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文档简介
石英砂岩隧道光面爆破控制摘要:本文以三淅高速公路郭家湾1号隧道为例,简述石英砂岩隧道光爆效果的要求与影响因素,并对光爆设计与控制措施进行了总结,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,对针对此类围岩隧道光爆设计及钻爆管理能起到一定的指引作用。关键词:石英砂岩隧道;光面爆破;控制姓郭气家玉湾夜1矛号键隧旧道悼所短在汉地袍位肚于耍卢仇氏播县膀横及涧具乡轮,死隧解洞挂进唯出纤洞倍口拒无础道渔路袄通政往此,糖交菠通圆条俊件时不贩便凶利恩。彼隧泥道帽为茄小延净蜡距勺隧挣道锋(还测镇设亏线化间极距侄:穷进裹口序2姐8赴.偷4你4钥m险,师出佛口翅2冷5嘉.骗4污1微m么)庙。真隧独道州围秆岩翼质狼量玉一膏般搏,极围处岩桐自法稳赶能醒力亭较尚强姓,钉绝巴大蠢多稼数颗为繁石堂英刚砂娇岩右,征无宾地是下引水桃。挖隧赌道妻采毯用灿双累洞捷单俘向偿行块车泻双室车属道宗(吐上肾下忧行狠分悄离撑)桌形裙式肺,勤设颤计浮时雪速环8耕0涝k业m旁/效h姓,艇单笨心幸圆锄曲感墙叹断她面浪,裕复顷合落衬避砌易结肆构雾,准最车大着开圣挖救宽亡度含达疮1陶3笋.岂2晶m锯。传隧给道捎明宅洞美结观构坐为之现赢浇拐钢吧筋搅混阅凝牺土奶等谨截洪面乘直链墙俩式阳衬您砌找结烧构渣,血暗脑洞付衬猪砌责结芒构矛按蓄新强奥返法题原别理纸,轿采伙用轮复扑合昌式县支肥护增结楚构阅形昂式吵,辫初淋期谷支涨护够以居锚奖杆脾、信钢动筋钓网笋、申钢欧格耕栅疲及得喷食射我砼竖组朱成疤联果合布支朱护稳体劣系猜,眨二茅次灶衬嚼砌悬采剩用宴模萝注敢防桂水虏砼音结孟构法,曾初蕉期医支侵护蹦与俭二颠次蒙衬忘砌吊结站构示之孔间递设绍防云排来水叮夹缩层察。结1滥工帐程捧概控况池1断.丝1否工尘程帖简会介扒郭蒙家垦湾蹈1澡号讽隧咸道液左矿洞棕全户长岭6槽0指0讯m怎,销右慨洞肢全向长尊5常8节6保m剂,俩是诚本槐标贩段卡隧训道传群冠中烂最柄长闻的虚隧步道扣,许也腾是旗本贿标些段块控墨制谨工精程丹;讨隧那道欧Ⅱ即级嫌围副岩阁2受5吹0芹m半,贪Ⅲ虏级掩围鞋岩死2冷5抵1搬m舍,延Ⅳ桌级三围灯岩掠3左5总3花m荣,情Ⅴ徐级眠围喘岩贡2凶9木6围m玻。碰1肺.愤2排工即程步地努质路隧躺道砌隧渣址链为颠冲档沟律斜族坡返地网形投和破低盗山揉陡只坡咏地巧形屋,鸦地注形佣起表伏吓变森化翠大帐,辟切咐割丝较陕深悼,投地惹形肃陡隔峭租,哥为疫深君切仔割亿构玉造浇剥论蚀锐堆宇积勒地搅貌淘;瞎隧议址氏所要在史山灵体稍植卡被详总拉体龟较通发急育蜓,践多奔为区乔朝木孤,垦其羡余规为多灌晒木魄。秒隧绕道芒穿坊越红地妥段差按真围鄙岩酿分声级令划吵分勇为隙Ⅱ夜、赴Ⅲ塞、梦Ⅳ慈、乡Ⅴ泉级息围悔岩怕。丸Ⅱ栋级扯围国岩倘岩歇质茄新光鲜蛇、唐坚曲硬巡、迹裂拉隙马欠兆发梅育尸,屈岩相体蛋为仁块医状效结谨构某,军围胜岩清稳座定百。啦Ⅲ茄级粘围炼岩沟岩萍质亩弱傻风矿化捷,摸裂没隙暑较钞发尾育腥,印多观薄离层烫结衰构取,覆围先岩觉基混本障稳饿定盆。扮Ⅳ弓级壤围嚼岩奏裂皱隙逃发泡育建,护岩短体肾为烟破窑碎革结截构获,激围神岩恢稳影定注性阀差率,恋易栽掉丧块寒。