端不会被破坏，进而避免周边炮孔出现盲炮。
本发明的一个优选方案，所述导爆索起爆网路中的主导爆索尽量贴在周边炮孔孔口上，并将过长的支导爆索插入周边炮孔中。采用该优选方案的好处在于：尽可能降低主导爆索受内圈炮孔破坏的风险，从而避免周边炮孔出现盲炮。
本发明的一个优选方案，所述导爆索起爆雷管组合中的高段别雷管绑接方式可采用内接法与外接法，其中，内接法是将高段别雷管与支导爆索绑接后同时插入炮孔底部的药卷中，外接法是将高段别雷管正向绑接在主导爆索端部。采用该优选方案的好处在于：确保可靠起爆导爆索，且操作简单。
本发明的一个优选方案，所述周边炮孔采用分段装药，装药线密度q一般取为0.13kg/m～0.25kg/m，具体取值根据岩性变化进行调节；2.0m以下炮孔将炸药放置在2个地方，1个放在孔底，1个放在离孔口50cm的位置；2.0m~3.5m的炮孔将炸药放置在3个地方，1个放在孔底，1个放在离孔口50cm的位置，1个放在中间位置；3.5m~4.5m的炮孔将炸药放置在4个地方，1个放在孔底，1个放在离孔口50cm的位置，2个平均间隔放在中间位置。其中，药卷的位置采用炮棍进行定位，不需要采用竹片或者pvc管进行固定位置。采用该优选方案的好处在于：装药施工操作简单，而且分段装药使爆炸威力沿炮眼均匀分布，从而使光面爆破效果更好。
本发明的一个优选方案，所述周边炮孔中的药卷与导爆索未采用胶布进行绑接，而是在炮孔自然接触；导爆索端头20cm折成两股后再插入孔底药卷10cm~15cm，然后反向放入炮孔，对于42mm的炮孔，炸药只能采用32mm药卷，而不能采用25mm药卷。采用该优选方案的好处在于：药卷与导爆索未采用胶布进行绑接，从而简化装药施工操作。导爆索端头的操作可以防止导爆索从药卷中扯出，从而确保导爆索能起爆顺利炸药。
本发明的用于改善隧道光面爆破效果的工作原理是：
由于周边炮孔的起爆网路完全暴露在孔口，如果周边炮孔与内圈炮孔起爆时间间隔过长，可能导致先起爆的内圈炮孔周边岩石飞溅后破坏周边炮孔起爆网路，从而导致周边炮孔出现盲炮。因此，本发明通过缩短周边炮孔与内圈炮孔起爆间隔时间避免周边炮孔起爆网路被破坏。另外，连接周边炮孔起爆网路时，尽量让主导爆索贴在周边炮孔上，并将过长的支导爆索插入炮孔中，尽可能降低主导爆索受内圈炮孔的影响。
由于导爆索的起爆端因下垂离内圈炮孔更近，其容易受到内圈炮孔破坏，如果导爆索起爆雷管的导爆管刚好越过内圈炮孔孔口，其受到冲出孔口的爆炸气体破坏，更容易导致周边炮孔出现盲炮。因此，需要对导爆索起爆端进行专门设置。本发明通过将导爆索起爆端设置在两个内圈炮孔中间的位置，使其尽量远离内圈炮孔孔口。另外，本发明导爆索的起爆雷管采用高段别加低段别双雷管组合进行延期，其中，低段别的雷管可以提前将高段别雷管的导爆管切断，从而确保导爆索起爆端不会被破坏。
由于支导爆索采用传统的搭接方式接到主导爆索上，需要考虑主导爆索的传爆方向，只能在主导爆索一端设置起爆雷管。本发明采用T型接法可以不用考虑搭接导爆索的传爆方向性，便于在主导爆索两端都设置起爆雷管，增加起爆网路可靠性。
由于传统光面爆破的装药结构需要采用竹片或者pvc管片并通过胶布绑接固定药卷，施工操作较为繁琐。本发明利用导爆索较强的起爆能力，只要保证药卷直径能满足其放入炮孔后与导爆索的间隔小于殉爆距离，就可不用胶布绑接支导爆索与药卷，从而可采用炮棍对药卷在炮孔中的位置直接定位，简化施工操作，提高施工效率。
