用于隧洞开挖中的减震爆破方法.pdf

本发明公开了一种用于隧洞开挖中的减震爆破方法，该方法采用超前支护，并设置密空孔幕来进行爆破，且在爆破中边爆破边进行支护措施，从而能有效将隧洞开挖中爆破产生的震动减小，使在坚固系数f＝1～2的全～强风化岩土过渡段中进行隧洞开挖爆破作业时，能顺利达到施工要求。

1.  一种用于隧洞开挖中的减震爆破方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
1)在开挖面设计开挖线，进洞开挖爆破前，先对洞口进行加固处理：
a.在掌子面设计开挖线外建立钢支撑，钢支撑由I18工字钢制成，采用Φ22mm砂浆锚杆固定，锚杆长L为3.0m；
b.在两边墙及顶拱设Φ50mm超前小导管，小导管长L＝3.5m，两侧墙间距30cm，顶拱间距20cm，外露端则与钢支撑焊接牢固；
c.采用混凝土对钢支撑及小导管进行一次模筑，使钢支撑与小导管一起进行联合支护；
2)在设计开挖轮廓线上钻一排密空孔，形成一条密孔幕，孔内不装药，同时在周边密空孔幕内侧设有若干层级的崩落孔，其中最靠近周边密空孔幕的一列崩落孔层为外圈崩落孔，周边密空孔幕与外圈崩落孔之间为保护层；
3)确定起爆顺序及网络，外圈崩落孔的布孔和装药结构，按软岩光面爆破设计，在其他崩落孔起爆后同时起爆。

2.  根据权利要求1所述一种用于隧洞开挖中的减震爆破方法，其特征在于，周边密空孔幕中的孔距E取孔径的2～5倍，外圈崩落孔的孔距为0.35～0.45m，保护层厚度W为20～50cm，单循环进尺不大于1.0m，钻孔深度为0.5～0.8m。

3.  根据权利要求1所述一种用于隧洞开挖中的减震爆破方法，其特征在于，最大单响药量控制在2.5kg以内。

4.  根据权利要求1所述一种用于隧洞开挖中的减震爆破方法，其特征在于，还包括一支护步骤：每茬炮后及时进行超前支护措施，超前支护完成后24小时之后再进行下一茬爆破。

