CN112923818A

CN112923818A - 一种拱架限制下全电脑三臂凿岩台车精细化钻爆开挖方法

Info

Publication number: CN112923818A
Application number: CN202110243445.2A
Authority: CN
Inventors: 熊成宇; 杨辉; 张翔; 宋宝顺; 朱吉斌; 逯啟凯
Original assignee: Fourth Engineering Co Ltd of CCCC First Highway Engineering Co Ltd; CCCC First Highway Engineering Co Ltd
Current assignee: Fourth Engineering Co Ltd of CCCC First Highway Engineering Co Ltd; CCCC First Highway Engineering Co Ltd
Priority date: 2021-03-05
Filing date: 2021-03-05
Publication date: 2021-06-08

Abstract

本发明公开一种拱架限制下全电脑三臂凿岩台车精细化钻爆开挖方法，属于隧道钻爆施工领域；一种拱架限制下全电脑三臂凿岩台车精细化钻爆开挖方法包括：包括施工准备、台车钻孔、验收、装药、堵塞、连线、检查以及警戒起爆；利用全电脑三臂凿岩台车钻孔精度高、施工效率快、自动化程度高的优点，在隧道洞身开挖中首先是将爆破设计参数导入全电脑三臂凿岩台车驾驶室内车载主控电脑，利用导航分析器及爆破图车载电脑，实现钻孔数量、角度、深度等参数自动找点控制，实现快速钻孔，同时提高成孔精度及质量；通过采用导爆索双向起爆网路连接，保证起爆的高效性降低聚爆概率。

Description

一种拱架限制下全电脑三臂凿岩台车精细化钻爆开挖方法

技术领域

本公开属于隧道钻爆施工领域，具体涉及一种拱架限制下全电脑三臂凿岩台车精细化钻爆开挖方法。

背景技术

传统人工钻爆法开挖，在掘进过程中，由于围岩地质情况、节理裂隙分布情况、打眼方式和精度等因素的影响，使得隧道超、欠挖现象普遍存在，超挖会引起出渣量增加，从而导致出渣时间延长，增加喷射混凝土的用量，严重影响了初期支护、防水板的布设、二衬的浇筑等后续作业，耽误工期；欠挖会影响到后期钢拱架的架设，需要清除，增加了工人的作业时间以及材料用量，隧道超欠挖严重影响了施工企业的综合效益，浪费社会资源。

发明内容

针对现有技术的不足，本公开的目的在于提供一种拱架限制下全电脑三臂凿岩台车精细化钻爆开挖方法，解决了现有技术中爆法开挖过程中出现隧道超、欠挖现象的问题。

本公开的目的可以通过以下技术方案实现：

一种拱架限制下全电脑三臂凿岩台车精细化钻爆开挖方法，其特征在于，所述方法包括：

S1：施工准备；

S2：台车钻孔；

S3：验收；

S4：装药；

S5：堵塞；

S6：连线；

S7：检查；

S8：警戒起爆。

进一步地，所述施工准备包括：台阶高度确定和起爆方案确定；所述钻爆施工采用上下台阶法施工；所述起爆方案中周边眼采用长短眼结合方式，同时起爆，掏槽眼采取水平楔形复式掏槽法。

进一步地，在所述台车钻孔工序中，需先测量固定点以及对台车定位，然后再进行钻孔。

进一步地，所述验收检查孔深和孔距。

进一步地，所述堵塞工序中使用的材料为沙子或者粘土。

进一步地，所述连线采用导爆索双向起爆网路连接；

进一步地，所述网路包括导爆索和雷管；每个孔内所述所述导爆索尾部用 50cm长度弯成水滴型环，结合处的电工胶缠绕长度为15-20cmcm，孔外连接导爆索采用正根导爆索，每个孔用发雷管连接，在两孔间的孔外导爆索上连接处弯成Ω型索结，雷管置于Ω正中，正向传爆，结合处的电工胶缠绕长度为 15-20cmcm；其他孔的孔外双发接力雷管，实现交叉或者跨越一阶接入上一阶或者降阶接入传爆节点。

