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浅谈软岩斜井爆破设计及优化

摘 要:通过对爆破过程的监控,对爆破设计进行优化,得到合理的爆破参数指导施工。隧道爆破不仅仅是一道工序,其直接影响到后续工序的材料节超,通过不断的实践及总结来优化爆破方案,从而减少材料不必要的浪费。 
关键词:软岩;爆破;优化 
  1概述 
  隧道爆破不仅仅是一道工序,其直接影响到后续工序的材料节超,通过不断的实践及总结来优化爆破方案,从而减少材料不必要的浪费。 
  2 工程概况 
  兰渝铁路LYS-3标木寨岭隧道位于甘肃省定西市境内,该隧道设计为两座单线,为全线第二长大隧道,也是全线控制性重点工程之一。起止里程为DK173+350~DK192+370,全线长19020m。设计技术标准为国铁Ⅰ级,旅客列车速度目标值200km/h。 
  鹿扎斜井长1840m,与线路交会里程为Dyk183+600, 斜井井底高程2480.666m,井口高程2666.731m,综合坡度10.11%,斜井与线路平面交角为45°,鹿扎斜井为无轨运输。 
  斜井洞口处地表岩层属第四系全新统,为压碎岩,斜井洞身穿越的岩层岩性主要为:板岩、炭质板岩。鹿扎斜井开挖揭示围岩为中~薄层炭质板岩,层间夹炭质泥岩、炭质页岩,节理裂隙发育,且存在散水,自稳能力差,开挖后局部垮塌严重。 
  木寨岭隧道为极高风险隧道,施工过程中可能出现突泥、突水、坍塌、极高地应力、瓦斯泄露等现象,为此,爆破作业中必须遵循短进尺、弱爆破原则,最大程度保证爆破后施工安全。 
  3 爆破设计 
  3.1 断面确定 
  开挖断面为开挖宽度7.2m,开挖高度7.8m,开挖断面积55.2�。围岩级别为V级(如图1)。 
  3.2 爆破方法 
  鹿扎斜井采用光面爆破,装药结构为间隔装药;掏槽孔和掘进孔、底板孔均采用连续装药结构,掏槽采用斜眼楔形掏槽。炮孔采用人工堵塞,堵塞材料为粘性土卷,用木制炮棍压紧。堵塞长度洞内一般不小于20cm,严禁不堵孔爆破。 
  3.3 爆破参数确定 
  3.3.1 孔深确定:L=进尺÷爆效 取1.2m。 
  3.3.2 周边光爆孔确定:根据a/w=0.7~1.0原则确定,一般a=45~60cm,取45cm。 
  3.3.3 单耗确定: 单耗根据类似经验确定,Ⅳ、Ⅴ级围岩周边眼取0.15kg/m、断面开挖取0.6~0.8kg/m3。 
  3.3.4 材料确定:炸药采用2号岩石乳化炸药,雷管采用奇数非电毫秒雷管,起爆雷管采用电雷管,起爆器材选用电雷管起爆器。 
  3.4 确定布眼间距 
  由于是V级围岩,围岩开挖后本身比较松散,故考虑眼间距时除周边眼间距控制在45cm,其他辅助眼间距为70~80cm,各排辅助眼之间间距为70~80cm。如图2: 
  3.5 装药量按以下数量要求,具体见表1和表2: 
   掏槽眼及中空眼眼深为1.4m,其他眼深均为1.2m,周边眼单孔装药量为0.2kg,掏槽眼单孔装药量为0.8kg,单方装药量为0.79kg/m3。在技术人员指导下,开挖作业人员按此要求进行钻眼、装药、爆破。爆破完毕后技术人员检查爆破成型时发现由于围岩节理裂隙发育,爆破后周边眼位置掉块非常严重,平均线性超挖(从拱架内侧量至岩面,设计为23cm)达到40cm左右,因此周边眼装药量过大,需要调整。同时爆破后的松碴基本呈碎粉状,说明辅助眼装药量过大,爆破后石块块径过小,并且围岩前期变形较大,必须在此基础上优化爆破设计。 
  首先,控制周边眼装药量。 
  根据先前爆破后的成型,我们选定周边眼单孔装药量为0.1kg/孔,即每个周边眼只装半截炸药。 
  其次,控制辅助眼及掏槽眼的装药量,控制爆破后的石块粒径,以达到合理的爆破效果。 
  3.6 爆破设计优化 
  3.6.1 爆破参数除了循环进尺改为1.0m外其余均不变。 
  3.6.2 眼间距不变,如图2所示; 
  3.6.3 装药量减少,具体见表3和表4。 
  掏槽眼及中空眼眼深为1.2m,其他眼深均为1.0m,周边眼单孔装药量为0.1kg,掏槽眼单孔装药量为0.6kg,单方装药量为0.61kg/m3。同样在技术人员指导下,开挖作业人员按此要求进行钻眼、装药、爆破。按优化后爆破设计进行爆破作业后检查发现开挖平均线性超挖(从拱架内侧量至岩面,设计为23cm)只有29cm左右,成型比较好,超欠挖控制明显改善。爆破后的松碴基本呈块状,块径平均在30~40cm之间,最大块径不超过50cm,属于合理性爆破 
  结语 
  至此,爆破设计基本完善,基本能满足合理化爆破要求,从原先的爆破设计到爆破设计的优化,开挖成型及爆破效果得到了极大地改善,所以我们只有在实践中不断的优化我们的各种方案,才能得到最合理的施工方法。同时,由于水平及经验的不足,此爆破设计中还有很多不足,希望大家能给与指正,我们将不断的进行改正,为企业减少不必要的浪费。 
  参考文献 
  [1]木寨岭隧道鹿扎斜井施工图;[Z]. 
  [2]徐天瑞.中华人民共和国爆破安全规程[J].武汉:中国某出版社,1984;(Xu Tianrui. The People's Republic of China blasting safety procedures[J].Wuhan:Some Press,1984.(in Chinese)) 
  [3]中华人民共和国公共安全行业标准爆破作业人员安全技术考核标准[J].北京:中国某出版,1993;(The People's Republic of China public security, industry-standard security technology blasting operations personnel evaluation standards [J].beijin:Some Press,1993.(in Chinese)) 

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