您好, 访客   登录/注册

光面爆破技术在隧道施工中的应用

来源:用户上传      作者: 刘晟 耿晓轲

  【摘要】随着道路工程事业的快速发展,我国隧道施工体系也愈加完善。光面爆破技术作为隧道施工的重要技术,其施工技术水平的高低将直接影响到隧道施工的整体质量。为此,本文主要对隧道施工中光面爆破技术的概况、特点及技术应用进行了分析与探究。
  【关键词】光面爆破技术;隧道施工;概况;特点;技术应用
  光面爆破技术在隧道施中的应用中,爆破设计参数的选择直接关系着爆破后的成洞质量。因此根据实际的围岩情况对爆破参数进行确定十分关键。此外,在开挖施工过程中,应对围岩的变化情况时刻的关注,随时调整爆破参数,合理的对炸药品种及装药结构进行选择和优化。加强对光爆孔起爆时差和起爆顺序的控制,为光面爆破技术提供有力的支持和保证。
  一、光面爆破技术的概况
  光面爆破技术约在1950年发源于瑞典,1952年在加拿大首次应用;预裂爆破由光面爆破演变而来。从整个爆破技术来分,它们均属于光面爆破技术。光面爆破是一种控制岩体开挖轮廓的爆破技术,是通过一系列措施对开挖工程周边部位实行正确的钻孔和爆破,并使周边眼最后起爆的爆破技术。光面爆破作用原理一般认为,光面爆破是周边眼同时起爆,各炮眼的冲击波向其四周作径向传播,相邻炮眼的冲击相遇,则产生应力波叠加,并产生切向拉力,拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线的中心,当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时,岩体便被拉裂,在炮眼中心连线上形成裂缝,随后爆炸气的膨胀和裂缝进一步扩展,形成平整的暴裂面。论文参考网。要使光面爆破取得良好效果,一般需掌握以下技术要点:⑴根据围岩特点,合理选定周边眼的间距和最小抵抗线,尽最大努力提高钻眼质量。⑵严格控制周边眼的装药量,尽可能将药量沿眼长均匀分布。⑶周边眼宜使用小直径药卷和低猛度、低爆速的炸药。为满足装药结构的要求,可借助导爆索(导爆线)来实现间隔装药。⑶采用毫秒微差有序起爆。论文参考网。要安排好开挖程序,使光面爆破具有良好的临空面。
  二、隧道施工中光面爆破技术的特点
  1、隧道围岩不产生或很少产生炮震裂缝,保持了围岩完整性,从而增大了围岩自身的承载能力,这为采用锚喷支护创造了有利的条件。光面爆破技术和锚喷技术相结合,进一步增强了锚喷支护的作用,特别是在松软岩层中更能显示这一特点。
  2、在裂隙发育的地层中,避免裂隙扩大和产生新的裂缝,提高了围岩的稳定性,能基本清除落石伤人事故,为快速施工提供了有利条件。
  3、隧道成型规整,极大地减少了掘进超挖数量和出碴工作量,加快了掘进速度,节省了衬砌材料,提高了施工进度。
  4、由于隧道成型规整,凹凸很少,除增强隧道本身稳定性外,也减少了隧道的维护量,在有瓦斯的隧道则不易于产生瓦斯局部聚集。
  三、光面爆破技术在隧道施工中的应用
  1、光面爆破方案的确定和原则
  对于光面爆破的方案,应结合实际情况,根据工程地质调和和施工要求,决定是否适合采用光面爆破技术进行爆破。当前,隧道光面爆破技术有两种,分别是全断面一次性开挖法和预留光爆层法。但是,通过大量的时实践证明,相比之,预留光爆层法的爆破效果更好。当前,大部分隧道光面爆破施工都采用这一方法。光面爆破施工技术的原则是根据围岩的实际情况,对炮孔进行合理的布置;对爆破参数进行优化,提升爆破整体效果;光面爆破,实现对开挖轮廓更好控制;以安全为基础,提升隧道施工速度,缩短工期。
  2、爆破参数的确定及测量放线
