隧道光面爆破

隧道爆破技术讲座2020/3/101TunnelBlasting2011-1-19隧道爆破技术讲座2020/3/102135791719111315掏槽眼周边眼辅助眼隧道爆破技术讲座2020/3/103隧道爆破技术讲座2020/3/104爆破光面的形成，起至关重要的是掏槽眼和周边眼的设计。其中：掏槽眼是为辅助眼提供新的自由面，是后续爆破效果能好的基础，直接影响隧道爆破的循环进尺和掘进效果。隧道爆破技术讲座2020/3/105辅助眼进一步扩大掏槽空间，破碎隧道岩体，为后续爆破提供新的自由面；周边眼则直接关系着到隧道开挖边界的超欠挖大小和对保留围岩损害的程度。隧道爆破技术讲座2020/3/106炮孔布置位置与形式：掏槽眼一般布置在断面的中下方，主要有楔形掏槽和桶形掏槽，多用楔形掏槽方式；有水平楔形与垂直楔形之分。隧道爆破技术讲座2020/3/107辅助眼（崩落眼）一般围绕掏槽空间，按线形或环形均匀布置；排间距b(即抵抗线w)应小于同排或同环的孔距a，常为孔距a的80％~100％；可以打垂直眼，也可打斜眼，逐渐垂直；周边眼布置在设计轮廓线上，通常为斜眼，眼底落在设计轮廓线上或外摆10cm，一般采用光面爆破。隧道爆破技术讲座2020/3/108周边眼布置在设计轮廓线上，通常为斜眼，眼底落在设计轮廓线上或外摆10cm，一般采用光面爆破或预裂爆破。隧道爆破技术讲座2020/3/109图楔形掏槽—水平楔形其他孔线形布置隧道爆破技术讲座2020/3/1010楔形掏槽—垂直楔形其他孔环状布置隧道爆破技术讲座2020/3/1011各类孔孔间距取值原则：掏槽孔的夹制作用大，爆破条件差，炮孔应较密；辅助孔（崩落孔）经过掏槽孔、扩槽孔爆破后，自由面条件较好，孔距应较大；距掏槽空间越近排距越大；周边孔的作用是控制开挖轮廓，应采用光面爆破或预裂爆破，孔间距必须小于排间距；隧道爆破技术讲座2020/3/1012扩槽孔、内圈孔、二台孔、底板孔的孔距均应比掏槽孔和周边孔大，但是比崩落孔要密，其间距或抵抗线一般为崩落孔的80％左右，因为扩槽孔的作用是进一步扩大槽腔，为后续炮孔的爆破提供良好的临空面条件，应适当加密炮孔，以保证爆破效果；隧道爆破技术讲座2020/3/1013内圈孔距离开挖面较近，应适当加密，使炸药能量在内圈孔一带均匀分布，减少对围岩的爆破破坏；扩槽、崩落孔爆破后，部分岩碴堆积在底板上，增加了二台孔、底板孔的爆破负荷，为保证底部的爆破效果，二台孔、底板孔也必须适当加密。隧道爆破技术讲座2020/3/1014炮孔的方向和角度炮孔的方向，可以与作业面垂直或倾斜，在有明显裂缝或层理时，炮孔应与岩石裂缝或层理垂直或斜交(见图)，尽量避免平行层理和钻入裂缝。掏槽可利用裂缝、层理。隧道爆破技术讲座2020/3/1015一般炮孔应与自由面成一定角度，以有利于爆破外抛。角度的大小，根据岩石的坚硬程度、炮孔作用及便于作业而定。炮孔角度越大，爆破效果越差；炮孔角度越小，最小抵抗线(装药中心至自由面的垂直距离)越小，爆破效果越好，但炮孔深度浅，进度慢。既要进度快，又要爆破效果好，必须选择好炮孔的角度。隧道爆破技术讲座2020/3/1016炮孔倾角取值参考表：加强掏槽孔：50°～55°;掏槽孔：55°～75°；辅助孔：75°～90°；周边孔：85°～90°。岩石坚硬取小值，岩石松软取大值。隧道爆破技术讲座2020/3/1017各类炮孔眼底要落在要求的同一平面上，掏槽眼应超深20ｃｍ左右。隧道爆破技术讲座2020/3/1018孔数较多同类孔也应采用分段延时起爆。即使是楔形掏槽眼，各对楔形掏槽眼之间应跳段设置。111122255810182012141623791719111315隧道爆破技术讲座2020/3/1019掏槽困难，可适当加眼。在坚硬岩石中掏槽，难以形成掏槽空间，可在楔形掏槽眼上下中间部位各加一个掏槽眼，且向楔形中央倾斜。隧道爆破技术讲座2020/3/1020隧道爆破周边眼必须采用的光面爆破。实践表明，采用普通爆破方法，不仅对围岩扰动大，而且难以爆出理想的开挖轮廓，而光面爆破较大程度的满足上述要求。隧道爆破技术讲座2020/3/1021光面爆破的特点技术：沿设计轮廓线打一排小孔距的平行炮孔，小药量、不耦合装药，在开挖区主炮孔爆破后（后起爆），同时起爆。