互层岩体隧道超欠挖机理及围岩稳定性控制

针对互层岩体隧道钻爆法开挖过程中出现的严重超欠挖问题,依托康定2号隧道,基于Voronoi随机裂隙块体模型和等效爆破荷载时程建立互层岩体隧道爆破计算模型,通过现场超欠挖监测结果验证数值模拟方法的合理性,在此基础上探讨互层倾角对隧道超欠挖的影响规律,最后分析了炮孔周边眼间距优化和增设“预留层”爆破的超欠挖控制效果。结果表明:互层水平时,两侧拱肩超挖严重,顶部出现“门框形”的平顶、离层破坏;互层倾角接近垂直时隧道超挖量较小;隧道拱顶在互层倾角30°时的线性超挖值最大达到0.712 m。现场采用设置“预留层”爆破的优化方案后,最大线性超挖值控制在8 cm以内,满足Ⅴ级围岩光面爆破最大线性超挖值不超过15 cm的要求,且隧道周边位移量减小,围岩无明显变形突变现象。建议对于超欠挖和稳定性要求较高的隧道,采用设置“预留层”爆破的优化方案。

预留保护层光面爆破技术数值模拟

在大断面裂隙岩体隧道采用传统光爆法施工,很难保证形成平整、光滑的轮廓面,造成岩体超挖严重。文章以裂隙隧道为背景,进行了预留保护层光面爆破技术数值模拟,结果表明:空孔可以阻隔爆生裂纹向保留岩体(围岩)延伸和形成平整开裂面的目的;保护层厚度为15cm时,既确保预留保护层间岩体能够“炸下来”又使得开裂面上方的岩体破坏程度最小,说明在裂隙岩体隧道采用预留保护层光面爆破技术是可行的;本文可为裂隙岩体隧道爆破提供参考。

微量装药软岩光面爆破技术

在乌干达卡鲁玛尾水隧洞8~#支洞进口段软质岩隧洞开挖中,为了使软质岩隧洞形成平整、规则的开挖轮廓,提出并采用了微量装药软岩光面爆破技术：将导爆索作为炸药单独使用,孔底装入少量加强装药,同时将外圈崩落孔按软岩光面爆破设计,形成双层光面爆破。试验结果及实际应用表明：在软质岩隧洞开挖中采用这种光爆技术能取得较为满意的光爆效果,有效减少超挖,降低成本。介绍了该技术的试验情况、装药结构、设计方法,并根据爆破试验情况提出了微量装药软岩光面爆破参数。

顺层岩质路堑边坡的光面爆破技术

将光面爆破原理应用于渝怀铁路顺层岩质路堑工程,提出了顺倾边坡一侧采用预留保护层的浅孔光面爆破及反倾一侧采用预留保护层深孔光面爆破的施工方案。通过选取合理的爆破参数,使光面爆破产生的质点振动速度仅为相应常规爆破的25%～50%,既使坡面平顺、光滑,又保证了顺层边坡岩体的稳定。

邢台矿区岩巷快速施工工艺与装备

为提高岩巷掘进技术水平,加快施工速度,提高工效,采用了实践-总结-提高的方法,对河北金牛股份公司相应技术的应用与改进做概要介绍和分析。分析结果表明,在中深孔光爆、机械破岩以及机械化作业线等方面,均取得了较好的成绩。中深孔光面爆破技术既便于锚喷支护又减少对围岩的破坏,提高了巷道的稳定性;对不同断面、岩性的巷道采取适合的机械化作业线可大幅提高掘进速度和效率;挖斗装载机和临时矸石仓的使用可提高装矸效率,缩短工作面作业时间和更好地实现掘、支、运工序平行作业。

精细化管理在隧洞光面爆破施工中的作用

在乌干达卡鲁玛水电站尾水隧洞14.584km的主洞开挖施工中,为了取得良好的光面爆破效果,减少爆破对围岩的扰动,在做好光面爆破设计、选用合理的参数、严格实施钻孔爆破工艺的同时,采取了针对钻爆作业人员和每个开挖作业面的精细化管理,对出现的问题及时沟通,反复培训,指导改进钻爆工艺。隧洞开挖施工的全过程贯穿着"服务、指导、监督"的管理理念,最终尾水隧洞开挖取得了较好的光面爆破效果,光面爆破半孔率达90%以上。实践表明:对于隧洞开挖光面爆破,除了合理的设计装药结构、线装药密度外,做好员工培训、测量放线、钻孔、装药、联网爆破的每一个环节,才能取得令人满意的光爆效果。

