理论教育 周边眼的布置与光面爆破在隧道工程施工及风险防控中的实践

周边眼的布置与光面爆破在隧道工程施工及风险防控中的实践

时间:2023-08-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:光面爆破是通过调整周边眼和各爆破参数,使爆炸优先沿各孔的中心连线形成贯通的破裂缝后,内圈岩体裂解并向临空面方向抛掷。因此,光面爆破除应满足爆破设计的基本要求外,还应特别注意周边眼的布置。周边眼中的装药分散度可以用不同的装药结构来实现。周边眼常用小直径药卷连续或间隔装药,必要时可加导爆索、水袋或采取空气柱装药,以保证在药量较少、分散度较高的条件下稳定爆炸。

周边眼的布置与光面爆破在隧道工程施工及风险防控中的实践

1.光面爆破效果的重要性

由于掏槽爆破是先爆破隧道中间,增创临空面,再逐层扩大爆破,形成更大的临空面,最后起爆周边眼。因此,周边眼处在坑道周边且紧靠围岩,所以周边眼的爆破,在很大程度上影响到开挖轮廓的质量和对围岩的扰动破坏程度。为了对围岩扰动最小,最大限度地保护围岩的整体性和自稳能力,我国隧道工作者根据多年的隧道工程钻眼爆破实践经验,总结出了“光面爆破周边眼,贯通裂缝作用机理”,掌握了对周边眼的控制和布置方法。

2.光面爆破作用机理

光面爆破的分区起爆顺序为:掏槽眼→扩大眼→周边眼→底板眼。即扩大眼爆破后应留下一层厚度大致相等的内圈岩体,这一层岩体由周边眼完成爆破,并形成平顺的轮廓。

光面爆破是通过调整周边眼和各爆破参数,使爆炸优先沿各孔的中心连线形成贯通的破裂缝后,内圈岩体裂解并向临空面方向抛掷。这种爆破在围岩中产生的裂缝较少,对围岩的振动破坏较小;获得的坑道轮廓规则,岩面圆顺,超挖量、欠挖量较小。因此,光面爆破除应满足爆破设计的基本要求外,还应特别注意周边眼的布置。

3.周边眼的布置方法及技术要领

光面爆破周边眼的作用是爆破最后一层岩体,使坑道断面达到设计要求的形状和尺寸,坑道轮廓圆顺,超挖量、欠挖量应符合《公路隧道施工技术规范》(JTG/T 3660—2020)等规范的规定。周边眼的布置就是要确定周边眼的间距(E)、最小抵抗线(W)、开眼位置(d)和外插角(a)。(www.daowen.com)

(1)周边眼应设置一定的外插角(a),一方面是为了控制超挖量、欠挖量,另一方面是为了便于下次钻眼时落钻开眼。外插角的大小应根据岩体的抗爆破性即岩体的软弱或破碎程度来确定,一般是将炮眼方向以3%~5%的斜率外插。从眼口及眼底位置角度讲,当岩体较坚硬或较完整时,眼口(开眼)应布置在设计轮廓线上,眼底应落在设计轮廓线以外10~15 cm;但当岩体较软弱或较破碎时,眼口则应开在开挖轮廓线以内5~10 cm,眼底应落在设计轮廓线上。底板眼布置也应遵循上述原则。

(2)周边眼应适当加深。考虑到周边眼底部分炸药要爆破的岩体所处的位置,受到开挖面的挟持作用较大,为保证爆破后开挖面(即坑道正面)周围环带区岩面平整,便于下一循环周边眼的开眼,可将周边眼深度适当加深,加深的量应根据实际情况而定,并注意周边眼中的装药分散度。

(3)周边眼应适当加密并调整间距抵抗比E/W值。为了保证周边眼之间优先形成贯通裂缝,必须适当选择周边眼间距并调整间距抵抗比E/W值,这要视岩体的抗爆性、炸药性能、炮眼直径和装药量而定。

(4)确定适量的炸药单耗。周边眼装药量应既具有爆炸破岩所需的做功能力,又不致严重破坏围岩。施工中,除应综合考虑周边眼间距(E)、光面层厚度最小抵抗线(W)、岩体的抗爆破性,以及炸药种类、装药结构等因素的影响以外,还应根据试验和实际的爆破效果,确定炸药单耗。

(5)控制装药分散度。周边眼装药时,还应注意分散度。周边眼中的装药分散度可以用不同的装药结构来实现。周边眼常用小直径药卷连续或间隔装药,必要时可加导爆索、水袋或采取空气柱装药,以保证在药量较少、分散度较高的条件下稳定爆炸。

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