  光面爆破的影响因素是多方面,影响隧道光面爆破技术的因素主要有炮眼直径、最小抵抗线、炮孔间距、光面爆破的深度和角度、光爆层厚度、周边装药量和装药结构等方面。例如对于炮眼直径的确定,直接关系着施工的效率和成本,应对岩石的特性、现成的设备情况、炸药的性能及工程的具体要求综合的进行考虑,来最终进行确定。测量放线分为洞外控制和洞内控制两个方面。对于洞外的控制采用三角测量的方式,在隧道的洞口进行三个平面控制点的设立,这些控制点设置在稳定不动、相互通视并且开挖后于洞口通视的地点。通过水准测量来实现对高层的控制,在隧道的洞口设计出两个京都高的水准点,水准点设置的原则是通视良好,方便施测。两个水准点之间高度差应适宜,以实现一次水准仪的安置就能够进行联测;对于洞内的控制,应当根据施工隧道的规范,由具有丰富测量经验的测量工程师,采用中先发进行测量,测量应坚持三级复测,在隧道贯通之后再进行最后的贯通测量。
  3、光面爆破施工
  在隧道的施工过程中,围岩的类别的变化时比较大的。例如在新建的水果湖隧道施工当中,首先就是运用技术工程类比法对爆破的参数进行初选,随后通过现场试验和及时的调整对相关爆破参数进行最终的确定,以实现爆破后的最佳效果。周边孔的装药结构包括两种,第一种是不耦合的装药结构,装药结构为间隔捆绑式,不耦合的系数被控制在1.4 和 2.0 的范围内。炮孔的直径为 40m m。这种不耦合的装药结构,很大程度上减弱了爆破队围岩的破坏程度,保持了软弱围岩的稳定。而在围岩地段比较破碎的地段,则一般采用双传爆线的形式。另一种形式是在三级和四级围岩层采用间隔的装药结构,装药之后,在同炸药相接的位置用炮泥进行堵塞。多年来爆破实践证明,同堵在孔口的爆破效果相比,堵塞方法的爆破效果要更好。
  4、爆破安全及措施
  在应用光面爆破进行隧道施工时,安全问题不可忽视,必须做好对爆破安全距离的控制,防止发生安全事故。根据不同围岩、断面特点制定不同的爆破方案,并认真验算空气冲击波、地震波、飞石的影响范围,确保周围结构物安全。爆破主要危害是地震波及飞石对周围结构物的影响,进行爆破时,所有人员必须撤离现场,其安全距离为: 独头掘进不少于200m; 相邻的平行坑道、横通道及横洞间不少于50m;全断面开挖进行深孔爆破(3~5m) 时,不少于500m。发现盲炮或怀疑有盲炮,应立即报告并及时处理。若不能及时处,应在附近设明显标志,并采取相应的安全措施;应在危险区边界设警戒,危险区内禁止进行其他作业;经检查确认起爆线路完好时可重新起爆; 起爆线已被炸断时可选用在距炮孔不小于30cm 处打平行眼进行起爆;可用木制、竹制或其他不发生火星的材料制成的工具轻轻地将炮眼内大部分填塞物掏出,用聚能药包引爆;在安全距离外用远距离操纵的风水喷管吹出炮孔填塞物及炸药,但必须采取措施,回收雷管。
  四、结束语
  综上所述,随着我国基础设施建设的进行,公路铁路建设都离不开隧道施工,在隧道掘进过程中,采用一般的方法会使围岩受到一定程度的破坏,影响围岩稳定性,并产生严重的超欠挖,光面爆破是能控制爆破的作用范围并维持围岩稳定的一种施工技术,这种爆破在围岩中产生的裂缝较少,使爆破后的岩石表面能按照设计轮廓线成型,表面平顺,超欠挖很少。
  参考文献:
  [1] 陈明辉,翁敦理. 地铁暗挖隧道二次衬砌施工质量控制浅析[J]. 现代隧道技术. 2012(02)
  [2] 许春永. 光面爆破技术在宝塔山隧道施工中的应用[J]. 科技致富向导. 2010(12)
  [3] 曹义. 内昆铁路盐津1号隧道下穿楼房近接施工爆破控制技术研究[D]. 西南交通大学 2004
  [4] 赵殿封,赵展锋,田桂满. 广东省东江―深圳供水改造工程凤岗隧洞施工技术[J]. 长江科学院院报. 2003(S1)
  [5]伍灿,张涛. 光面爆破技术在隧道施工中的应用研究[J]. 四川建筑. 2014(06)
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-6871140.htm