本公开的有益效果：利用全电脑三臂凿岩台车钻孔精度高、施工效率快、自动化程度高的优点，在隧道洞身开挖中首先是将爆破设计参数导入全电脑三臂凿岩台车驾驶室内车载主控电脑，利用导航分析器及爆破图车载电脑，实现钻孔数量、角度、深度等参数自动找点控制，实现快速钻孔，同时提高成孔精度及质量。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，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是本发明的工艺流程图；

图2是本发明的三臂凿岩车尺寸图；

图3是本发明隧道上下台阶设计图；

图4是本发明的钻孔正视图；

图5是本发明的钻孔段位示意图；

图6是本发明的掏眼示意图

图7是本发明的长短眼最佳设计尺寸原理图

图8是本发明的双向传爆导爆索起爆网路连接示意图。

附图8中的1为雷管，2为聚能管装置，3为导爆索。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本公开保护的范围。

如图1所示，一种拱架限制下全电脑三臂凿岩台车精细化钻爆开挖方法：包括施工准备、台车钻孔、验收、装药、堵塞、连线、检查以及警戒起爆；

1、施工准备阶段：在施工准备阶段中，完成台阶高度和爆破参数的确定；

1)台阶高度确定：采用三臂凿岩台车进行钻爆施工，如图2所示，台车高度4.76m，为提高作业效率，便于三臂凿岩台车钻爆施工，隧道主洞内III、IV 级围岩均采用上下台阶法施工；如图3所示，上台阶施工高度由原设计7.26m 调整至8.42m，下台阶高度由原设计3.8m调整至2.64m。

2)爆破方案确定：隧道斜井工区主洞以IV级围岩为主，由于岩性以灰岩、泥岩为主，岩质较硬，受全电脑三臂凿岩台车机械臂外插角过大的影响，周边眼采用长短眼结合方式，同时起爆，掏槽眼采取水平楔形复式掏槽法，左右各布置6列，由中心至两边掏槽眼深度为5.2m，底眼及辅助眼采用直眼钻孔，孔深4.0m-4.2m，平均每循环进尺4m，具体炮孔布置如图4、图5以及图6所示；

爆破参数设计如下：

周边眼长短眼设计如下：

如图7所示，周边眼长眼孔深4.2m，钻孔时控制终孔位置超出轮廓线外 35-40cm，短眼孔深1.6m，钻孔时控制终孔位置超出轮廓线外30cm，短眼终孔距离长眼垂直间距30cm左右，以获得最佳爆破效果。

2、台车钻孔：在台车钻孔工序中，需先测量固定点以及对台车定位，然后在进行钻孔；

1)测量固定点及台车定位：

在隧道选择两个固定点进行测量坐标，把测量的坐标点数据输入爆破设计布孔图软件然后把布孔图和固定点导入三臂全电脑凿岩台车，三臂全电脑凿岩台车支撑在距离掌子面前1.5m处，把徕卡全站仪架在三臂全电脑凿岩台车后 30m左右，徕卡全站仪距离固定点10m左右，打开徕卡全站仪自动连接三臂全电脑凿岩台车电脑，选用三臂全电脑凿岩台车一个钻臂在掌子面找一个基准面进行导航，导航完成收好徕卡全站仪防止损坏。

2)钻孔：

在三臂全电脑凿岩台车使用之前必须满足作业要求的电压和水压，三臂全电脑凿岩台车提供电压380V，电压最大波动±5％，变压器或配电室距离工作面小于500米，提供的电源超过400KVA，提供单根电缆400平方以上四芯，空气开关630A以上，钻孔时进水管要求耐压20Bar，当进水管水压不够时要使用增加泵增压；三臂全电脑凿岩台车定位完成之后，按照导入三臂全电脑凿岩台车的爆破设计布孔图进行钻孔，严格按照布孔图上炮孔的位置进行钻孔；钻孔的顺序先打底部炮孔，然后钻周边炮孔和辅助炮孔，最后钻楔形掏槽孔；三臂全电脑凿岩台车具有自动清孔功能，能够自动清洗孔中残留的石渣和泥土

