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二郎山隧道光面爆破技术的初步实践.pdf
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公路 2000 年 12 月第 12 期 H IGHWA Y D ec 2000 N o 12
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文章编号: 0451- 0712 (2000) 12- 0042- 02
二郎山隧道光面爆破技术的初步实践
刘元华孙昌汉
(铁道部隧道工程局第三工程处二郎山项目经理部)
[摘要] 该文介绍了二郎山隧道进口段施工掘进时采用的光面爆破技术。
关键词二郎山隧道光面爆破
文献标识码: B
二郎山隧道进口段正洞于 1996 年 7 月开工, 时(2) 爆破对孔壁的作用力, 必须小于或等于介质
逢连绵大雨, 断道两月余, 施工相当困难; 1996 年只的抗压强度, 大于其抗拉强度。
完成全断面开挖 170 m , 1997 年 1~ 5 月完成 574 (3) 爆破在两炮孔之间连续产生的垂直拉应力
m。施工中, 针对二郎山的地质情况, 对于光面爆破必须优先到达大于或等于连接面上介质的极限抗拉
技术, 经实践——改进——再实践, 取得了一些成强度, 才能形成光滑平整的破裂面, 即形成良好的光
果, 现介绍如下。面爆破效果。
(4) 按照一定的目的, 选择合理的起爆次序和起
1 光面爆破的目的及实现条件爆方法来实现平整光滑的开挖面。
1 1 光面爆破的概念
光面爆破是采取特殊的装药结构, 选择合理的 2 光面爆破各项参数的选择及技术经济指标
起爆次序和起爆方法, 使开挖面平整光滑, 且接近设 2 1 爆破参数
计开挖轮廓线的爆破方式。针对二郎山隧道进口段地质状况, 我们对爆破
作用机理: 光面爆破是地下工程按新奥法施工设计图不断地调整光面爆破参数, 使其达到理想
的重要前提, 它的作用机理是爆炸气体高压静力作状况。
用与应力波峰干扰共同作用的结果。光面爆破的实现, 其介质为主要决定条件, 因岩
1 2 光面爆破的目的层的硬度、节理发育状况等不同而异, 必须认真对
(1) 产生良好的光爆面, 使隧道成型规则, 减少待。由于介质决定了周边炮眼之间的间距 E 与周边
超欠挖, 获得较好的开挖轮廓线。抵抗线W , 要达到较好的光面爆破效果且对周围岩
(2) 减少对围岩的震动和破坏。层产生最小的扰动, 炮孔不产生裂痕, 就要在爆破技
(3) 使支护工作量合理, 消除因应力集中而产生术上想办法, 因此须对不耦合系数, 周边眼装药结构
坍塌现象。及周边眼线性装药密度不断地调整, 最后得出表 1
(4) 良好的光爆面, 可对施工安全、施工进度起的各种参数。
到一定的促进作用。 2 2 装药系数
1 3 光面爆破实现的条件 2 2 1 炮眼数量
(1) 爆破介质必须是脆性的, 其抗拉强度要求远根据日本采用计算炮眼数目的图解法, 大于 50
远小于其抗压强度, 且差数越大, 光爆效果越好。 m 2 的断面, 炮眼数N = M , 为开挖断面积; 为
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2000 年第 125 期刘元华孙昌汉: 二郎山隧道光面爆破技术的初步实践— 34 —
定值( = 0 58)。理论计算炮眼数值N = 117~ 139, 技术干部现场放样, 最后得实际炮眼数量为 120~
根据围岩的变化, 我们每槽炮不断地调整炮眼数值, 130, 与理论值相接近。
表 1 光爆参数
钻孔深度周边眼间距周边眼抵抗线相对距离装药集中度
项目 E W 装药结构起爆方式
m cm cm E W kg m
围岩类别
参数 1 7 3 2 56 60 70 75 0 8 0 8 0 12 0 15 间隔装药非电毫秒
2 2 2 起爆方式 2 2 4 炸药类型
采用微差爆破, 利用电毫秒***, 合理延迟各段除周边眼外, 其它均采取 32, 二级岩石乳化炸
***之间的间隔时间。药, 周边采用 25 二级岩石乳化炸药。
2 2 3 炮眼深度 2 2 5 装药系数
预计开挖进尺 3 m。为保证爆破效果与经济效益, 各炮孔的装药量均
(1) 掏槽眼、扩槽眼: 3 5 m。不同, 根据以往经验, 制定了表 2 所列的装药系数。
(2) 内圈、底板、周边眼: 3 2 m。 2 3 光面爆破的技术经济指标(见表 3)
表 2 装药系数的选定
炮眼深度每孔装药装药系数***段别
序号炮眼名称炮眼个数
m kg % 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
1 掏槽 12 3 5 2 36 90 6 6
2 扩槽 7 3 5 2 36 90 3 4
3 掘进 31 3 3 1 98 80 14 17
4 内圈 23 3 2 1 68 70 23
5 底板 13 3 2 2 16 90 13
6 周边 33 3 2 0 48 0 15kg m 33
7 合计 119 389 6 188 8
8 非电毫秒***各段百分比% 5 5 2 5 3 4 11 8 14 3 19 11 28
表 3 光面爆破的技术经济指标
开挖面积预计进尺开挖数量钻孔总长装药总量单位耗孔量单位耗药量单位耗管量同段最大装
2 3 3 3 3 不耦合系数
m m m m kg m m kg m 发 m 药量 kg
67 04 3 0 203 52 389 6 188 8 1 69 0 93 0 52 38 64 0 66
注: ①钻头直径 38; ②钻孔采用气腿式风钻。
由于目前我们是作为指定分包的形式, 出现只
承包开挖与初期支护, 搞好光面爆破是必须的, 光面
爆破的技术及经济指标见表 3 所示。
3 爆破设计图
根据目前施工情况的统计分析, 光面爆破半孔
率普遍在 80% 左右, 根据 200 m 统计资料分析平均
线性超挖在 15 cm 以内, 光面爆破炮眼布置见图 1。
又根据量测资料分析, 进入类围岩后, 无论拱
顶下沉和收敛量测, 围岩的稳定性良好, 爆破成形状
图 1 光面爆破炮孔布置
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