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2011年一级建造师《公路工程》讲义:隧道工程施工方法

2011-06-13
普通

  隧道工程施工方法

  掌握隧道施工爆破方法

  一、概述

  按照炮眼的位置、作用的不同有三种炮眼:即掏槽眼、辅助眼、周边眼。这三种炮眼各有不同的位置、长度、方向和间距的要求。

  二、隧道爆破开挖中的炮眼布置方法

  (一)掏槽眼

  掏槽眼的布置应掌握好炮眼的“三度”:深度、密度和斜度。掏槽方式一般可分为斜眼掏槽和直眼掏槽两大类。

  斜眼掏槽:优点是可按岩层实际情况选择掏槽方式和掏槽角度,容易把石渣抛出槽口,且掏槽眼数目较小。其缺点是炮眼密度受坑道断面尺寸的限制,不便于多台钻机同时钻眼,钻眼方向难掌握准确。

  直眼掏槽:优点是便于多机同时钻眼和不受断面尺寸对爆破进尺的限制,而且可以进行深孔爆破,从而加快了掘进速度,并且掏槽石渣抛掷距离较短。缺点是其炮眼数目较多,炸药单耗量K值也要加大,炮眼位置和垂直方向要求具有较高的精度。

  目前现场多采用直眼掏槽。直眼掏槽中多采用大直径孔眼,其作用相当于为装药掏槽提拱了临空面,可以取得良好的掏槽效果。一般在中硬和坚硬岩层中,对于设计循环进尺为3.5m左右时,采用双空孔形式最佳,对3.5-5m的深孔掏槽,宜采用三空孔形式最好;对3m以下的浅眼掏槽,则采用单空孔形式较好。

  (二)辅助眼及周边眼

  辅助眼的作用是进一步扩大槽口体积和爆破量,并逐步接近开挖断面形状,为周边眼创造有利的条件。辅助眼的布置主要由炮眼间距正值和最小抵抗线V值来确定。其布置原则可参照后述周边眼的布置原则进行。并宜采用孔底连续装药。辅助眼应由内向外,逐层布置,逐层起爆,逐步接近开挖断面轮廓形状。

  周边眼的作用是一种辅助炮眼,目的是成型作用。周边眼爆破后使坑道断面达到设计的形状和尺寸。周边眼的位置一般是沿着设计轮廓线均匀布置,其炮眼间距和最小抵抗线长度均比辅助眼小,目的是使爆破出坑道的轮廓较为平顺和控制超欠挖量。为了保证开挖面平整,辅助眼及周边眼应使其眼底落在同一垂直面上。

  三、光面爆破法

  (一)概述

  光面爆破是通过调整周边眼的各爆破参数,使爆炸先沿各孔的中心连线形成贯通的破裂缝,然后内围岩体裂解,并向临空面方向抛掷。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设计轮廓线成型,表面较平顺,超欠挖很小。

  (二)光面爆破的技术要求

  根据围岩特点合理选择周边眼间距和周边的最小抵抗线。严格控制周边眼的装药量,应使用药量沿炮眼全长合理分布,并合理选择炸药品种和装药结构。采用周边同时起爆。

  (三)光面爆破的分区起爆顺序

  掏槽眼→辅助眼→周边眼→底板眼。辅助眼则应由里向外逐层起爆。(适用于硬岩)

  四、预裂爆破法

  预裂爆破法的分区起爆顺序为:周边眼→掏槽眼→辅助眼→底板眼。(适用于软岩)

预裂爆破法

  五、毫秒爆破法

  爆破产生的岩石破坏作用力(应力波或冲击波)可以叠加,促使岩石易于被炸碎;同时,前后段爆破传递到围岩内部的冲击波又相互干扰和相互抵消,使冲击波对围岩的振动破坏大为减弱。实现毫秒爆破一般有两个方法:一是用毫秒雷管和毫秒起爆器;另一方法是使用毫秒雷管起爆。

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