超小淨距隧道控制爆破施工方法與流程

2023-12-04 19:07:51 1

本發明涉及隧道施工技術領域，具體的說，是超小淨距隧道控制爆破施工方法。

背景技術：

我國國土面積的三分之二是山地和丘陵，因而在鐵路與公路建設中隧道眾多，劇最新資料統計，我國隧道總數已達10000座，總長達達550km，分別是改革開放之初的90.8倍，是世界上隧道最多的國家；從最近幾年的建設規模和速度來看，鐵路隧道和公路隧道約以每年300和150km的建設速度增長，正在規劃、設計和建設中的南水北調、西氣東輸和水電工程等隧道和地下工程燕尾式雙隧道越來越多，隧道淨距越來越小，採用現有的爆破方法進行隧道爆破存在較多的施工缺陷，如：施工工藝複雜、工期緊、施工難度大以及施工安全不能得到有效地保障。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供超小淨距隧道控制爆破施工方法，能夠有效地實現安全、高效的控制爆破，能夠較大降低爆破振動對中間巖柱的損害。

本發明通過下述技術方案實現：超小淨距隧道控制爆破施工方法，其特徵在於：包括以下步驟：

步驟s1：施工前準備工作；制度施工方案、測量定位；

步驟s2：左洞施工；具體包括以下施工步驟：

步驟s21：左洞上導開挖；

步驟s22：左洞上導起爆；包括起爆網絡連接以及起爆；所述起爆順序從預裂孔開始，然後依次爆破掏槽孔、擴槽孔、底板孔、輔助孔、光爆孔；

步驟s23：左洞下導開挖：下導分為下導i區和下導ii區，下導爆破開挖堅持預裂先行，沿中間巖柱一側鑽預裂孔；

步驟s24：左洞下導起爆：下導爆破分為兩次爆破，具體為下導i區爆破和下導ii區爆破；具體包括以下步驟：

步驟s241：臨近中間巖柱一側有效進尺1.2m，另一側有效進尺2.4m，同時起爆；

步驟s242：在i區爆破清渣完畢後，立即進行支護；在支護的同時鑽ii區炮孔；待i區支護完畢後，起爆ii區炮孔，然後清渣支護；在施工兩個區域支護時，ii區支護未結束，進行下一循環鑽孔；

步驟s3：右洞施工：具體包括以下施工步驟：

步驟s31：右洞開挖，所述右洞開挖在左洞掘進30m、做好初襯並在噴射混凝土凝固後進行；所述右洞開挖包括右洞上導開挖和右洞下導開挖及起爆；具體包括以下施工步驟：

步驟s311：右洞上導開挖；在臨近中間巖柱一側沿開挖線自下而上鑽兩排炮孔，所述炮孔分為內預裂孔、外預裂孔，所述外預裂孔分三節，各孔裝藥；所述內預裂孔分五節，各孔裝藥；

步驟s312：在洞身中軸線遠離中間巖柱一側布置斜向下掏槽孔，所述傾角為40°，落底距掌子面1.2~1.3m，集中裝藥；設置輔助孔；同時在距斜向下掏槽孔底孔0.8m出設置底板孔；

步驟s313：右洞上導起爆，起爆順序與左洞上導起爆一致；

步驟s32：右洞下導開挖及起爆，完成施工。

進一步地，為了更好的實現本發明，所述步驟s1具體是指：首先對開挖方案進行分析，選擇左右線隧道施工前後錯開施工，單洞採用臺階法上下兩部分層開挖的施工方案，左洞後開挖時，靠近中間巖柱一側採用預裂爆破擴大預裂縫寬度，增大爆破振動的衰減率；通過對裝藥結構和起爆方式處理分析，選擇間隔不耦合裝藥，反向起爆形式；對比不同的掏槽方向上的能量分散方向，形成「下向傾斜掏槽，雙層預裂」控制爆破施工方案。

進一步地，為了更好的實現本發明，所述步驟s21具體是指：首先施工堵頭牆，待堵頭牆施工完畢，實施左洞開挖，左洞開挖採用傳統鑽爆法，分多次循環有效進尺，沿中間巖柱一側實施預裂爆破，掏槽位置偏離洞身中軸線的右側。