5.  根据权利要求1所述一种用于隧洞开挖中的减震爆破方法，其特征在于，崩落孔内采用非电毫秒雷管，崩落孔外采用非电毫秒雷管联炮，并采用火雷管起爆。

用于隧洞开挖中的减震爆破方法
技术领域
本发明涉及水利水电建设中隧洞开挖的一种爆破方法，特别涉及一种隧洞开挖中的减震爆破方法。
背景技术
隧洞开挖中的轮廓控制爆破，目前常采用光面爆破和预裂爆破两种方法。但是对于坚固系数f＝1～2的全～强风化岩土过渡段，采用这两种方法，其爆破效果却难以满足工程施工要求，在f＝1～2的全一强风化岩土过渡段中控制轮廓的爆破技术还有待于进一步探索和发展。
发明内容
本发明旨在提供一种隧洞开挖中的减震爆破方法，解决了在f＝1～2全～强风化岩土过渡段进行爆破作业时，不能达到施工要求的问题。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种用于隧洞开挖中的减震爆破方法，该方法包括如下步骤：
1)在开挖面设计开挖线，进洞开挖爆破前，先对洞口进行加固处理：
a.在掌子面设计开挖线外建立钢支撑，钢支撑由I18工字钢制成，采用Φ22mm砂浆锚杆固定，锚杆长L为3.0m；
b.在两边墙及顶拱设Φ50mm超前小导管，小导管长L＝3.5m，两侧墙间距30cm，顶拱间距20cm，外露端则与钢支撑焊接牢固；
c.采用混凝土对钢支撑及小导管进行一次模筑，使钢支撑与小导管一起进行联合支护；
2)在设计开挖轮廓线上钻一排密空孔，形成一条密孔幕，孔内不装药，同时在周边密空孔幕内侧设有若干层级的崩落孔，其中最靠近周边密空孔幕的一排崩落孔层为外圈崩落孔，周边密空孔幕与外圈崩落孔之间为保护层；
3)确定起爆顺序及网络，外圈崩落孔在其他崩落孔起爆后同时起爆。
其中，周边密空孔幕中的孔距E取孔径的2～5倍，外圈崩落孔布孔和装药按软岩光面爆破设计，孔距为0.35～0.45m，保护层厚度W为20～50cm，单循环进尺不大于1.0m，钻孔深度为0.5～0.8m。而为了减小爆破震动，最大单响药量应该控制在2.5kg以内。
另外，每茬炮后要及时进行超前支护措施，超前支护完成后24小时之后再进行下一茬爆破。
爆破时，崩落孔内采用非电毫秒雷管，崩落孔外采用非电毫秒雷管联炮，并采用火雷管起爆。
本发明可以有效将隧洞开挖中爆破产生的震动减小，从而使在坚固系数f＝1～2的全～强风化岩土过渡段中进行隧洞开挖爆破作业时，能顺利达到施工要求。
附图说明
图1为岩土过渡段开挖支护示意图；
图2为炮孔布置示意图；
图中，13为周边密空孔，14为保护层，15为外圈崩落孔，I、II表示开挖顺序，W为保护层厚度，E为周边密空孔间距，11为钢支撑，12为小导管，1、3、5、7、8、9为孔内非电毫秒雷管段位。
具体实施方式
为了使本发明更容易被理解，下面我们结合附图和具体实施方式对本发明做更详细说明。
某施工遂洞长4125m，其中桩号6+950～9+013.5，全长2063.5m，除洞口段200m围岩较差外(f＜6)，其余洞段围岩很好。6+950～6+981洞段长31m，围岩坚固系数f＝1～2，为全～强风化岩，地下水不发育，属于V类围岩。洞口处6+950部位，经削坡后，洞顶上覆围岩仅50cm厚。隧洞开挖断面呈城门形，宽、高均为5.4m。
参阅图1、图2，在岩土过渡段爆破前，首先对两侧墙及边顶拱进行超前支护加固处理在掌子面设计开挖线外架立钢支撑11，钢支撑11由I18工字钢制成，采用Φ22mm砂浆锚杆固定，锚杆长L＝3.0m。在两边墙及顶拱设Φ50mm超前小导管12，小导管12长L＝3.5m，两侧墙间距30cm，顶拱间距20cm。外露端与钢支撑11焊接牢固。采用C20混凝土对钢支撑11及小导管12等进行一次模筑，使钢支撑11与小导管12一起进行联合支护。超前支护完成后，在设计开挖轮廓线上钻一排密集的密空孔101，形成一条密孔幕，孔内不装药，这种密孔幕主要起减振作用。同时在周边密空孔幕内侧设有若干层级的崩落孔，其中最靠近周边密空孔幕的一排崩落孔层为外圈崩落孔103，周边密空孔幕101与外圈崩落孔103之间为保护层102。
其中，密空孔101的孔距取孔径的2～5倍，即E＝(2～5)d，d为钻孔直径。岩石软，E取大值，反之，则取小值。岩土过渡段隧洞开挖采用YT28气腿式手风钻，孔直径d＝43mm，施工中取孔距E＝150mm。保护层102厚度W值的选取，则根据围岩软硬变化，取W＝25cm～50cm为宜，W过大，保护不易剥落；过小，则起不到对设计开挖轮廓的保护作用。岩石越软，W取值越大。钻孔深度L值的确定。而由于围岩强度极低，为了便于炮后支护处理，以单循环进尺不大于1.0m为宜，钻孔深度选L＝0.5m～0.8m。外圈崩落孔103的孔距及单孔药量按软岩光面爆破设计，孔距取0.35m～0.45m，孔内线装药密度取100g/m～200g/m。为了减小爆破震动，将同段单响起爆药量控制在2.5kg以内。
起爆时，外圈崩落孔103在其他崩落孔起爆后同时起爆；孔内采用图2所示1、3、5、7、8、9段采用非电毫秒雷管，孔外采用1段非电毫秒雷管联炮，并使用火雷管起爆。
其中需要注意的是周边密空孔101要整齐地排列在设计开挖轮廓面上，以便获得较为理想的爆破效果。
同时，在每茬炮后均须沿洞周设置图1所示超前小导管12，小导管12外露端牢固地焊在钢支撑11上，并与钢支撑11一起浇入一次模筑砼内。炮后应及时进行钢支撑11及一次模筑等支护措施，待一次模筑达24小时后，再进行下茬炮爆破。
采用本发明后，围岩坚固系数f＝1～2的6+950～6+981洞段，取得了良好的爆破效果，完全满足了施工支护的需要。