西康高铁秦岭太兴山隧道凿岩台车钻爆试验研究

基于凿岩台车应用现状,针对采用凿岩台车钻孔爆破时平均线性超挖量大等问题,选取西康高速铁路(西安—安康)秦岭太兴山隧道左洞进口Ⅲ级围岩段(DK23+075—DK23+155)作为凿岩台车钻爆法试验段。首先针对周边孔外插角大和掏槽孔深度受限情况,将凿岩台车两侧机械臂长度由7.1 m缩短至6.1 m。然后制定了精准钻孔措施。基于与该隧道同等围岩级别地段手风钻钻孔爆破施工经验,经过现场3个循环的凿岩台车钻爆试验,确定掏槽形式为两级斜孔掏槽,把电子雷管起爆时间设置为导爆管雷管奇数段位的起爆时间,按照掏槽孔、辅助孔、内圈孔、周边孔和底板孔的顺序依次起爆。经实施,爆破施工进尺可达3.4~3.6 m,周边孔爆破后炮痕保留率90%以上,断面平均线性超挖量仅19.9 cm。与凿岩台车配套的药卷直径宜在40~45 mm取值。

单线隧道Ⅲ级围岩全断面不同爆破开挖工法对比

凿岩台车作为先进的隧道钻孔设备,钻孔速度快、施工安全和对环境友好,但是施工单位普遍使用积极性不高。依托秦岭太兴山长大高铁单线隧道爆破施工,综合对比分析研究了手风钻和凿岩台车2种钻爆施工方法的钻孔和装药效率、爆破超欠挖量、开挖成本、设备配件消耗费、折旧费、施工人员数量和安全性。结果表明:高铁单线隧道采用凿岩台车钻爆的施工效率低于手风钻,且凿岩台车爆破超挖量是手风钻的2倍以上,隧道爆破开挖总成本高于手风钻钻爆施工;但是凿岩台车施工安全性高,隧道掌子面施工环境友好,施工人员数量是手风钻的一半。最后指出凿岩台车钻爆是隧道爆破施工的趋势,给出了在人员培训和标准制定方面的一些建议。

隧道爆破近区爆破振动测试研究

隧道掌子面附近围岩的稳定性对施工人员和隧道自身的安全至关重要,实践证明,由隧道爆破远区振动数据得出的围岩振动规律不适用于爆破近区。因此,测试隧道爆破近区围岩的振动、研究隧道掌子面附近围岩的振动规律是隧道钻爆施工安全的重要保证。以贵阳—广州铁路棋盘山隧道为工程背景,在隧道掌子面后方隧道拱顶5m范围的围岩内安装定制的速度传感器,测试隧道拱顶部位围岩的爆破振动速度;利用隧道中导洞的开挖,在中导洞掌子面正上方和侧面2m范围的围岩内安装定制的速度传感器,测试掌子面正上方和侧面围岩的爆破振动速度;研究隧道掌子面后方隧道拱顶、掌子面正上方和侧面围岩的爆破振动规律。研究成果对隧道钻爆施工具有一定的指导意义。

隧道电子雷管爆破降振技术试验研究

电子雷管是一种延期时间可以根据实际需要任意设定并精确实现发火延时的新型电能起爆器材,是近年来起爆器材领域里新进展之一,被称为爆破技术的一场革命。结合兰渝铁路的建设,在人和场隧道进行电子雷管降振试验、电子雷管与非电雷管联合降振试验,对隧道电子雷管爆破降振机制进行研究,优化隧道炮眼的延时时间,研究电子雷管与非电雷管的衔接方法,取得隧道电子雷管单孔连续起爆降振技术和电子雷管与非电雷管联合降振技术。隧道电子雷管单孔连续起爆降振技术,与隧道非电雷管爆破相比,在爆破进尺不变的情况下,爆破振动降低80%以上;在爆破进尺增加25%的情况下,爆破振动降低50%以上。隧道电子雷管与非电雷管联合降振技术,与隧道非电雷管爆破相比,在爆破进尺增加25%的情况下,爆破振动降低40%以上。隧道电子雷管单孔连续起爆降振技术的炮眼间延时间隔时间对隧道爆破的效果至关重要,炮眼间延时间隔时间过大,影响隧道的爆破进尺和岩石破碎效果;炮眼间延时间隔时间过小降振效果不明显,有时振动反而增大。隧道电子雷管降振技术,不但解决复杂环境下铁路隧道的施工问题,该技术也可在城市公路隧道中进行应用,已取得良好的社会和经济效益,对类似工程具有很好的指导意义。

冻土爆破研究的最新进展

冻土爆破广泛应用于人工冻结的竖井和隧道掘进、极地采矿、极地城市扩建中。目前 ,正在建设的青藏铁路格拉段 ,遇到了大量冻土 ,并在冻土中爆破开挖隧道和路堑。结合青藏铁路的施工和国内外文献 ,综述了冻土爆破的国内外进展情况 。