屿蕉狭隧鬼道脏开恒挖匆采西用替钻零爆散法止开愉挖疏,很为欲保往证宏开红挖冤轮焰廓陆成矩型乱质泡量皂,父岩武面同平续整碍,扰减袍少态围利岩稳扰撤动忙,畜增塌强居围弃岩抄的可自辰身瞎承幅载亏能盒力谈,俗保俘护葵围小岩州不浅被跨破柳坏黄,迎减备小疫安性全辩隐寨患之,辫因站此嫂,芦在夜郭嗓家紫湾鞠1娘号女隧略道制施甜工冬中恰采型用滑光绕面断爆锄破花技润术蹈。汇1竹.码3扒施帮工慨方外案层基蜘本挂情樱况为1枣.持3绑.劳1旱.劲开千挖宾断旬面脉大牙小喘。弹Ⅳ崭级杠围倚岩铲断誉面征积熟为仅5避2沃m硬2般,寺每鸟循镰环松需讲1抓0郊小将时搞,吹进冤尺荒2角.羞7州0讽m戚,燕采狐用熊台潮阶汤法济开焰挖贯。看Ⅱ贞、渡Ⅲ轻级撇围原岩训断夕面追积毁为香4好2鸣m光2滥,嘴每揪循缩环邮需刊8六小欢时从,址进终尺霉2换.店7遗0朽m口,套采访用救全林断幼面供开汽挖喝。顺1减.叙3畏.萌2育.航施消工祝设惠备清配册备寻。朴郭五家厌湾鲁1伸号形隧窑道崇施仗工富中亭,磨采恐用解工馋字亡钢萌、接钢第管雷、轨钢佩筋付等灯焊犬接妙自隶制江成袜钻扇孔束台规架礼,桐台贱架乡上唯安艺装铸有付高竹压漏风鄙、艇钢萝管盾、壤通番用筐闸拣阀扰、开连队接级风葛钻称、从照裤明编配未电诉盒缠及涝照篇明窄灯形具响,捆可笨以疼供苗1滩5略台联风石钻榜同糟时页钻区眼跟施和工偿。甩机抹械翁排慈险养后辱,乒用她装悔载币机鼻将急台感架苍抬塘至想工踢作偿面金,图只室需叠5高分窜钟酸即桐可暑就竭位答。眯就筹位葛后挨,仰人达工胜在然台倾架管的楼各滴个秀区祝域毅排淹险颂,呼互碗不肆影铸响慨,摔紧流接撞着锤测材量猴放故样将,草采故用乐1查5驰台勺Y剧T此-却2乐8略式课气喷腿留式水凿玩岩届机毕钻咸孔评同奏时冈钻串眼巨,角钻墙眼韵孔革径偿为服4杏0赤m种m怕。汉2慎工弃程彩地络质泊条迹件声2单.倘1毫地顶层饥岩衣性恭、及地性质抚构绍造冶及铺地脚震晃2里.喉1案.高1远地鞋层泳岩饼性赚根政据坐勘厉察联资刚料解,证岩棍层老为肤加模里化东闭期速(户γ按3构)险花袭岗股岩痕、凉(垮η待o苦3喉)穿石箩英嗽砂悼岩探。利第阀1诵栽层豆花耀岗派岩除(悼γ钞3鞭)改:商为孩隧食道福围誉岩刷,茅洞垫口芳及啦浅虎埋助段岔为萄强共风租化长,子深糟埋炎段笔为稻中边风完化脱,绿黄孕褐否色暗、跨肉率红畅色禾、买灰萄白黄色握,宪系尚较凳硬座岩役,装强季中筛风言化范岩肯体更极泻破姐碎钩,谢中目风很化驾岩时体辛较挖完每整垂~薯完崭整忆,占岩后体疯结蚊构仍块呢状夫砌皆体须结湿构哪,寺洞周口畅及埋浅争埋井处响为运碎样裂疑镶筝嵌闻结铁构链,庸隧乌道喇围勺岩蓝多葬为吉较肿完攻整脖~肢完茶整尚岩湿体挑,壤靠固近阻洞钓口掘附纵近自完证整旧性相差对,吐岩他石外饱龟和黑抗孩压薯强影度跪平销均刃R装c毯=妇4杂6组.姥0涛8烟M留P死a爱,张地教基羽承倡载灭力莲[骑f敌a蒜o筋]溉=调1邀5灾0焦0喜~欣2水5兄0牲0咸k淡P域a绘。与第池2诉层哀石袜英斤砂烤岩贼(削η记o笨3灶)恐:赖为鸟隧圾道狂围倒岩刑,越洞证口方及纷浅抛埋筋段触为绘强休风肉化霉,嘴深逗埋彩段甘为给中脊风殖化朗,换灰栗黄渗色盾、箱浅治灰移色肝、筐肉究红乡色冰、瓦青遇灰买色施,色系蚕较鲁硬叨岩决,盯强逢中府风永化驻岩帝体艰极姻破昏碎乓,刑中尾风附化宗岩拆体沉较览完倡整夺~妨完壤整而,设岩姥体低结朋构段块刃状这砌柱体悠结屠构仗,懂洞鞭口摧及牛浅餐埋真处垦为王碎役裂趟镶贱嵌都结封构该,灾隧抖道帽围桨岩灿多恶为壮较回完极整客~驼完史整弓岩术体草,御靠析近旁洞菠口率附欲近蛇完冠整仔性汉差福,做岩咱石团饱垂和商抗穗压奋强单度蚕平临均市值最R岩c巷=阔4梢6雪.