预留光爆层工法在大断面隧道安全快速施工中的应用

针对长大隧道在围岩条件较差时采用全断面一次爆破掘进时光爆效果差、出现超欠挖严重、隧道成形质量差等问题,以G575线新疆东天山隧道出口段为研究对象,基于现场观测数据,分析了影响隧道光爆效果的因素,提出了预留光爆层施工的方法。试验结果表明,预留光爆层工法要求合格的钻孔质量、合理的装药结构,同时减少二圈眼药量与优化起爆网络;临时支护台车支护爆后空区,保证了人员设备安全作业;与普通光爆法相比,预留光爆层方法循环进尺增加了12.5%,炮孔利用率增加了12.5%,周边孔炮孔痕迹率增加了28%,平均线性超挖量减少了9 cm,最大单响药量产生的垂向震动速度减少了1.2 cm/s,具有良好的经济性、可靠性与可行性。该成果对大断面隧道采用全断面爆破掘进、安全快速施工具有指导意义。

预留光爆层爆破技术在长大隧道全断面施工中的应用

在大断面隧道采用传统光爆法施工中,很难保证所有周边孔同时起爆,存在隧道轮廓平整度低、超欠挖量大、炮孔留痕率低、成形质量不好等一系列问题。文章以东天山长大隧道工程为背景,采用预留光爆层爆破技术进行全断面一次施工,通过优化起爆顺序、起爆网络及爆破参数,取得了良好的光面爆破效果。现场试验结果表明:采用预留光爆层爆破技术,平均线性超挖量控制在15~25 cm以内,比传统光面爆破方法减少80%;初期支护混凝土用量降低了2.63 m3/m,大大减少了混凝土用量,经济效益明显;另外,采用预留光爆层爆破技术,实际循环进尺、炮孔残留率、炮孔利用率、炸药单耗等指标均有明显改善,隧道整体成形质量良好。

预留光爆层水压爆破在大断面公路隧道施工中降低爆破危害的应用

针对光面爆破技术开挖大断面公路隧道时普遍存在的线性超挖量大、光面爆破效果差、爆破振动大以及粉尘与爆生有害气体浓度高等一系列问题,采用预留光爆层水压爆破技术对新疆东天山特长公路隧道Ⅳ级大断面进行了开挖试验。结果表明,采用预留光爆层水压爆破能有效控制爆破危害,平均线性超挖量由0.924 m减至0.205 m,炮孔痕迹率由49.3%提高至91.1%,炸药单耗由1.348 kg/m3降至1.261 kg/m3,爆破振动幅值由5.057 cm/s降至3.249 cm/s,粉尘和各种有毒有害气体浓度随时间变化显著降低。试验结果证明预留光爆层水压爆破技术对大断面特长公路隧道掘进爆破危害控制的可行性,达到了隧道安全开挖、快速掘进、绿色钻爆等效果,对类似工程具有指导和借鉴意义。

微量装药软岩光面爆破技术在隧洞洞口开挖中的应用

乌干达卡鲁玛水电站尾水隧洞8“支洞洞口围岩极为软弱、覆盖层极薄，为了避免洞口塌方冒顶造成进洞失败，同时沿设计开挖线形成较好的开挖轮廓，提出了“微量装药软岩光面爆破技术”概念，将导爆索作为炸药单独使用，并得到实际应用。洞口段进行了16茬炮的爆破试验，进尺35．2m，总平均超挖3．75cm。爆破结果表明：微量装药光面爆破技术对软岩的扰动可以控制到最小，并能形成平整、规则的开挖轮廓面，同时有效减少超挖、降低成本。

聚能光面爆破光爆层参数优化研究

结合聚能爆破对光面爆破光爆层参数进行优化分析,分析了聚能爆破初始裂纹的形成机理,提出了采用双孔聚能方向裂纹贯通时和非聚能方向主裂纹与反射拉伸波引起的拉伸裂纹贯通时的时差作爆破效果评价标准,结合裂纹最终扩展效果进行分析,并将研究结果应用于实际工程中。研究表明:仅从裂纹贯通时差的角度分析,在一定范围内光爆层厚度越小,炮孔间距越大,效果越佳;在相同炮孔间距下,随着光爆层厚度的增加,光爆层的裂纹密度逐渐减小,为保证炮孔间裂纹的有效贯通及有效控制破碎块度大小,炮孔间距不宜大于700 mm、光爆层厚度不宜小于500 mm且不宜大于700 mm;当药型罩为PVC的椭圆双极线性聚能药包装药结构,炮孔直径为42 mm时,聚能光爆层最优爆破方案为“炮孔间距为700 mm,光爆层厚度为600 mm”。研究结果可为类似工程光面爆破周边眼参数的设计提供参考。