3、验收：

1)炮孔检查是指检查孔深和孔距，孔距一般都能按参数控制，因此炮孔的检查，主要是炮孔深度的检查。孔深的检查，分三级检查负责制，即打完孔后个人检查、接班人或班长抽查及专职检查人员验收。检查的方法最简单的是通过测量仪器或钢尺测量，测量时要做好记录。

2)根据实践，炮孔深度不能满足设计要求的原因有：炮孔壁片帮垮落片石而堵孔；排出的岩碴因某种原因回填孔底；凿岩时，因故岩碴未被吹出，残存岩碴在孔底沉积造成孔深不够。

3)为防止堵孔，应该做到：钻完孔后，要将岩碴吹干净，防止回填，若不能吹净，应适当加大钻孔深度；凿岩时将孔口岩石清理干净，防止掉落孔内；防止雨天的雨水流到孔内，可采用围住孔口作围堤的方法；在有条件的地方打完孔后，尽快爆破也是防止堵孔的一个重要方法。

4)对于没有防水炸药的情况，可以将孔内积水排除，排水方法有提水法、爆破法、高压风吹出法等，使用这些方法孔内积水仍无法排干时，应该采用防水炸药进行爆破。

4、装药：

1)爆区装药量核对无误，应在装药开始前先核对孔深、再核对每孔的炸药品种、数量、然后清理孔口附近的浮碴、石块，做好装药准备，再核对延时雷管段别，装药时炸药应避免与岩碴混合，装粉状炸药要用无底布口袋，装防水炸药要用铝铲将炸药切成小块，保持装药顺畅；

2)严格按设计要求控制每孔的装药量及装药结构，并在装药过程中检查装药高度；

3)装药过程中如发现堵塞时应停止装药并及时处理，在未装入雷管或起爆药包以前，可用木制长杆处理，严禁用钻具处理装药堵塞的炮孔；装好起爆体的则由技术人员或有经验的爆破提出处理办法，包括轻轻往上提起起爆体、若提不上来则调整后排装药结构和装药量、孔口压沙袋或防护网等措施；

4)装药过程中发现装药量与装药高度不符时，该炮孔可能出现裂缝等，应及时检查，并采取相应措施；

5)在装药过程中，不应拔出或硬拉起爆药包中的导爆管，安装和连接起爆体必须由爆破员进行；

6)做好装药的原始记录，包括装药的基本情况、出现的问题及处理措施；

7)装药作业应进行检查验收。

5、堵塞：

1)严禁无堵塞爆破，堵塞工作是在完成装药工作以后进行的，对于塑性较好的炸药，应在完成装药后过10～30分钟再进行堵塞，以防堵塞物渗入炸药内。

2)常用的堵塞材料有砂子、粘土、岩屑等，垂直深孔爆破宜用岩屑或细砂子堵塞，堵塞材料中不得夹有石块；堵塞物块度应小于30毫米，堵塞前要用塑料袋装一小袋岩碴放入孔内，然后再正式充填；不得用石头、木桩堵塞炮孔或代替充堵物，以防飞石远抛事故；

3)堵塞长度应达到设计要求，不应自行增加药量或改变堵塞长度，如需调整，需经现场爆破技术人员同意并作好记录。根据施工经验，堵塞长度一般为大于1.2W，若孔口上部岩石破碎，可适当增加；