枯3过3帅M钞P返a追,泽地玩基壳承绝载棵力禽[蓬f菌a塞o参]益=互1与5屡0瘦0三~耕2价5侵0松0霉k杏P递a碑。磁2馆.禁1扎.且2禽地透质喇构写造纱隧烧址胶区扩未略见损不袖良底地绝形千构投造普现烫象百,辰其冬周设边喷岩律体慰节池理仓裂扩隙蜡发君育花,亮进狭出祖口哈各概组愚主挠要选节梳理恒裂袜隙备产踩状临及燃特违征缠分市别复为南:渐(朝1液)斩进示口锻处误:铃L浮1侧产虚状巨1烤6陷0德o酿∠签8倡7柴o愤,维密秘度埋6率条映/牢m各,迹延凳伸谢长吗度愿3搞~浩5造m渴;绞L尾2顽产防状伤2膝4及5夫o蓄∠邀5埋6伟o萍,址密些度蚁3致条蝴/剪m昆,透延荷伸逆长牧度菜1裂~烤3质m忧;需L鹿3陪产输状悲1镰1耳0苍o员∠燕7枝6守o握,抢密然度万2熔条输/旅m学,撑延哨伸势长观度底1荐~扣3侵m冷,澡均名为肠闭胆合取裂能隙立面禾。标(口2肥)悬出惩口膨处垫:骆L普1讨产煎状树2凉1浆0跟o凑∠余5茶o则,责密墨度核3圈条孔/康m厘;柿L夏2幻产锡状腥1农2民5算o梁∠膜7疑5缓o症,词密脊度旷2叶条爆/午m涨;掩L速3总产类状悟5朽o货∠勾6毫0买o精,担密娇度查3系条由/锅m墙。闪均腐为矛闭拥合志裂泄隙估面锹。闷2膨.嗽1孝.机3漆地厚震散动辰参羊数赛区锄划阅据疏中鹊国因地妙震斑烈维度甲区兄划胶图厨(惧1哗9殿9千0烦)开和把《笨中箭国质地加震禁动贿参出数疑区斥划劈图庄》播(百G岭B挨1劲8酱3换0兼6紫-篇2欲0荒0催1忧)帝,矿本暴区守属执地浆震港烈圾度系6柜度释区酷,津地居震剑动慢峰妥值拜加走速遵度凭为网0臣.悬0剥5尤g竞,骂地吓震信反匀应棉谱社特浙征灶周奴期乌值防为桂0州.虫4顶5汪s科。狭2冲.宽2竟不谢良体地匹质朗现浮象冲及尖特薄殊呆岩造土改勘糕察程表竟明像,核隧尺址哲覆旗盖类层瞒薄浇,类自颗然哭山尼坡把处万于舞稳浪定希状煮态淋,跃无阅重辫力罩地饿质辅作枯用柔产环生效的夜不定良棚地涌质床现幕象迫;盏浅密部犹岩起体叠结劈构风及辟岩壳体跳质码量警较属差电,添洞袋口塔开战挖弓会梁有躺边舱、择仰进坡匆崩楚塌追掉热块痛现然象蹈,捞但蠢规插模旋较久小看。配3多光鼠面奏爆洁破赵理顷论鱼隧描道柔光券面构爆谁破续采衰取可微该振倍动迷控裙制立爆扩破冶技侨术赵。寒为落控衔制摧超佣挖蚂,衔周掩边止采释用跨光件面错爆拴破黑方惨法演。航隧讽道趁光舱面奸爆纸破列要习求扒周韵边盟眼挺爆蛋破匠既枯能统将也岩芝石庭爆形落取下努来惕,企又僵能碗形右成裁规仙整钢的奖轮闹廓沙,蓬尽何可旋能滴保栏留糊半君孔鲜痕旱迹匪,苏减腾小阅爆溪破粮对烘围呜岩乖的靠扰约动手,遗减筹少疑超野挖兄量全。特装扒药作集衰中场度堪(生q悔)巨、头最筒小肺抵生抗斜线围(机W许)掩直暗接仓影中响堆周割边肯岩巩石站的行爆侦落疮效忧果裕;宿“强规订整天轮壮廓季”婶主誓要越与菊炮精眼耽间钥距蚊(选E晕)侍、泼炮拣眼多密搁集柿系鲜数护(逢m助=脏E享/手W浊)朝和轿最氧小套抵定抗遣线著有印关涌(按W制)南;林半膨孔每率责主由要燃与度不捧耦爽合丢系皮数源(贯D众=船d混炮幼眼湿/集d耳炸知药市)恳有设关新。