CN114909962A - 一种用于隧道接近施工时减震控爆的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于隧道接近施工时减震控爆的施工方法,属于爆破振动控制技术领域,包括以下步骤:步骤一、掌子面分区;步骤二、机械掏槽;步骤三、炮眼打设;步骤四、控制爆破;本发明公开的一种能够有效降低隧道掌子面爆破振动速度,在确保地表居民的安全以及既有建(构)筑物安全性和耐久性的情况下,提高工程施工效率,降低施工成本的减震控爆的施工方法。
Description
技术领域
本发明涉及爆破振动控制技术领域,尤其涉及一种用于隧道接近施工时减震控爆的施工方法。
背景技术
在坑道或隧道掘进工程中,常用的措施为爆破掘进或盾构机掘进;其中,爆破掘进存在严重的安全隐患,其使用非常慎重。
随着我国铁路、公路和城市基础建设步伐的加快,隧道多存在着浅埋下穿城乡构筑物和建筑物的情况,这些地段隧道施工多采用钻爆法施工;为保证地表居民、构筑物和建筑物安全,钻爆法施工必须进行爆破震动控制。
在隧道接近施工时,如果采用传统爆破方式开挖,强大的爆破振动将可能会对既有隧道造成破坏性影响,为了在进行爆破施工时,减少对既有隧道的振动,需要在现有爆破技术的基础上,寻求一种既保证施工质量和进度,同时减少施工对既有隧道影响的爆破施工方法,以确保既有隧道的衬砌结构和线路安全,不影响既有隧道的正常运营。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷,本发明所要解决的技术问题在于提出一种能够有效降低隧道掌子面爆破振动速度,在确保地表居民的安全以及既有建(构)筑物安全性和耐久性的情况下,提高工程施工效率,降低施工成本的减震控爆的施工方法。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
本发明提供的一种用于隧道接近施工时减震控爆的施工方法,包括以下步骤:
步骤一、掌子面分区:根据掌子面大小,将掌子面分成三个爆破分区,分别为左机械掏槽爆破区、右机械掏槽爆破区和中部核心区;
步骤二、机械掏槽:采用机械掏槽设备对左机械掏槽爆破区和右机械掏槽爆破区进行掏槽,掏槽大小根据机械掏槽爆破区域而定,其中机械掏槽设备包括绳锯切装置、液压破碎锤和动力输出装置;
步骤三、炮眼打设:根据步骤2的情况,利用绳锯切装置对左机械掏槽爆破区和右机械掏槽爆破区打设炮眼,在对左机械掏槽爆破区和右机械掏槽爆破区爆破完成后,对中部核心区进行炮眼打设;
步骤四、控制爆破:在各炮眼内装设电子数码雷管进行起爆,采用单孔单响爆破方式,爆破顺序为先爆破掌子面的左机械掏槽爆破区和右机械掏槽爆破区,再是中部核心区。
根据上述技术方案,将隧道掌子面根据其具体情况分成三个合适的爆破区,通过机械掏槽设备对掌子面分区进行掏槽,避免了使用大药量掏槽,与直接进行全掌子面爆破相比,可显著减小爆破振动速度,降低对周围建筑物的影响,且使用机械掏槽设备安全性高,操作简便,降低施工成本,可广泛应用于新建隧道接近施工中控制爆破振动影响,防止对周围既有建(构)筑物产生不利影响,避免结构造成不可修复式破环,影响其耐久性和安全性,根据掏槽情况对分区进行炮眼打设,最后利用电子数码雷管,采用单孔单响方式进行爆破,精准控制掏槽孔的爆破顺序,最大限度降低了爆破对环境的影响,且能够有效提高爆破效果。
本发明优选地技术方案在于,所述绳锯切装置包括钻孔机构和切割机构,所述钻孔机构设置于动力输出装置对角线的四个方位上,所述切割机构与钻孔机构配合,并安装于动力输出装置一侧,所述切割机构的切割方向包括纵向切割和横向切割,防止切割产生的碎石影响,对装置造成损坏,影响工期,满足施工要求。
本发明优选地技术方案在于,所述步骤二中的机械掏槽包括以下步骤:
步骤1、打设预定孔:将钻孔机构的钻头安装于岩石取样机上,对左机械掏槽爆破区和右机械掏槽爆破区进行打孔试验,测试钻头的强度,采用与围岩性质相匹配的钻头,再使用钻孔机构在岩体上打出四个定位孔;
步骤2、岩体切割:通过切割机构与四个定位孔对齐,对左机械掏槽爆破区和右机械掏槽爆破区按照施工要求进行切割;
