隧道施工中的光面爆破技术解析

光面爆破优点

1、能减少超挖。

2、爆破后成形规整,提高了轮廓质量。

3、爆破后围岩不产生或很少产生爆破裂缝,支护工作量小,材料消耗小。

4、加快掘进速度,降低成本,保证施工安全。

技术要点

1、 根据围岩特点,合理选定周边眼的间距和最小抵抗线,尽最大努力提高钻眼质量。

2、 严格控制周边眼的装药量,尽可能将药量沿眼长均匀分布。

3、 周边眼宜使用小直径药卷和低猛度、低爆速的炸药。为满足装药结构要求,可借助导爆索(传爆线)来实现空气间隔装药。

4、 采用毫秒微差有序起爆。要安排好开挖程序,使光面爆破具有良好的临空面。

5、边孔直径小于等于50mm。

操作要点

爆破设计

根据隧道设计提供的地质资料、设计图纸和施工机具,合理的选择爆破材料。而后根据现场地质条件和自身的工、料、机条件,进行切合自身实际情况的爆破设计。爆破设计的顺序为:分析岩性和隧道断面→确定开挖方法→确定开挖进尺→爆破器材选择→掏槽眼设计→周边眼设计→二圈眼设计→掘进眼设计→底板眼设计→各类孔药量分配→总药量和总眼数核对→爆破网络设计→参数现场优化。

作业器具就位和测量放线

1)作业器具就位

出渣结束后,将作业平台推往掌子面,将36V照明线路引至掌子面,检查水压、风压线路是否完好,风压力、水压力和蓄水池水量是否足够,送风设施是否完好。

2)测量

测量人员用全站仪和水准仪,确定出隧道中心线、拱顶面高程和拱脚高程;并在开挖轮廓线上每间隔1~2m测设出开挖轮廓控制点,利用开挖轮廓控制点用红油漆画出开挖轮廓线。

布设孔位

按照爆破设计的要求,根据已绘制的开挖轮廓线标出周边眼炮眼位置,并利用中线和拱顶高程,用支距法画出掏槽眼和底板眼的位置。其余眼由外向内按照爆破设计布置,

布孔要求如下

1)掏槽眼布孔误差不大于±3cm。

2)周边孔严格按设计开挖轮廓线布置,在硬岩层中,周边眼的眼口在断面设计轮廓线上;在软岩中,周边眼的眼口在断面设计轮廓线内小于8cm。

3)其余各孔不大于±5cm。

若遇挂眼困难,炮孔位置可适当调整,但必须保证调整后,相邻各孔间距均匀布置,注意掏槽眼需整体移动,孔间调整范围不得大于其误差值。

钻孔作业

由于孔位为红油漆标识,为了防止钻孔过程中,将标识的孔位位置破坏,一般先用钻机在标识的孔位位置钻取一部分控制点位,然后才进行钻孔作业。钻孔必须做到“准、平、直、齐”四要素满足以下精度要求。

清孔与孔位验收

1)验收前,用小直径高压风管将炮眼内石屑吹净。

2)逐孔检查孔深、孔的角度和孔间距,对不符合要求的孔须重钻,在验收的同时,根据掌子面的平整情况,局部修正装药量。

爆破器材现场就位

1)根据孔数、爆破设计的毫秒雷管段别和计算的药量,派专人到炸药管理库房领取。

2)炸药在运输过程中,雷管和炸药不得混装。

装药与炮口堵塞

1)装药要求

(1)周边眼按设计装药量和设计的不耦合间隔装药结构进行装药。其他眼按连续装药结构和设计药量装药。

(2)当掌子面凹凸不平,其各孔装药量可随炮孔深度变化作相应的调整。当实际炮孔所处位置有软层或者裂缝通过,应取消该孔装药并适当减少相邻内圈孔的用药量。

(3)炸药装填必须按安全规程操作,不得硬捅,硬捣。

(4)采用反向爆破的方式,所有非电毫秒雷管均位于孔底,聚能穴朝向传爆方向。(另有经验证明,第一序掏槽眼按顺向起爆,效果好)

2)炮孔堵塞要求

(1)预制炮泥,每条长10~15cm。

(2)各孔堵塞长度周边不小于20m,其余各孔不小于40cm。

(3)堵塞过程要妥善保护网路。

(4)堵塞材料应选用粘土或砂子等材料,不得选用易燃性材料。

网路连接与检查

1)每个击发雷管连接塑料导爆管数不多于24根。

2)每个连接节点处,起爆雷管的绑扎位置应距离塑料导爆管端头不得小于15cm。

3)网路连接自有下垂不得拉紧。

4)孔内雷管不得错段,具体操作时由班组长分发导爆管雷管并监督完成。

5)用于连接起爆网络的中间连接雷管宜用同段、小段位的击发雷管或连接元件,严禁使用高段位雷管。

6)网络连接完成后,应由有经验的爆破员组成的检查组担任,检查组不得少于两人,大型或复杂起爆网路检查应由爆破工程技术人员组织实施,保证连接可靠,传爆稳定。

警戒与起爆

1)起爆网络连接和装药完成后,吹响警戒哨,并由警戒人员从爆破工作面向外清场,待人员、机械和警戒人员全部撤离到安全距离后,再将起爆网络与起爆器连接起爆。

2)起爆器位置应设置在能抗冲击波、抗飞石、抗噪音的位置,一般情况下不得小于300m。

3)其他要求爆破安全规程办理。

通风和排险

1)爆破后,一般通风时间不得小于15分钟。

2)爆破后,应该由专职安全人员对爆破点围岩稳定情况、有无盲炮进行查看,确认无危险源后,方可解除警戒。如有危险源,按相关安全规程办理。

3)派专人对爆破后松动岩石进行排除。

光爆效果检查

由技术人员对残眼率、爆破进尺、轮廓圆顺度,超欠挖等参数进行检查,为优化爆破参数提供依据。检查要求按以下标准执行:

1)开挖轮廓圆滑,开挖面平整。

2)爆破进尺达到设计要求,爆出的石块块度满足装碴要求。

3)炮眼痕迹保存率〔(残留有痕迹的炮眼数/周边眼总数)×100%〕,硬岩≥80%,中硬岩≥60%,并在开挖轮廓面上均匀分布。

爆破参数调整

光面爆破参数检查后,如果光面爆破结果未能满足要求,应分析原因,找出其中的问题,对爆破设计进行优化。其分析的主要关键点如下:

1)若进尺不够,残眼率高,主要是掏槽眼的角度和排拒问题。

2)若周边眼眼间距之间有突出物,主要是眼间距过大,或者抵抗线过小的问题。

3)若周边眼装药部位有较大的粉碎区,爆破漏斗明显,主要是炸药的线密度过大。一般做法是将药卷改小或将单卷改成多段装药。

4)若错台明显,主要是周边眼外插角的问题。

5)若超挖严重,一般是周边眼外插角过大或装药量过大,增大了围岩的松动圈。

来源:网络

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