捎因档此个,弃影术响班隧驶道平光进面脂爆涂破毅效惧果占的挪主姿要浅参饿数草应硬是律:伪炮露眼鼠间燕距行(扭E罪)挠、宰炮躺眼狼密把集巧系件数艰(气m叼)直、峰装滚药炎集晒中众度造(笼q判)心、救最顽小车抵击抗陆线衬(黎W馆)门、月不制耦炕合肌系茅数虾(锅D跌)佛。堆而日它而们曲之失间奏又爽是谋相巡互耐联粮系亡的精,构只载有享这扯些磁参竖数绳整塑体叠上饥处启在换某共一疤正比确咐的训范零围重内问,祝才方能塌达茶到摧理骨想俘的蛮光妇爆拌效予果五。报影秋响尊光诚面咐爆呜破丧效玩果难的蒸因珍素说有险很齐多兼,个主舌要纱有劳围抗岩僻地秘质驰条侨件电、迫炸稀药虚特薄性妙、伟断打面返形亲状获和颗大拖小码、贩钻予孔坚质丘量树等释。亩其缝中慌围泉岩撇地狗质闯条忠件洒和怪钻礼孔销质宝量则是续最鸽主纺要莫的炒影达响掀因犁素枯。驶实剪践璃表贪明践,表通具常齿的例光政面侧爆丧破壮参绒数烛取忠值套范阔围区如收下算:部炮婶眼班间秒距艺E春=银(此1仍0点~景1风5令)嚼d跨、摘炮渡眼停密截集蕉系扔数撑m婆=柄0谨.昂7份~挡1权.粥0续、串最缝小愤抵参抗倚线腊W抛=疯(芳1陈0诞~押2守0尊)呆d派或偏者他W钩=封E翅/冻m讨、绸不厉耦质合胁系圈数冠D朗=也1骄.帖5悟~脆2评.脆0悠、潜装卷药卵集纷中守度计q曾=马0地.强1借~滨0馋.树1黄5戒诞(遣k欢g残/因m样)泽4直光领面猪爆穗破赌的究主带要勤参添数触4辞.惯1师理阿论穗计腰算萝隧失道岭爆惧破昏炮违孔各钻探孔退时场由字外吩侧默向咬中员间躬分章别劫为屋周旨边浪孔免、屋辅论助易孔攻和鬼掏层槽毅孔拖。控其屠中获周晌边损孔漏和椒辅灭助罢孔妨钻闭孔荣深昌度努为治3墨~斥3慰.求5阿m写,钱炮季眼阶直有径佛d太炮吊眼猾=蹲4将2国m此m群;织掏哨槽远孔甘的荣钻哪孔管深裙度渣为愿4侍~殖4洋.恐5丧m闯,抚超女出浪周必边芽孔刑和固辅雄助谊孔太的刷孔唯深遭5型0劫c娃m吴。步根盈据漫光缺面肯爆耍破拒的丸理划论购数润据林,克取查周季边认孔龙孔零距馆E久=生(瘦1伪0遥~贼1紧5巧)鬼d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9.1.3周边眼距E相应炮眼装药爆破的贯穿裂缝是靠应力波在各自的炮眼壁上先产生初始裂缝,然后在爆轰气体准静压作用下扩展贯通。形成贯穿裂缝所需满足的条件为:p.db=(E-2rk).ST则周边眼距:E=2rk+p.db/ST式中:p为炮眼壁上产生的冲击压力,p=kbSc;kb为体积应力状态下岩石抗压强度增大系数,kb=10~15;Sc为岩石单轴抗压强度(kPa);ST为岩石抗拉强度(kg/cm2),STS0/12;rk为炮眼周围形成的裂缝长度(cm);rk=(bp/ST)1/a.rb;rb为炮眼半径;b为切向拉应力与径向压力的比值,b=u/(1-u);u为岩石的泊松比,一般u=0.25,a=2-b为应力波衰减指数。据此可得出在爆炸应力波作用下,炮眼周围形成的裂缝长度rk,此裂缝继而在爆轰气体准静压作用下贯通。以rk为依据算出周边眼距E值。9.1.4最小抵抗线W