步骤3、岩体破碎:将切割机构取下后,将液压破碎锤安装于动力输出装置上,通过动力输出装置控制液压破碎锤对切割后的左机械掏槽爆破区和右机械掏槽爆破区进行破碎,后将左机械掏槽爆破区和右机械掏槽爆破区掏槽部分岩体取出;
根据掌子面掏槽区域大小,通过动力输出装置的控制,使钻孔机构在岩体上打出四个定位孔,提高作业位置的准确;根据定位孔,使切割机构进行切割,且能够根据切割面要求进行切割方位的调整,并配合切割速度,防止切割产生的碎石影响,对装置造成损坏,影响工期,适用范围广;切割完成后通过液压破碎锤对所切割的岩体进行破碎,利用钻孔和切割提供的临空面,为提高破岩效率,破碎先从切割区域的角点开始此时的临空面最大,解决了仅采用液压破碎锤进行凿岩的不可行性以及施工效率低的问题,从而将掌子面5掏槽部分岩体取出,降低了生产成本且安全性高。
本发明优选地技术方案在于,所述步骤2中的切割顺序为,先使用切割机构割据机械掏槽区域的上下两个面,后割据机械掏槽区域的左右两个面,提高了施工效率和施工效果。
本发明优选地技术方案在于,所述步骤三中,炮眼打设需根据隧道工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆破器材并结合周围建筑物的爆破振动要求进行爆破炮孔减震控制设计,保证既有隧道的衬砌结构和线路安全,不影响既有隧道的正常运营,同时提高爆破效率。
本发明优选地技术方案在于,所述步骤四中的单孔单响爆破方式,采用高精度毫秒级电子数码雷管,对每个炮眼的雷管延时进行设置,实施单孔单响潜孔控制爆破,可以精确控制掏槽孔的爆破顺序和时间间隔,通过时间间隔来抵消各个孔爆炸波的震动强度,最大限度的降低了爆破对环境的影响。
本发明优选地技术方案在于,所述单孔单响爆破方式,其相邻炮孔起爆延迟时间设置为10~15ms,已爆破炮孔为后续炮孔起爆时增加临空面,并且有效防止各起爆点产生的振速峰值叠加,爆破振速小、降低对围岩扰动,能有效提高爆破效果。
本发明优选地技术方案在于,所述中部核心区可以根据初次爆破的情况,通过分区或者设置起爆延迟时间,将所述中部核心区分为上下两部分,先爆破上部分再对下部分进行爆破,避免中部核心区出现不完全爆破,保证爆破效果。
本发明的有益效果为:本发明将隧道掌子面根据其具体情况分成三个合适的爆破区,通过机械掏槽设备对掌子面分区进行掏槽,避免了使用大药量掏槽,与直接进行全掌子面爆破相比,可显著减小爆破振动速度,降低对周围建筑物的影响,且使用机械掏槽设备安全性高,操作简便,降低施工成本,可广泛应用于新建隧道接近施工中控制爆破振动影响,防止对周围既有建(构)筑物产生不利影响,避免结构造成不可修复式破环,影响其耐久性和安全性,根据掏槽情况对分区进行炮眼打设,最后利用电子数码雷管,采用单孔单响方式进行爆破,精准控制掏槽孔的爆破顺序,最大限度降低了爆破对环境的影响,且能够有效提高爆破效果。
本发明提供的一种能够有效降低隧道掌子面爆破振动速度,在确保地表居民的安全以及既有建(构)筑物安全性和耐久性的情况下,提高工程施工效率,降低施工成本的减震控爆的施工方法。
附图说明
图1是本发明具体实施方式中提供的掌子面分区结构示意图;
图2是本发明具体实施方式中提供的减震爆破施工示意图。
附图中,各标号所代表的部件列表如下:
1、左机械掏槽爆破区;2、中部核心区;3、机械掏槽区域;4、右机械掏槽爆破区;5、掌子面;6、绳锯切装置。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
一种用于隧道接近施工时减震控爆的施工方法,包括以下步骤:
步骤一、掌子面5分区:根据掌子面5大小,将掌子面5分成三个爆破分区,分别为左机械掏槽爆破区1、右机械掏槽爆破区4和中部核心区2;
步骤二、机械掏槽:采用机械掏槽设备对左机械掏槽爆破区1和右机械掏槽爆破区4进行掏槽,掏槽大小根据机械掏槽爆破区域而定,其中机械掏槽设备包括绳锯切装置6、液压破碎锤和动力输出装置;
步骤三、炮眼打设:根据步骤2的情况,利用绳锯切装置6对左机械掏槽爆破区1和右机械掏槽爆破区4打设炮眼,炮眼形式为辅助眼和周边眼,在对左机械掏槽爆破区1和右机械掏槽爆破区4爆破完成后,对中部核心区2进行炮眼打设;