進一步地，為了更好的實現本發明，所述步驟s21具體包括以下施工步驟：

步驟s211：臨近中間巖柱一側沿開挖線自下而上鑽一排炮孔，所述炮孔分四節，隔孔裝藥；

步驟s212：在洞身中軸線遠離中間巖柱一側布置複式v型掏槽孔，掏槽孔分兩排，掏槽孔兩側為擴孔槽，擴槽孔為平行鑽孔；布置底板孔與掏槽孔，所述底板孔和掏槽孔分別與擴槽孔最底孔相距0.8m。

進一步地，為了更好的實現本發明，所述步驟s31中右洞開挖採用雙層預裂和斜向下掏槽工藝，臨近預裂孔和周邊孔的輔助孔單孔起爆，並及時支護。

進一步地，為了更好的實現本發明，所述步驟s31中的炮孔、斜向下掏槽孔、輔助孔以及底板孔均採用巖屑填塞。

進一步地，為了更好的實現本發明，所述步驟s32中右洞下導開挖及起爆與左洞下導開挖爆破施工方法相同。

進一步地，為了更好的實現本發明，在施工過程中，做好現場質量保證措施和安全保證措施。

本發明與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：

（1）本發明能夠有效的實現超小淨距隧道安全、高效控制爆破；

（2）本發明能夠有效的降低爆破振動對中間巖柱的損害；

（3）本發明能夠有效的節約施工成本，經濟效益顯著；

（4）本發明能夠有效的縮短施工工期。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」、「固定」等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

下面結合實施例對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式不限於此。

實施例1：

本實施例在上述實施例的基礎上做進一步優化，超小淨距隧道控制爆破施工方法，其特徵在於：包括以下步驟：

步驟s1：施工前準備工作。制度施工方案、測量定位。所述步驟s1具體是指：首先對開挖方案進行分析，選擇左右線隧道施工前後錯開施工，單洞採用臺階法上下兩部分層開挖的施工方案，左洞後開挖時，靠近中間巖柱一側採用預裂爆破擴大預裂縫寬度，增大爆破振動的衰減率。通過對裝藥結構和起爆方式處理分析，選擇間隔不耦合裝藥，反向起爆形式。對掏槽形式，對比不同的掏槽方向上的能量分散方向，形成「下向傾斜掏槽，雙層預裂」控制爆破施工方案。

步驟s2：左洞施工。具體包括以下施工步驟：

步驟s21：左洞上導開挖。具體包括以下施工步驟：

步驟s211：臨近中間巖柱一側沿開挖線自下而上鑽一排炮孔，所述炮孔分四節，隔孔裝藥。

步驟s212：在洞身中軸線遠離中間巖柱一側布置複式v型掏槽孔，掏槽孔分兩排，掏槽孔兩側為擴孔槽，擴槽孔為平行鑽孔。布置底板孔與掏槽孔，所述底板孔和掏槽孔分別與擴槽孔最底孔相距0.8m。

步驟s22：左洞上導起爆。對裝藥情況進行檢查，進行起爆連接，在起爆前，設置安全警戒線，所述起爆順序從預裂孔開始，然後依次爆破掏槽孔、擴槽孔、底板孔、輔助孔、光爆孔。

所述起爆順序從預裂孔開始，再是掏槽孔，再到擴槽孔，隨時是底板孔，再到輔助孔，最後是光爆孔。

步驟s23：左洞下導開挖：下導分為下導i區和下導ii區，下導爆破開挖堅持預裂先行，沿中間巖柱一側鑽預裂孔。

步驟s24：左洞下導起爆：下導分為下導i區和下導ii區兩次爆破。具體包括以下步驟：

步驟s241：臨近中間巖柱一側有效進尺1.2m，另一側有效進尺2.4m，同時起爆。

步驟s242：在i區爆破清渣完畢後，立即進行支護。在支護的同時鑽ii區炮孔。待i區支護完畢後，起爆ii區炮孔，然後清渣支護。在做兩個區域支護時，ii區支護未結束，可進行下一循環鑽孔。

