黄练隧道光面爆破的施工应用.pptx
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1、摘 要 介绍南广铁路黄练隧道光面爆破参数的选择、施工方法及工艺,以及对控制隧道超欠挖起了积极的作用。关键词 黄练隧道 光面爆破 参数选择 施工技术 南广铁路黄练隧道位于广西省贵港市黄练镇,隧道起讫里程为DK26+230DK27+030,全长800m。该隧级围岩长47米,级围岩长85米,级围岩长430米,级围岩长180米。(1)地层岩性隧区覆盖层为第四系全新统崩坡积块石土,坡残积黏土,下伏泥盆系上统和中统东岗岭组白云质灰岩、灰岩。白云质灰岩、灰岩中至厚层状,节理、裂隙较发育,节理面见铁锈色,溶蚀严重。(2)地质构造隧道段基岩多裸露,岩层单斜,节理、裂隙较发育,岩层产状为N2030W/5068NE
2、;节理:产状为N2060W/3550SW的延伸性,节距约0.21m,而产状为N20E/90和N36E/55的延伸性较差,节距约12m。隧道范围内地表水缺乏。地下水主要为基岩裂隙溶隙水。基岩裂隙溶隙水水量较小,旱季少,雨季较丰富,水量受季节变化影响大,由大气降水补给。根据“新奥法”施工的需要和工程地质条件,结合施工现场实际情况,决定采用光面爆破施工。光面爆破施工,可以减少对围岩的扰动,增强围岩的自承能力,保证了施工的安全;由于光面爆破使开挖面平整,岩石无破碎,减少了裂隙,这样可以大大减少超欠挖量,减少出碴量,还很大程度的减少了支护的工作量,从而降低了成本,加快了施工进度。3.1 暗洞施工:、V级
3、围岩采用两台阶开挖法。3.2、级围岩地段采用全断面开挖。光面爆破的目的是使周边眼形成贯穿的裂缝。当两炮眼同时起爆时,炸药所引起的压缩应力波将在两孔中间相遇,两孔间的岩石在压缩应力的作用下产生垂直方向上的拉应力,如果此拉应力超过岩石的极限强度,周边就会沿两眼连线产生孤形裂缝。该裂缝产生情况与周边眼的间距、角度、装药结构及起爆方式均有关。故此,合适的周边眼间距及角度,合理的装药结构及起爆方式,使炸药爆炸所产生的压应力刚好克服岩石动态抗拉强度,炸药的爆破作用才能形成贯穿裂缝,岩层周边才能形成规整的断面形状轮廓。光面爆破参数选择主要与地质条件有关,其次是炸药的品种与性能,隧道开挖断面的形状与尺寸,装药
4、结构与起爆方法。黄练隧道II级围岩全断面开挖断面的面积为120.10m2,采用2号岩石硝铵炸药,周边眼采用空气间隔装药,其他炮眼采用连续柱状装药,采用塑料导爆管孔内微差非电毫秒雷起爆。严格控制周边眼的装药量,采用合理的装药结构,尽可能使药沿炮眼长均匀的分布,这是实现光面爆破的重要条件。在光面爆破中,周边眼间距E、最小抵抗线W、相对距系数K、装药密度q是相互制约的。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35。当爆孔孔径D为42mm时,周边孔间距E=(1016)D,通过观察光爆成型情况,总结发现周边眼间距在55-65cm之间最宜。最小抵抗线与
5、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65-75cm范围内及时调整小,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。根据黄练隧道II级围岩的情况,在最小抵抗线光爆层的厚度,取得了较好的爆破效果。相对距系数是周边眼间距(E)与最小抵抗线(V)的比值,是影响爆破效果的重要因素。在抵抗线(W)一定的条件下,眼距大小直接影响光爆效果。因为在爆破的瞬间其自由面处的反射拉应力应等于入射的压应力,而两眼间所引起的拉应力则小于入射的压应力;同时在自由面方向上的岩石是处
6、于双向应力状态,所以自由面方向的岩石易被拉坏。因此为了充分利用炸药能量,选择合理的眼距(E),产生满意的爆破效果,就要设法使自由面方向的反射拉应力与两眼间爆破拉应力相等。实践证明:只有当E/W=0.8-1.0时,上述两应力才近似一改,光面爆破效果才有可能达到最佳。所以黄练隧道II级围岩E取60cm,W取70cm。图图1 1 全断面开挖炮眼布置示意图全断面开挖炮眼布置示意图(单位:厘米)光面爆破装药量的计算,主要是确定周边光爆孔炮眼装药集中度,即以kg/m表示,一般采用实验方法求得或从同类工程中选取。q=QaB式中 q装药集中度,kg/m;Q单位体积耗药量,kg/m3;a周边眼间距,m;B最小抵
7、抗线,m;通过现场试验和施工经验数据,用计算法进行校核,确定q=0.110.30kg/m。光面爆破采用不耦合装药,一般不耦合系数为1.52.0,施工现场钻孔直径为42mm,炸药直径为25mm,不耦合系数为d=42/25=1.68。按各断面炮孔爆破设计装药量装药联线,周边眼采用25mm小直径药卷不耦合装药方式,富水地段采用乳化防水炸药,掏槽眼中空直眼掏槽。爆破材料采用117段非电毫秒雷管和塑料导爆管起爆,周边眼采用低爆速、低密度、高爆力、传爆性好的小直径2号岩石硝铵炸药(25mm直径),富水地段采用乳化炸药。图图2 2 周边眼装药结构示意图周边眼装药结构示意图按设计联结起爆网络。起爆网采用复式网
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