步骤四、控制爆破:在各炮眼内装设电子数码雷管进行起爆,采用单孔单响爆破方式,爆破顺序为先爆破掌子面5的左机械掏槽爆破区1和右机械掏槽爆破区4,再是中部核心区2;
根据上述技术方案,将隧道掌子面5根据其具体情况分成三个合适的爆破区,通过机械掏槽设备对掌子面5分区进行掏槽,避免了使用大药量掏槽,与直接进行全掌子面5爆破相比,可显著减小爆破振动速度,降低对周围建筑物的影响,且使用机械掏槽设备安全性高,操作简便,降低施工成本,可广泛应用于新建隧道接近施工中控制爆破振动影响,防止对周围既有建(构)筑物产生不利影响,避免结构造成不可修复式破环,影响其耐久性和安全性,根据掏槽情况对分区进行炮眼打设,最后利用电子数码雷管,采用单孔单响方式进行爆破,精准控制掏槽孔的爆破顺序,最大限度降低了爆破对环境的影响,且能够有效提高爆破效果。
作为本方案的一种可能的实施方式,优选的,所述绳锯切装置6包括钻孔机构和切割机构,所述钻孔机构设置于动力输出装置对角线的四个方位上,所述切割机构与钻孔机构配合,并安装于动力输出装置一侧,所述切割机构的切割方向包括纵向切割和横向切割,能够根据掌子面5的施工要求对其进行切割和调整,并配合切割速度,防止切割产生的碎石影响,对装置造成损坏,影响工期,满足施工要求。
作为本方案的一种可能的实施方式,优选的,所述步骤二中的机械掏槽包括以下步骤:
步骤1、打设预定孔:将钻孔机构的钻头安装于岩石取样机上,对左机械掏槽爆破区1和右机械掏槽爆破区4进行打孔试验,测试钻头的强度,采用与围岩性质相匹配的钻头,再使用钻孔机构在岩体上打出四个定位孔;
步骤2、岩体切割:通过切割机构与四个定位孔对齐,对左机械掏槽爆破区1和右机械掏槽爆破区4按照施工要求进行切割;
步骤3、岩体破碎:将切割机构取下后,将液压破碎锤安装于动力输出装置上,通过动力输出装置控制液压破碎锤对切割后的左机械掏槽爆破区1和右机械掏槽爆破区4进行破碎,后将左机械掏槽爆破区1和右机械掏槽爆破区4掏槽部分岩体取出;
根据掌子面5掏槽区域大小,通过动力输出装置的控制,使钻孔机构在岩体上打出四个定位孔,提高作业位置的准确;根据定位孔,使切割机构进行切割,且能够根据切割面要求进行切割方位的调整,并配合切割速度,防止切割产生的碎石影响,对装置造成损坏,影响工期,适用范围广;切割完成后通过液压破碎锤对所切割的岩体进行破碎,利用钻孔和切割提供的临空面,为提高破岩效率,破碎先从切割区域的角点开始此时的临空面最大,解决了仅采用液压破碎锤进行凿岩的不可行性以及施工效率低的问题,从而将掌子面5掏槽部分岩体取出,降低了生产成本且安全性高。
作为本方案的一种可能的实施方式,优选的,所述步骤2中的切割顺序为,先使用切割机构割据机械掏槽区域3的上下两个面,后割据机械掏槽区域3的左右两个面,通过绳锯切装置6为液压破碎锤破碎岩石提供临空面,提高了施工效率和施工效果。
作为本方案的一种可能的实施方式,优选的,所述步骤三中,炮眼打设需根据隧道工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆破器材并结合周围建构筑物的爆破振动要求进行爆破炮孔减震控制设计,保证既有隧道的衬砌结构和线路安全,不影响既有隧道的正常运营,同时提高爆破效率。
作为本方案的一种可能的实施方式,优选的,所述步骤四中的单孔单响爆破方式,采用高精度毫秒级电子数码雷管,对每个炮眼的雷管延时进行设置,实施单孔单响潜孔控制爆破,以实现爆破错相减震,电子数码雷管精准爆破,可以精确控制掏槽孔的爆破顺序和时间间隔,通过时间间隔来抵消各个孔爆炸波的震动强度,最大限度的降低了爆破对环境的影响。
作为本方案的一种可能的实施方式,优选的,所述单孔单响爆破方式,其相邻炮孔起爆延迟时间设置为10~15ms,已爆破炮孔为后续炮孔起爆时增加临空面,并且有效防止各起爆点产生的振速峰值叠加,爆破振速小、降低对围岩扰动,能有效提高爆破效果。
作为本方案的一种可能的实施方式,优选的,所述中部核心区2可以根据初次爆破的情况,通过分区或者设置起爆延迟时间,将所述中部核心区2分为上下两部分,先爆破上部分再对下部分进行爆破,避免中部核心区2出现不完全爆破,保证爆破效果。