青藏高原冻土爆破特性的试验研究

结合青藏铁路的建设,进行了一系列球状药包爆破漏斗试验、柱状药包爆破漏斗试验和中深孔爆破开挖试验,得出青藏高原冻土爆破的最佳爆破参数、药包最佳比值深度和漏斗最大比值体积。再与Simpson,Simth和Morgonstern等人的天然冻土爆破试验数据进行综合分析比较。分析了岩石、不同类型的天然冻土和黄土的爆破漏斗形状。最后,研究分析天然冻土爆破特性和冻土物理力学指标的关系,得出当冻土温度变化不大时冻土爆破特性不能用单一的冻土物理力学指标表示,而应该用冻土的密度ρ、纵波速度C、颗粒平均尺寸D50和总含水率w的复合指标ρCW/D50表示。通过研究分析,发现复合指标ρCW/D50的值越大,冻土越难爆。

露天煤矿高台阶抛掷爆破参数分析

针对国内大型露天煤矿要采用高台阶抛掷爆破技术,根据国外的事例经验,详细研究了高台阶抛掷爆破参数、预裂爆破参数、炸药类型和装药结构.最后给出了确定高台阶抛掷爆破参数和预裂爆破参数的方法,并提出了减小煤损失的一些措施.

爆破施工隧道围岩稳定性研究

结合贵广铁路棋盘山隧道施工现场测试,研究隧道爆破近区围岩振动规律以及稳定性。对棋盘山隧道掌子面后方拱顶5 m范围内围岩的爆破振动速度进行测试和分析,结果表明:隧道爆破近区围岩的振动传播速度随爆破的比例距离呈幂指数衰减,棋盘山隧道Ⅲ级围岩的幂指数为-0.62。对爆破施工隧道的稳定性研究表明:隧道塌方主要是岩块沿着节理面滑动造成的,与节理面的抗剪强度和岩块的大小及形状相关。最不稳定拱顶位置关键块掉落的临界爆破振动速度,随关键块高度的增大而增大,而随关键块长度和宽度的增大而减小。因此,可根据隧道围岩关键块的形状和位置,计算关键块的临界爆破振动速度,进而得到保证关键块不掉落的炸药量,以控制围岩稳定,确保隧道施工安全。

铁路双线隧道围岩爆破松动范围测试分析

在地处典型石灰岩地层的贵广铁路牛王盖双线隧道,选择IV级围岩地段的3个断面进行围岩爆破松动影响范围的测试。每个断面钻7个直径40 mm、深4.0～4.5 m的探孔,采用超声波方法测试并分析围岩爆破松动圈的大小、形状及主要影响因素。结果表明:围岩爆破松动圈内比松动圈外的围岩声波波速小10%～20%,松动圈内岩体的破碎程度与围岩声波的波速降低相关;采用控制爆破,总装药量在180 kg和最大一段装药量在28 kg时,Ⅳ级围岩爆破松动圈的范围一般为0.9～1.5 m,当围岩附近有溶洞或破碎带时,该处的围岩爆破松动范围将成倍增加,需要采用拱架支护,以防塌方。

露天煤矿中的爆破剥离技术

本文介绍在露天煤矿中以抛掷爆破为主 ,预裂爆破为辅进行剥离覆盖物 ,能大幅地降低生产成本 ,提高生产效率。并分析了抛掷爆破 ,预裂爆破的爆破参数。

青藏铁路冻土开挖爆破参数的研究

冻土爆破开挖是青藏铁路建设中的一大难题。通过现场球状药包和柱状药包漏斗爆破试验 ,初步确定冻土爆破的炸药单耗 ,在此基础上 ,利用三次深孔路堑开挖爆破试验 ,确定了高含冰量冻土开挖的最佳爆破参数。

用图像处理技术建立爆破粒度控制模型

用倾斜摄影法 ,对爆堆进行拍照 ,然后对图像进行调整 ,使图像在高度、宽度方向上缩小比例一致。基于图像处理技术 ,对爆堆图像进行处理 ,统计岩块的面积、周长 ,进而推测岩块的粒度组成。利用回归方法 ,建立爆破粒度控制模型。

厦门翔安海底隧道施工关键技术研究

厦门翔安海底隧道是我国第一条海底隧道,陆域浅埋暗挖地段,其地质条件差,多为全、强风化花岗岩,且地下水丰富。前期施工过程中支护结构常发生较大的变形,为了保证施工安全和进度,通过现场试验,得出一套合理的控制变形措施,使隧道拱顶下沉、水平收敛得到较好控制。在海底硬岩地段进行了钻爆试验,得出较好的爆破方案和参数,并采用声波仪和位移计对围岩损伤范围进行了检测。