隧道爆破技术讲座2020/3/1022光面爆破的切割成缝机理：1、相邻孔的导向作用2、爆生气体的扩缝作用（小孔距、平行炮孔、小药量、不耦合装药、后起爆、同时起爆）。隧道爆破技术讲座2020/3/1023隧道爆破技术讲座2020/3/1024光面爆破设计（几个要点）：（1）周边眼间距a周边眼要适当加密，才能有效地形成光面裂隙。若孔距过大，孔间导向作用消失，光面裂隙就不能形成；而孔距过小，又会增加钻孔费用和爆破工作量，还可能使药量偏大，光面效果不好，所以，一般：a＝（8～18）d，其中d——孔径。隧道爆破技术讲座2020/3/1025光面爆破设计：当炮孔直径为35～45mm时，间距一般可取500～700mm.但在岩石节理裂隙发育的地区，或者对光爆面的质量要求高的部位，其孔距还应更小一些。本工程就应取消小值，推荐在：350～500mm隧道爆破技术讲座2020/3/1026（2）最小抵抗线w和炮孔密集系数mw即光面层厚度，一般说来w＞a光面孔间距。因为：w过小，孔与孔间的光面裂隙来不及贯通前，各孔就朝自由面方向形成爆破漏斗，结果产生凹凸不平的破裂面；反之，w过大，光面裂隙虽易于形成，但自由面方向的爆破效果可能恶化，产出大块多，在壁面造成凹坑。隧道爆破技术讲座2020/3/1027一般：m＝a/w=（0.6～0.8），最大可以达到1，即mmax＝1。一般说来：岩石破碎节理发育时，爆破裂隙产生和发展方向不易控制，要获得平整的轮廓面，a应偏小取、w偏大区；即取m＝0.6，甚至可接近取m＝0.5；岩石较完整，开挖跨度较大，取m=0.8，a取原设计值；岩石坚韧，开挖跨度小，则a、w都应偏小取，可取m=1，才能形成符合设计的曲率半径较小的轮廓面。隧道爆破技术讲座2020/3/1028所以本工程应整体偏小取。本工程建议：硬岩取：a=45～55cm、w=（55～65）；中硬岩：a=35～45cm、w=（45～55）；软岩：a=30～40cm、w=（40～50）。隧道爆破技术讲座2020/3/1029（3）不耦合系数k=炮孔直径D/装药直径d：要使炸药在孔内爆炸而孔壁不产生“压碎”破坏，必须选择合理不耦合系数，一般不耦合系数＝1.1～3.0，而其中取1.5～2.5的较多。故本工程:D=45～48mm.隧道爆破技术讲座2020/3/1030（4）齐发爆破光面孔应齐发、同时起爆。为此各孔可敷设导爆索，引出孔外后与一根主导爆索相连，再接续导爆管延时雷管。其延期时间：距相邻主炮孔爆破的延期时间Δt不小于100ms。若光面孔较多，震动限制不能同时起爆，可以采取分组延时起爆，相邻组光面孔延时段号连续，不跳段。隧道爆破技术讲座2020/3/1031装药集中度(kg/m)岩石类别炮眼间距E(cm)抵抗线W(cm)密集系数K=E/W0.30~0.35硬岩55~7060~800.7~1.00.20~0.30中硬岩45~6560~800.7~1.00.07~0.12软岩35~5040~600.5~0.8光面爆破一般参考数值隧道爆破技术讲座2020/3/1032起爆药包的位置1）正向起爆：将起爆药包放在孔口第1或第2个药卷处，雷管聚能穴朝向孔底。2）反向起爆：起爆药包放置在孔底，雷管聚能穴朝向孔口。隧道爆破技术讲座2020/3/1033一、光面孔间距一定要小于光面层厚度。光爆特别强调以下几点：隧道爆破技术讲座2020/3/1034二、光面孔的孔间距要小。岩石类别炮眼间距a/cm硬岩55中硬岩45软岩35隧道爆破技术讲座2020/3/1035三、光面孔孔位要准确、相互平行、间距一致。开孔位置偏差不应大于3ｃｍ，钻孔以3％～5％的斜率向断面外倾斜。135791719111315隧道爆破技术讲座2020/3/1036四、光面孔采用不耦合装药和空气间隔装药。将药卷捆绑在导爆索上，形成一个断续的炸药串。为方便装药，一般可将药串绑在竹片上，送入孔内。分别起爆进行爆破。隧道爆破技术讲座2020/3/1037五、孔口必须采用炮泥堵塞（0.5ｍ）。太长部分加间隔器、竹节堵塞。隧道爆破技术讲座2020/3/1038六、减震爆破措施。同层连续、隔层跳段延时起爆。111122255810182012141623791719111315隧道爆破技术讲座2020/3/1039七、周边孔同时起爆。起爆顺序：掏槽眼→扩槽眼→辅助眼→底眼→光爆眼。隧道爆破技术讲座2020/3/1040八、光面孔导爆索连接起爆。导爆管雷管导爆索隧道爆破技术讲座2020/3/1041