本发明是通过优选实施例进行描述的,本领域技术人员知悉,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制,其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。
Claims (8)
1.一种用于隧道接近施工时减震控爆的施工方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤一、掌子面(5)分区:根据掌子面(5)大小,将掌子面(5)分成三个爆破分区,分别为左机械掏槽爆破区(1)、右机械掏槽爆破区(4)和中部核心区(2);
步骤二、机械掏槽:采用机械掏槽设备对左机械掏槽爆破区(1)和右机械掏槽爆破区(4)进行掏槽,掏槽大小根据机械掏槽爆破区域而定,其中机械掏槽设备包括绳锯切装置(6)、液压破碎锤和动力输出装置;
步骤三、炮眼打设:根据步骤2的情况,利用绳锯切装置(6)对左机械掏槽爆破区(1)和右机械掏槽爆破区(4)打设炮眼,在对左机械掏槽爆破区(1)和右机械掏槽爆破区(4)爆破完成后,对中部核心区(2)进行炮眼打设;
步骤四、控制爆破:在各炮眼内装设电子数码雷管进行起爆,采用单孔单响爆破方式,爆破顺序为先爆破掌子面(5)的左机械掏槽爆破区(1)和右机械掏槽爆破区(4),再是中部核心区(2)。
2.根据权利要求1所述的一种用于隧道接近施工时减震控爆的施工方法,其特征在于:
所述绳锯切装置(6)包括钻孔机构和切割机构,所述钻孔机构设置于动力输出装置对角线的四个方位上,所述切割机构与钻孔机构配合,并安装于动力输出装置一侧,所述切割机构的切割方向包括纵向切割和横向切割。
3.根据权利要求1所述的一种用于隧道接近施工时减震控爆的施工方法,其特征在于:
所述步骤二中的机械掏槽包括以下步骤:
步骤1、打设预定孔:将钻孔机构的钻头安装于岩石取样机上,对左机械掏槽爆破区(1)和右机械掏槽爆破区(4)进行打孔试验,测试钻头的强度,采用与围岩性质相匹配的钻头,再使用钻孔机构在岩体上打出四个定位孔;
步骤2、岩体切割:通过切割机构与四个定位孔对齐,对左机械掏槽爆破区(1)和右机械掏槽爆破区(4)按照施工要求进行切割;
步骤3、岩体破碎:将切割机构取下后,将液压破碎锤安装于动力输出装置上,通过动力输出装置控制液压破碎锤对切割后的左机械掏槽爆破区(1)和右机械掏槽爆破区(4)进行破碎,后将左机械掏槽爆破区(1)和右机械掏槽爆破区(4)掏槽部分岩体取出。
4.根据权利要求3所述的一种用于隧道接近施工时减震控爆的施工方法,其特征在于:
所述步骤2中的切割顺序为,先使用切割机构割据机械掏槽区域(3)的上下两个面,后割据机械掏槽区域(3)的左右两个面。
5.根据权利要求1所述的一种用于隧道接近施工时减震控爆的施工方法,其特征在于:
所述步骤三中,炮眼打设需根据隧道工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆破器材并结合周围建(构)筑物的爆破振动要求进行爆破炮孔减震控制设计。
6.根据权利要求1所述的一种用于隧道接近施工时减震控爆的施工方法,其特征在于:
所述步骤四中的单孔单响爆破方式,采用高精度毫秒级电子数码雷管,对每个炮眼的雷管延时进行设置,实施单孔单响潜孔控制爆破。
7.根据权利要求6所述的一种用于隧道接近施工时减震控爆的施工方法,其特征在于:
所述单孔单响爆破方式,其相邻炮孔起爆延迟时间设置为10~15ms。
8.根据权利要求1所述的一种用于隧道接近施工时减震控爆的施工方法,其特征在于:
所述中部核心区(2)可以根据初次爆破的情况,通过分区或者设置起爆延迟时间,将所述中部核心区(2)分为上下两部分,先爆破上部分再对下部分进行爆破。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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