爆破粒度的图像处理技术及其优化控制模型

基于图像处理技术，对爆堆的图象进行二值化、除噪、平滑、边界跟踪、区域充填，统计图像上块度的面积及周长。通过统计方法，推测块度的筛网尺寸、爆堆的粒度组成。利用回归方法，建立爆破粒度控制模型，为矿山爆破优化提供一种新方法。

复杂环境下隧道爆破施工控制技术

随着隧道建设的日益增多,由于环境的限制,出现了许多复杂环境下的隧道工程。为确保复杂环境下隧道的爆破施工安全,结合隧道的建设,对隧道爆破近区振动进行测试研究,揭示隧道爆破近区围岩振动规律,用以指导隧道爆破施工。为了降低隧道爆破振动,进行了隧道电子雷管爆破降振试验、隧道电子雷管和导爆管雷管联合降振试验,电子雷管爆破产生的振动比导爆管雷管产生的振动降低70%,并给出了适用于不同隧道围岩的隧道电子雷管爆破关键参数。研究并给出了隧道施工中广泛使用的喷射混凝土和砂浆锚杆在隧道爆破施工中的安全振动标准,同时也研究了隧道无支护条件下的安全振动标准,基于爆破近区振动传播规律,给出了隧道爆破施工时的具体措施。

黑岱沟露天矿岩体可爆性及爆破对炸药性能要求的研究

根据黑岱沟露天矿煤层覆盖条件,对现场不同岩体进行波速测试,得到泥岩岩体、砂岩岩体和泥岩、砂岩、黏土交错岩体的波速;在实验室对泥岩、砂岩进行岩石波速测试和岩石强度试验,得到泥岩和砂岩的波速和抗压强度。对岩体的可爆性进行了研究,并对炸药、岩石、岩体的波阻抗进行分析研究,当炸药波阻抗与岩体波阻抗匹配时,在同样炸药量取得相同爆破效果情况下,孔网参数可以大幅增加,节约了钻孔费用和减轻钻机钻孔压力。

铁路隧道近距下穿地铁隧道的微振爆破技术

研究目的:隧道超近距下穿运营地铁隧道时,通常采用机械施工。本文基于目前最先进的起爆器材--电子雷管,采用隧道电子雷管单孔连续起爆降振技术,利用无线爆破振动监测设备测试每次爆破产生的振动,优化爆破参数和减振措施,确保运营地铁隧道和列车内人员的安全,形成超近距下穿运营地铁隧道的微振爆破技术。研究结论:(1)超近接隧道修建时,可以采用微振爆破技术,根据保护目标的要求,可适当增加减振措施;(2)采用微振爆破技术,在施工效率和经济成本方面优于机械施工;(3)掏槽区设置减振孔的减振效果明显,减振效果与减振孔孔径大小和数量有关;(4)目前的爆破振动规律或计算公式并不适合近接隧道的爆破振动控制,这种情况下建议:每炮均测试爆破振动,然后调整爆破参数满足控制标准;(5)本研究成果可为近接隧道施工提供参考。

大跨度超浅埋复杂岩层隧道爆破开挖方案研究

大连石门山隧道为双幅式双向六车道隧道,隧道施工难度最大地段为北口130m超浅埋地段。针对该地段的复杂情况采用机械配合爆破的方法进行施工,下部采用微震动爆破,上部采用机械开挖,最终安全快速地通过该地段。本文介绍了该工程地质概况、开挖方案、特制挖斗、爆破参数。该法对大跨度复杂性隧道的开挖有很强的适用性。

条形药包在隧道爆破中产生的应力场的实测分析

基于条形药包的爆破特性,针对隧道爆破的装药形式,把隧道爆破简化成几个条形药包的微差爆破,在隧道爆破区域的径向应力波为柱形,隧道掘进的轴向应力波为几个并列半圆形。应力波强度分布很不均匀,爆破区域的径向应力强度最大,向爆区端部延伸径向应力强度逐渐减小。进入爆区端部后,应力强度减小更明显。随着与爆区轴线夹角的减小,端部应力强度再次减小,爆区端部轴线方向应力强度最小。

隧道电子雷管爆破近区振动测试研究

隧道爆破逐渐以电子雷管替代导爆管雷管,以往的爆破振动规律主要以导爆管雷管爆破而得到的,不适合电子雷管爆破振动的预测和控制。以人和场隧道为工程背景,进行了隧道电子雷管连续起爆试验,采用定制大量程速度传感器测试掌子面后方5 m范围内的边墙振动速度。利用最小二乘法对4种不同振动传播路径进行研究,给出最佳计算振动速度的传播路径,回归得出隧道电子雷管爆破掌子面后方边墙振动速度计算公式。所得的隧道电子雷管爆破近区振动规律,可以有效地预测隧道电子雷管爆破近区和远区振动速度。