光面层厚度与周边眼距E有密切关系。要求最小抵抗线应该使周边眼爆孔后,设计轮廓线以外的岩石完整无损而设计轮廓线以内的岩石破碎爆落。为此,必须使E/W保持一个适当的关系(E/W称之为炮眼密集系数m)。从上图的单孔爆破漏斗分析中可以看出:W与E的关系直接影响爆破漏斗形状:并决定着爆破漏斗破裂半径Rp与W所夹角度α的大小。实践证明,光面爆破的α角在35°~45°最为合适。因此,可得炮孔密集系数:m=E/W=tan35°~45°=0.7~1.0亦即光面爆破周边眼的最小抵抗线W应大于周边眼距E,岩石松软破碎则亦即光面爆破周边眼的最小抵抗线W应大于周边眼距E,岩石松软破碎则取小值,岩石坚硬完整时取大值。参考经验数据(表1)。9.2其它技术措施9.2.1光爆孔炸药选择在光爆孔中除使用小直径药卷以增大不偶合系数外,还必须选用低密度、低爆速、爆生气体多的炸药,以利于降低爆轰压力而又能使爆后初始裂缝在爆生气体作用下得以扩展贯通。在光爆中使用直径为27mm的乳化炸药能提高光爆质量,实践证明是一种较为理想的选择。9.2.2起爆方法与放炮顺序在光爆施工中,采用非电导爆管起爆系统能取得较好的光爆效果,这是因为导爆管可与药卷捆扎在一起使其固定在预定位置实现分段间隔装药,有利于缓冲对岩壁的破坏。周边眼可与其它炮眼同时联线起爆,但其雷管段数最高,最后起爆。周边眼之间应尽可能同时起爆。齐发起爆时,孔眼贯通裂缝较长,可抑制其它方向裂隙的发展,有利于减少孔眼周围裂隙产生和形成平整的壁面。所以,实施光面爆破时,时间间隔越短,壁面平整的效果越有保证。9.2.3钻孔质量将炮孔准确地按设计的角度、深度、间距钻到既定位置是实现光面爆破的重要措施。炮眼眼位的标定、点出、钻凿各个环节都必须准确无误,尤其是周边眼一定要做到互相平行且眼底落在同一平面上,否则其他光爆措施都难以实现。现场实践证明,大多数情况下周边眼以一定的角度向轮廓线外偏斜,即“外插”是必要的,眼底落在设计轮廓线外一般不超过20cm。这样,在爆破后就可保证在炮眼利用率为90%的情况下,得到预定的设计轮廓表面而不发生欠超挖。9.2.4邻近周边眼炮孔的装药邻近周边眼的炮孔(二圈眼,三圈眼)装药量较多且先于周边眼起爆,所以也必须注意其装药量。过量装药,可能使这些炮孔起爆后破坏范围超过设计轮廓界面,在周边眼起爆之前先将控制界面破坏,形成超挖,降低光爆质量。邻近周边眼的炮孔装药应均衡递减。要做到这一点,必须控制二圈眼装药系数为0.4~0.5,三圈眼装药系数为0.5~0.6,这样就可保证周边眼邻近炮眼爆破后所形成的破坏范围不超过周边眼的规定破坏带,使周边光滑平整且围岩稳定。9.2.5聚能药包在光爆孔中的应用聚能炸药改变了药包形状,使炸药能量在该处聚集产生聚能流提高炸药的穿透能力。较为理想的一个方法是采用一个特制的塑料聚能管套在药包表面上,将对称的聚能槽在装药时对准周边眼炮孔之间连线方向,则药包起爆后,沿连线方向容易产生初始裂缝,此裂缝在爆生气体准静压作用下贯通达到光爆目的。影响光爆质量的要素很多,根据不同的岩性,地质条件,不断探讨研究优化爆破参数,最终实现理想的光爆效应。10光面爆破参数的调整光面爆破是一项能有效控制岩体开挖轮廓减少超欠挖的爆破技术,通过对隧
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