本发明与现有技术相比具有以下的有益效果。
1、本发明提供的用于改善隧道光面爆破效果的方法可以避免因起爆网路问题导致周边炮孔出现盲炮，从而顺利达到光面爆破效果并有效控制超挖，进而控制喷射混凝土用量。
2、本发明提供的用于改善隧道光面爆破效果的方法达到光面爆破效果后，可以多个爆破循环后进行喷射混凝土，从而减少喷射混凝土次数，进而提高整个隧道施工效率。
3、本发明在实际应用中操作简便，具有显著的经济效益与社会效益。
附图说明
图1为本发明的用于改善隧道光面爆破效果的方法的外接法示意图。
图2为本发明的用于改善隧道光面爆破效果的方法的内接法示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
参见图1，本实施例的用于改善隧道光面爆破效果的方法，包括以下步骤：
（1）设计周边炮孔1与内圈炮孔2孔网参数；
（2）对周边炮孔1进行分段装药；
（3）设置导爆索起爆端3；
（4）连接导爆索起爆网路；
（5）优化导爆索起爆雷管的段别；
（6）对其它炮孔进行装药；
其中：所述导爆索起爆雷管采用高段别加低段别双雷管组合进行延期，其中，低段别的雷管5可以提前将高段别雷管4的导爆管切断，从而确保导爆索起爆端3不会被扯坏；
参见图1，所述导爆索起爆端3设置在拱顶和边墙两个位置，其中，在拱顶的导爆索起爆端3一般设置在两个内圈炮孔2中间的位置，进一步确保导爆索起爆端3不会被破坏；
参见图1，所述导爆索起爆网路采用T型接法，即支导爆索7采用T型接在主导爆索6上，其可以不用考虑搭接导爆索的传爆方向性，便于在主导爆索6两端都设置起爆雷管，增加起爆网路的可靠性，另外，采用T型接法比采用胶布搭接法的连接网路效率更高；
参见图1，所述周边炮孔1采用分段装药，其根据不同孔深将总炸药量分成不同节数，孔底可以适当加强装药；药卷8的直径与周边炮孔1直径的间隔不超过1.5cm，药卷8的位置采用炮棍进行定位；
参见图1，所述周边炮孔1孔网参数中的孔口光爆层厚度必须大于周边炮孔孔距，从而确保周边炮孔主导爆索6起爆网路不会被破坏。
参见图1，所述导爆索起爆雷管组合中的高段别雷管4与内圈眼起爆雷管为同一段别雷管，低段别雷管5采用3段或5段雷管，其目的是缩短周边炮孔1与内圈炮孔2起爆间隔时间，进而避免先起爆的内圈炮孔2周边岩石飞溅后破坏周边炮孔1起爆网路。另外，低段别的雷管5可以提前将高段别雷管4的导爆管切断，从而确保导爆索起爆端3不会被破坏，进而避免周边炮孔1出现盲炮。
参见图1，所述导爆索起爆雷管组合中的高段别雷管4绑接方式为外接法，即将高段别雷管4正向绑接在主导爆索6端部。
参见图1，所述导爆索起爆网路中的主导爆索6尽量贴在周边炮孔1孔口上，并将过长的支导爆索7插入周边炮孔1中，其目的是尽可能降低主导爆索6受内圈炮孔2破坏的风险，从而避免周边炮孔1出现盲炮。
参见图1，所述周边炮孔1采用分段装药，装药线密度q一般取为0.13kg/m～0.25kg/m，具体取值根据岩性变化进行调节；2.0m以下炮孔将炸药放置在2个地方，1个放在孔底，1个放在离孔口50cm的位置；2.0m~3.5m的炮孔将炸药放置在3个地方，1个放在孔底，1个放在离孔口50cm的位置，1个放在中间位置；3.5m~4.5m的炮孔将炸药放置在4个地方，1个放在孔底，1个放在离孔口50cm的位置，2个平均间隔放在中间位置。其中，药卷8的位置采用炮棍进行定位，其目的是装药结构不需要采用竹片或者pvc管进行固定位置，从而简化装药施工操作。另外，分段装药使爆炸威力沿炮眼均匀分布，从而使光面爆破效果更好。