步驟s3：右洞施工：首先施工堵頭牆，待堵頭牆施工完畢，實施左洞開挖，左洞開挖採用傳統鑽爆法，分多次循環有效進尺，沿中間巖柱一側實施預裂爆破，掏槽位置偏離洞身中軸線的右側，以減弱地震波對中間巖柱的擾動度。具體包括以下施工步驟：

步驟s31：右洞開挖，所述右洞開挖在左洞掘進30m、做好初襯並在噴射混凝土凝固後進行。右洞開挖必須堅持雙層預裂和斜向下掏槽工藝，臨近預裂孔和周邊孔的輔助孔單孔起爆，並及時支護。

所述步驟s31右洞開挖包括右洞上導開挖和右洞下導開挖及起爆。具體包括以下施工步驟：

步驟s311：右洞上導開挖。臨近中間巖柱一側沿開挖線自下而上鑽兩排炮孔，所述炮孔分為內預裂孔、外預裂孔，所述外預裂孔分三節，各孔裝藥。所述內預裂孔分五節，各孔裝藥。

步驟s312：在洞身中軸線遠離中間巖柱一側布置斜向下掏槽孔,所述斜向下掏槽孔為斜向下，傾角角度約為40°，落底距掌子面1.2~1.3m，集中裝藥。設置輔助孔。同時在距斜向下掏槽孔底孔0.8m出設置底板孔。

步驟s313：右洞上導起爆，起爆順序與左洞上導起爆一致。

步驟s32：右洞下導開挖及起爆，對爆後的情況進行檢查處理，並對爆破效果進行質量鑑定，完成施工。所述步驟s32中右洞下導開挖及起爆與左洞下導開挖爆破施工方法相同。

本實施例的其他部分與上述實施例相同，故不再贅述。

實施例2：

本實施例在上述實施例的基礎上做進一步優化，所述步驟s31中的炮孔、斜向下掏槽孔、輔助孔以及底板孔均採用巖屑填塞。

需要說明的是，通過上述改進，按照上述施工，抗壓、抗拉強度和承載能力均有大幅度提升。

本實施例的其他部分與上述實施例相同，故不再贅述。

實施例3：

超小淨距隧道控制爆破施工方法，包括以下步驟：

步驟a：對開挖方案進行分析，選擇左右線隧道施工前後錯開施工，單洞採用臺階法上下兩部分層開挖的施工方案，左洞後開挖時，靠近中間巖柱一側採用預裂爆破擴大預裂縫寬度，增大爆破振動的衰減率。通過對裝藥結構和起爆方式處理分析，選擇間隔不耦合裝藥，反向起爆形式。對掏槽形式，對比不同的掏槽方向上的能量分散方向，形成「下向傾斜掏槽，雙層預裂」控制爆破施工方案。

步驟b：

首先施工堵頭牆，待堵頭強施工完畢，實施左洞開挖，左洞開挖採用傳統鑽爆法，每循環有效進尺1.8m，沿中間巖柱一側實施預裂爆破，掏槽位置偏離洞身中軸線的右側，以減弱地震波對中間巖柱的擾動度。

待中間巖柱厚度大於2m時，掏槽孔中心位置可隨圍巖條件而定，到不能超越中軸線，如圍巖變為三級，有效進尺最大可增至2.4m。

步驟b1：左洞上導開挖。

臨近中間巖柱一側沿開挖線自下而上鑽一排炮孔，所述炮孔的孔距350mm、孔徑42mm、抵抗線500mm、孔深2.2mm、單孔藥量375g，分四節，隔孔裝藥。

在洞身中軸線遠離中間巖柱一側布置複式v型掏槽孔，掏槽孔分兩排，間距0.8，傾角60°，孔深2.3m，單孔藥量1.05kg，掏槽孔兩側為擴孔槽，擴孔槽孔深2.1m，孔距0.8m，排距0.7m,均為評選鑽孔，單孔藥量750g。

掏槽孔上部輔助孔均向下傾斜15°-18°角，孔深2.1m，孔距1m，排距0.8m，單孔藥量750g。底板孔、掏槽孔分別與擴槽孔最底孔相距0.8m，孔距0.8m，單孔藥量750g。光爆孔孔深2.2m，孔距0.5m，最小抵抗線0.7m,單孔藥量450g。對裝藥情況進行檢查，進行起爆連接，在起爆前，設置安全警戒線，起爆順序依次為：預裂孔、掏槽孔、擴槽孔、底板孔、輔助孔、光爆孔。