戴峪岭隧道Ⅱ级围岩光面爆破技术探讨

结合工程实际介绍了戴峪岭隧道掘进在采用光面爆破技术过程中,通过分析优化周边眼间距、最小抵抗线、炮眼密集系数、不耦合系数、装药集中度q、装药结构及起爆方式等爆破参数,得出了适合本隧道围岩的掏槽方式和钻爆参数。通过采用新的爆破参数,取得了光爆后的岩石表面按设计轮廓线成型、表面较平顺、超欠挖很小的理想效果。

全断面光面爆破快速施工技术

国内某大型锡矿山现开采阶段已到达较深部矿体,为不影响生产进度,决定将原有的开拓主斜坡道延伸.根据矿山实际工程地质条件,研究采用光面爆破快速掘进技术开拓该主斜坡道.详细介绍了光面爆破具体参数的选择及其计算方法、巷道掘进通风方法、巷道支护方法、爆破出碴及组织管理技术.现场实际的爆破效果证明该方法效果良好,爆破后岩面平整,达到了预期的效果.施工组织各个阶段衔接顺利紧凑,具有较高的施工、管理水平.

大断面隧道轮廓控制爆破技术研究与应用

预留光面爆破层全断面一次爆破技术和导爆索三角形搭接起爆周边孔技术是控制大断面隧道轮廓成形效果的有效手段。介绍并对比研究了这2种爆破模式,给出相应的工程应用条件;分析了预留光面爆破层全断面一次爆破技术优势,给出预留光爆层爆破参数计算公式;分析了导爆索三角形搭接传爆机制,对传爆时间进行理论计算,结果显示该搭接方式可以在5ms内将起爆信号传至整个爆破网路、相邻炮孔最大起爆时差小于1ms。以东天山隧道工程为背景,对2种爆破模式进行现场试验,结果表明2种模式均可有效控制开挖断面轮廓,提高炮孔痕迹率,降低超挖量。2种模式的适用条件分别为:Ⅳ级围岩较好情况下及Ⅲ级围岩以上可应用预留光面爆破层全断面一次爆破技术,Ⅳ级围岩较差情况下乃至Ⅴ级围岩可应用导爆索三角形搭接起爆周边孔技术。

四川安谷水电站勘探竖井及试验平硐施工工艺

四川安谷水电站勘探竖井所处地层河床砂卵石层深厚,采用传统的人工挖掘护壁或沉井施工工艺,施工难度大。针对地层的特点,采用冲击钻机成孔的方式施工。同时,在竖井中开挖试验平硐,遵循多炮眼、小进尺、小药量,光面爆破的施工方案,圆满完成试验平硐的开挖。介绍了其施工技术及注意事项。

高原铁路TBM预备洞浅埋软硬不均频变地层开挖与爆破关键技术

以某高原铁路隧道左右线进口2台开敞式TBM预备洞为例,针对钻爆法施工中所遇到的富水浅埋、软硬不均且频变的Ⅵ、Ⅴ、Ⅳ级围岩地层,以“岩变我变,主动应对,减震防坍”为原则,分别采取变换台阶高度动态光面爆破关键技术、三台阶预留核心土环形导坑松动爆破技术、爆破先掏槽与液压破碎锤后扩修边技术、悬臂掘进机(铣挖机)开挖上台阶与下台阶松动爆破技术、液压破碎锤开挖上台阶与反装松土器扩修边及拱脚弱爆破等开挖与爆破关键技术。采取了开挖与爆破关键技术后,施工安全、快速,顺利完成了预备洞施工。

三峡一期工程爆破施工技术与创新

在简要介绍三峡一期土石方工程基本情况的基础上，针对土石方爆破施工着重论述了硐挖爆破、硐室爆破、水平光面爆破以及乳化炸药混装车等四项技术及创新。这些爆破技术在三峡一期工程中的改进、创新与应用。

松软膨胀岩巷的爆破与支护

在分析松软岩层的爆破破坏特征的基础上,根据光面爆破理论,结合工程实践,进一步优化与完善了光面爆破参数。并根据现场观测和理论分析,确定了锚网喷支护方案,优化了软岩支护参数,解决了松软膨胀岩石巷道支护存在的问题。

“三小”光爆锚喷技术参数的选择

对“三小”光爆锚喷工艺的技术应用及参数选择进行了研究。实验表明 ,使用Ф =32mm的钻头 ,钻速可提高 33 % .在全岩巷道和全煤岩巷道中 ,炸药消耗量分别降低了 2 6 %和 2 4% ;钻头消耗量分别降低了 33 %和 43% ;工效分别提高了 5 0 %和 30 % ;巷道合格率达 1 0 0 % .

长斜井开挖爆破实践

引细入汤工程八个施工支洞总长2850 m,坡度大,断面尺寸不同,成洞质量要求高。施工中采用了中央楔形掏槽、周边光爆的开挖技术,并随工程及地质条件的变化及时调整技术参数,使斜井成洞质量达到了工程要求。