4)堵塞长度及堵塞密实度由专人负责检查；

5)间隔装药的炮孔，应注意间隔填塞段的位置和填塞长度，保证间隔药包处于设计位置；

6)不应捣固直接接触药包的堵塞材料或用堵塞材料冲击起爆药包。堵塞要密实，防止堵塞料的悬空；

7)堵塞时不得将导爆管拉得过紧，防止被砸断、破损。

6、连线：

如图8所示，连线采用导爆索双向起爆网路连接，所述网路包括导爆索3 和雷管1，每个孔内导爆索1尾部用50cm长度弯成水滴型环，结合处的电工胶缠绕长度为15-20cm，孔外连接导爆索3采用正根导爆索，每6个孔用1发雷管 1连接，在两孔间的孔外导爆索上连接处弯成Ω型索结，雷管置于Ω正中，正向传爆，结合处的电工胶缠绕长度为15-20cm；其他孔的孔外双发接力雷管1，实现交叉或者跨越一阶接入上一阶或者降阶接入传爆节点，网路上连接有多个聚能管装置2，该网路优点：

1)利用导爆索3高爆速(5000-6000m/s)能消除高段雷管毫秒误差，确保周边孔同段起爆；

2)利用导爆索3水滴型环双向传爆功能，确保不论从左边传来还是右边传来的爆轰波，均能可靠起爆孔内预裂爆破装置；

3)利用Ω型索结双向传爆功能，能确保最先起爆的雷管将孔外导爆索3全部起爆；

4)不论哪发雷管未爆、拒爆，均不影响网路正常起爆；

5)8-10发雷管为多重保证，能在连接可靠的前提下消除拒爆可能性；

6)周边眼与二圈眼同段，防止高段位段别的光面爆破的高毫秒误差和高毫秒差扯断周边孔导爆索网路，降低拒爆概率，减少补炮次数，提高工效。

7、检查：检查连线是否合格，若不合格重新连线，确保安全起爆。

8、警戒起爆：检查连线合格后，拉起警戒线，疏散人员后起爆。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims

1.一种拱架限制下全电脑三臂凿岩台车精细化钻爆开挖方法，其特征在于，所述方法包括：

S1：施工准备；

S2：台车钻孔；

S3：验收；

S4：装药；

S5：堵塞；

S6：连线；

S7：检查；

S8：警戒起爆。

2.根据权利要求1所述的一种拱架限制下全电脑三臂凿岩台车精细化钻爆开挖方法，其特征在于，所述施工准备包括：台阶高度确定和起爆方案确定；所述钻爆施工采用上下台阶法施工；所述起爆方案中周边眼采用长短眼结合方式，同时起爆，掏槽眼采取水平楔形复式掏槽法。

3.根据权利要求1所述的一种拱架限制下全电脑三臂凿岩台车精细化钻爆开挖方法，其特征在于，在所述台车钻孔工序中，需先测量固定点以及对台车定位，然后再进行钻孔。

4.根据权利要求1所述的一种拱架限制下全电脑三臂凿岩台车精细化钻爆开挖方法，其特征在于，所述验收检查孔深和孔距。

5.根据权利要求1所述的一种拱架限制下全电脑三臂凿岩台车精细化钻爆开挖方法，其特征在于，所述堵塞工序中使用的材料为沙子或者粘土。

6.根据权利要求1所述的一种拱架限制下全电脑三臂凿岩台车精细化钻爆开挖方法，其特征在于，所述连线采用导爆索双向起爆网路连接；

所述网路包括导爆索(3)和雷管(1)；每个孔内所述所述导爆索3尾部用50cm长度弯成水滴型环，结合处的电工胶缠绕长度为15-20cm，孔外连接导爆索(3)采用正根导爆索，每6个孔用1发雷管(1)连接，在两孔间的孔外导爆索(3)上连接处弯成Ω型索结，雷管置于Ω正中，正向传爆，结合处的电工胶缠绕长度为15-20cm；其他孔的孔外双发接力雷管(1)，实现交叉或者跨越一阶接入上一阶或者降阶接入传爆节点。