步驟b2：左洞下導開挖：

下導高3.8m，上部寬6.72。下導爆破開挖堅持預裂先行，沿中間巖柱一側鑽預裂孔。（因中間巖柱距炮孔已達0.9m,爆破區域有兩個臨空面，可有效減少爆破振動，故預裂孔孔距為0.3m，隔孔裝藥，輔助炮孔一隧道中軸線分i區和ii區兩部分）臨近中間巖柱一側為ii區輔助孔，孔深1,4m，孔距0.8m，排距0.7m，單孔藥量300g。i區輔助孔深2.0m，孔距1m，排距0.7m，均為集中裝藥。光爆孔孔距0.5m，孔深2.6m，單孔藥量600g，分七節，不耦合裝藥，單孔起爆。

下導分為兩次爆破，具體為下導i區爆破和下導ii區爆破。臨近中間巖柱一側有效進尺1.2m，另一側有效進尺2.4m，同時起爆。i區爆破清渣完畢後，立即進行支護。在支護的同時鑽ii區炮孔。待i區支護完畢後，起爆ii區炮孔，然後清渣支護。在做兩個區域支護時，ii區支護未結束，可進行下一循環鑽孔，但絕不允許爆破。

步驟b3：右洞施工：

右洞開挖必須在左洞掘進30m，並做好初襯，噴射混凝土到達一定強度後進行，左洞開挖後，中間巖柱側面臨空，最小厚度為0.61m，因此保證中間巖柱的安全和穩定是重中之重。

右洞開挖，必須堅持雙層預裂和斜向下掏槽工藝，臨近預裂孔和周邊孔的輔助孔單孔起爆，有效進尺為1.2m（安裝兩榀鋼格柵），並及時支護。但中間巖柱大於2m後，可將雙層預裂孔變為單排預裂孔，斜向下掏槽孔變為v型掏槽，孔距可增大至350mm，但必須保留空孔和不耦合裝藥方法，有效進尺為1.8m，（安裝四榀鋼格柵），工法同左洞上導。

步驟sb31：右洞上導開挖。

右洞分為上、下兩部施工，上導5.9，下導3.8m。上導每循環有效進尺為1.2m。臨近中間巖柱一側沿開挖線自下而上鑽兩排炮孔，分為內、外預裂孔，孔距250mm，孔徑42mm，排距250mm，孔深1.6m,外預裂孔單孔藥量150g，分三節，各孔裝藥。內預裂孔單孔藥量220g，分五節，各孔裝藥。

斜向下掏槽孔，孔深1.92m,傾角約為40°，落底距掌子面1.2~1.3m，孔距0.8m，單孔藥量750g。集中裝藥，臨近中間巖柱一側兩排孔均為單孔，起爆藥量分別為450g和600g。輔助孔均向下傾斜15°~18°，孔深1.4m，單孔藥量450g，孔距0.8m，排距0.7m，集中裝藥。周邊孔孔距0.4m，最小抵抗線0.7m,孔深1.6m，單孔藥量220g，分五節。

底板孔為平行孔，孔距0.8m，孔深1.4m，單孔藥量450g，距斜向下掏槽孔底孔0.8，主要起翻渣作用，為輔助孔壓炮爆破增加塌落空間，所有炮孔必須用巖屑填塞，尤其是掏槽孔。

所有炮孔必須用巖屑填塞，尤其是掏槽孔，上導按此工法作業15個循環以後，此時中間巖柱厚度已增加至1.96m以上，其抗壓、抗拉強度和承載能力均有大幅度提升。

對裝藥情況進行檢查，進行起爆連接，在起爆前，設置安全警戒線，起爆順序依次為：預裂孔、斜向下掏槽孔、擴槽孔、底板孔、輔助孔、光爆孔。

步驟b32：右洞下導開挖及起爆：與左洞下導開挖相同。

本實施例的其他部分與上述實施例相同，故不再贅述。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明做任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發明的保護範圍之內。