参见图1，所述周边炮孔1中的药卷8与支导爆索7未采用胶布进行绑接，而是在炮孔自然接触；导爆索端头20cm折成两股后再插入孔底药卷10cm~15cm，然后反向放入炮孔，对于42mm的炮孔，炸药只能采用32mm药卷，而不能采用25mm药卷，其目的是药卷与导爆索可不采用胶布进行绑接，从而简化装药施工操作。支导爆索7端头的操作可以防止导爆索从药卷中扯出，从而确保支导爆索7能起爆顺利炸药。
参见图1，下面结合附图对本发明的用于改善隧道光面爆破效果的工作原理作进一步描述：
由于周边炮孔1的起爆网路完全暴露在孔口，如果周边炮孔1与内圈炮孔2起爆时间间隔过长，可能导致先起爆的内圈炮孔2周边岩石飞溅后破坏周边炮孔1起爆网路，从而导致周边炮孔1出现盲炮。因此，本发明通过缩短周边炮孔1与内圈炮孔2起爆间隔时间避免周边炮孔1起爆网路被破坏。另外，连接周边炮孔1起爆网路时，尽量让主导爆索6贴在周边炮孔1上，并将过长的支导爆索7插入炮孔中，尽可能降低主导爆索6受内圈炮孔2的影响。
由于导爆索的起爆端3因下垂离内圈炮孔2更近，其容易受到内圈炮孔2破坏，如果导爆索起爆雷管的导爆管刚好越过内圈炮孔2孔口，其受到冲出孔口的爆炸气体破坏，更容易导致周边炮孔1出现盲炮。因此，需要对导爆索起爆端3进行专门设置。本发明通过将导爆索起爆端3设置在两个内圈炮孔2中间的位置，使其尽量远离内圈炮孔2孔口。另外，本发明导爆索的起爆雷管采用高段别加低段别双雷管组合进行延期，其中，低段别的雷管5可以提前将高段别雷管4的导爆管切断，从而确保导爆索起爆端3不会被破坏。
由于支导爆索7采用传统的搭接方式接到主导爆索6上，需要考虑主导爆索6的传爆方向，只能在主导爆索6一端设置起爆雷管。本发明采用T型接法可以不用考虑搭接主导爆索6的传爆方向性，便于在主导爆索6两端都设置起爆雷管，增加起爆网路可靠性。
由于传统光面爆破的装药结构需要采用竹片或者pvc管片并通过胶布绑接固定药卷，施工操作较为繁琐。本发明利用导爆索较强的起爆能力，只要保证药卷8直径能满足其放入炮孔1后与支导爆索7的间隔小于殉爆距离，就可不用胶布绑接支导爆索7与药卷8，从而可采用炮棍对药卷8在周边炮孔1中的位置直接定位，简化施工操作，提高施工效率。
实施例2
参见图2，所述导爆索起爆雷管组合中的高段别雷管4绑接方式为内接法，即将高段别雷管4与支导爆索7绑接后同时插入周边炮孔1底部的药卷中。
参见图2，所述导爆索起爆雷管组合中的高段别雷管4比内圈眼起爆雷管高1段别，低段别雷管5采用1段雷管，其目的是缩短周边炮孔1与内圈炮孔2起爆间隔时间，进而避免先起爆的内圈炮孔2周边岩石飞溅后破坏周边炮孔1起爆网路。另外，低段别的雷管5可以提前将高段别雷管4的导爆管切断，从而确保导爆索起爆端3不会被破坏，进而避免周边炮孔1出现盲炮。
上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于改善隧道光面爆破效果的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：设计周边炮孔与内圈炮孔孔网参数；
