试论凤凰山隧道光面爆破技术
作者:佚名; 更新时间:2014-12-03
 
  【论文关键词】隧道;光面爆破;技术参数;效果
  【论文摘要】凤凰山隧道应用光面爆破技术,有效控制隧道的超欠挖,减少了爆破对围岩的扰动,加快了掘进速度,控制施工成本,取得较理想的爆破效果。文章着重介绍凤凰山隧道光爆参数的选定及爆破效果。

  
   一、工程概况
  
  (一)工程简介
  新建黄织铁路凤凰山隧道全长6662m,是本标段控制工程,也是本线的控制工程;隧道Ⅱ级围岩3559m,Ⅲ级围岩906m,Ⅳ级围岩2178m,Ⅴ级围岩10m。
  (二)工程地质
  隧道通过地带为岩溶中山地貌,山脊与沟谷、岩溶洼地、漏斗相间,第四系土层零星分布,基岩大面积出露。隧道穿越地段按围岩分级划分为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩。Ⅱ级围岩岩质新鲜、坚硬、裂隙欠发育,岩体为块状结构,围岩稳定。Ⅲ级围岩岩质弱风化,裂隙较发育,多薄层结构,围岩基本稳定。Ⅳ级围岩裂隙发育,岩体为破碎结构,围岩稳定性差,易掉块。
  隧道开挖采用钻爆法开挖,为保证开挖轮廓成型质量,岩面平整,减少围岩扰动,增强围岩的自身承载能力,保护围岩不被破坏,减小安全隐患,因此,凤凰山隧道施工中采用光面爆破技术。
  (三)施工方案基本情况
  1.开挖断面大小。Ⅳ级围岩断面积为52m2,每循环需10小时,进尺2.70m,采用台阶法开挖。Ⅱ、Ⅲ级围岩断面积为42m2,每循环需8小时,进尺2.70m,采用全断面开挖。
  2.施工设备配备。凤凰山隧道施工中,采用工字钢、钢管、钢筋等焊接自制成钻孔台架,台架上安装有高压风、钢管、通用闸阀、连接风钻、照明配电盒及照明灯具,可以供15台风钻同时钻眼施工。机械排险后,用装载机将台架抬至工作面,只需5分钟即可就位。就位后,人工在台架的各个区域排险,互不影响,紧接着测量放样,采用15台YT-28式气腿式凿岩机钻孔同时钻眼,钻眼孔径为40mm。
  
   二、光面爆破的优点
  
  1.减少超欠挖,减少炸药用量,减少支护混凝土用量;
  2.爆破后岩面平整,岩碴块度均匀较小,利于装碴,为后期铺挂防水板及二次衬砌施工缩短时间;
  3.减少支护投入,节约施工成本,增加效益。
  
   三、光面爆破设计
  
  1.光面爆破的起爆顺序。起爆顺序:掏槽炮→扩槽炮→内圈炮→周边炮→底板炮→底角炮。
  2.光面爆破参数的确定
  (1)周边孔间距E。周边眼通常布置在距开挖断面边缘0.1m至0.2m处,光爆孔的孔底的孔底朝隧道开挖轮廓线方向倾斜3~5°。当爆孔孔径D为40mm时,周边孔间距E =(10~16)D,Ⅱ、Ⅲ级围岩周边眼的间距为0.55m,Ⅳ级围岩约为0.50m比较合适。
  (2)光爆层厚度W。光爆层厚度就是周边眼最小抵抗线,它与开挖的隧道断面大小有关。断面大,光爆眼所受到的夹制作用小,岩石比较容易崩落,可以大些;断面小,光爆眼受到的夹制力大,光爆层厚度相对要小些。同时,光爆层厚度与岩石的性质和地质构造有关,坚硬岩石光爆层可小些,松软破碎的岩石光爆层可大些。凤凰山隧道光爆层厚度W=0.5m~0.8m,Ⅱ、Ⅲ级围岩W取55cm,Ⅳ级围岩W取60cm。
  (3)密集系数K。周边眼密度系数是周边眼间距E与光爆层厚度W的比值,是影响爆破效果的重要因素。
  K=E/W(K取值0.8)
  (4)孔深L。围岩循环进尺:L=0.5×B×90%=0.5×6.0×90%=2.70m(隧道宽度B=6.0m)。除掏槽眼和底角眼取值3.2m外,其余各眼炮孔深度取3.0m。在实际操作中应视掌子面的凹凸情况,调整各炮眼钻孔长度,使所有炮眼眼底处于同一垂直面上。
  (5)装药量Q。一是确定炸药单耗量q,信捷职称论文写作发表网,炸药单耗量对装药效率、炮孔利用率、开挖壁面的平整程度和围岩的稳定性都有较大的影响。它取决于岩性、断面积、炮孔直径和炮孔深度等多种因素。q取值1.2kg/m3。二是装药集中度Q。光面爆破装药量的计算,主要是确定周边眼光爆层炮眼装药集中度,即
  Q=qEW
  Q确定为0.11~0.30kg/m。
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