步骤二：对周边炮孔进行分段装药；
步骤三：设置导爆索起爆端；
步骤四：连接导爆索起爆网路；
步骤五：优化导爆索起爆雷管的段别；
步骤六：对其它炮孔进行装药；
所述导爆索起爆雷管采用高段别加低段别双雷管组合进行延期，其中，低段别的雷管提前将高段别雷管的导爆管切断，从而确保导爆索起爆端不会被扯坏；
所述导爆索起爆端设置在拱顶和边墙两个位置，其中，在拱顶的导爆索起爆端设置在两个内圈炮孔中间的位置，进一步确保导爆索起爆端不会被破坏；
所述导爆索起爆网路采用T型接法，其不用考虑搭接导爆索的传爆方向性，便于在主导爆索两端都设置起爆雷管，增加起爆网路的可靠性，另外，采用T型接法比采用胶布搭接法的连接网路效率更高；
所述周边炮孔采用分段装药，其根据不同孔深将总炸药量分成不同节数，孔底加强装药；药卷的直径与炮孔直径的间隔不超过1.5cm，药卷的位置采用炮棍进行定位；
所述周边炮孔孔网参数中的孔口光爆层厚度必须大于周边炮孔孔距，从而确保周边炮孔的导爆索起爆网路不会被破坏。
2.根据权利要求1所述的一种用于改善隧道光面爆破效果的方法，其特征在于，所述导爆索起爆雷管的双雷管组合中的高段别雷管比内圈炮孔起爆雷管高1段别，低段别雷管采用1段雷管；或者高段别雷管与内圈炮孔起爆雷管为同一段别雷管，低段别雷管采用3段或5段雷管。
3.根据权利要求1所述的一种用于改善隧道光面爆破效果的方法，其特征在于，所述导爆索起爆网路中的主导爆索尽量贴在周边炮孔孔口上，并将过长的支导爆索插入周边炮孔中，从而降低主导爆索受内圈炮孔破坏的风险。
4.根据权利要求1所述的一种用于改善隧道光面爆破效果的方法，其特征在于，所述导爆索起爆雷管的双雷管组合中的高段别雷管绑接方式采用内接法或外接法，其中，内接法是将高段别雷管与支导爆索绑接后同时插入炮孔底部的药卷中，外接法是将高段别雷管正向绑接在主导爆索端部。
5.根据权利要求1所述的一种用于改善隧道光面爆破效果的方法，其特征在于，所述周边炮孔采用分段装药，装药线密度q取为0.13kg/m～0.25kg/m；2.0m以下炮孔将炸药放置在2个地方，1个放在孔底，1个放在离孔口50cm的位置；2.0m~3.5m的炮孔将炸药放置在3个地方，1个放在孔底，1个放在离孔口50cm的位置，1个放在中间位置；3.5m~4.5m的炮孔将炸药放置在4个地方，1个放在孔底，1个放在离孔口50cm的位置，2个平均间隔放在中间位置。
6.根据权利要求1所述的一种用于改善隧道光面爆破效果的方法，其特征在于，所述周边炮孔中的药卷与支导爆索未采用胶布进行绑接，支导爆索端头20cm折成两股后再插入孔底药卷10cm~15cm，然后反向放入周边炮孔，防止支导爆索从药卷中扯出；为了确保支导爆索能起爆炸药，对于42mm的炮孔，炸药只能采用32mm药卷，而不能采用25mm药卷。
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| 超大断面隧道光面爆破施工技术研究;邢彪等;《低碳世界》;20180331(第03期);第252-253页 * |
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