现代化铁路隧道浅埋段爆破方法

摘要

本发明涉及隧道爆破领域，特别是一种现代化铁路隧道浅埋段爆破方法；首先，对爆破处周边房屋进行评估；然后确认炮孔布置位置，全断面分成左右两个爆破区；其次确认各种炮孔的装药结构；确定延时起爆的时间、炮眼药量、炸药品种；再根据现场围岩特点选择掏槽方法、周边眼间距、周边眼最小抵抗线，然后在全断面按步骤二确定的数据加工出各种炮孔，按步骤三确定的数据安装炸药；最后以爆破分区顺序为“掏槽眼—辅助眼—周边眼—底板眼”进行爆破，辅助眼由内向外逐层爆破，周边眼采用同段毫秒雷管起爆；本发明的发明目的在于提供一种在隧道浅埋段爆破时能稳定降低爆破影响的现代化铁路隧道浅埋段爆破方法。

说明书

技术领域

本发明涉及隧道爆破领域，特别是一种现代化铁路隧道浅埋段爆破方法。

背景技术

现有的隧道爆破技术，为普遍通用的爆破技术，但运用到隧道浅埋段时， 就很难把握爆破影响，不能保证浅埋隧道洞顶房层及其它建筑不受损坏。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的发明目的在于提供一种在隧道浅埋段 爆破时能稳定降低爆破影响的现代化铁路隧道浅埋段爆破方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种现代化铁路隧道浅埋段爆破方法，其步骤为：

步骤一、对爆破处周边房屋进行评估；

步骤二、确认炮孔布置位置，全断面分成左右两个爆破区；

步骤三、确认各种炮孔的装药结构，掏槽眼、辅助眼、底板眼装药均采用 连续装药结构，炮孔口用炮泥堵塞或密封水袋堵塞；周边眼装药结构采用间隔 装药结构，并采用导爆索传爆；确定延时起爆的时间、炮眼药量、炸药品种；

步骤四、根据现场围岩特点选择掏槽方法、周边眼间距、周边眼最小抵抗 线，然后在全断面按步骤二确定的数据加工出各种炮孔，按步骤三确定的数据 安装炸药；

步骤五、以爆破分区顺序为“掏槽眼—辅助眼—内圈眼—周边眼—底板眼” 进行爆破，辅助眼由内向外逐层爆破，周边眼采用同段毫秒雷管起爆。

按本方法爆破，能够科学合理地控制各个环节的爆破过程，降低并稳定控 制爆破影响。

作为本发明的优选方案，所述步骤三中，选取炸药时，装药不耦合系数λ 取1.25。

作为本发明的优选方案，所述步骤三中，所选炸药为二号岩石乳化炸药。

作为本发明的优选方案，爆破时每段位之间的引爆时间间隔大于50ms。

作为本发明的优选方案，步骤四选择周边眼间距、周边眼最小抵抗线时， 爆破孔密集系数取0.6-0.8，周边眼最小抵抗线=周边眼间距/爆破孔密集系数。

本发明的有益效果是：

降低爆破影响。

附图说明

图1是本发明的炮孔布置图。

图2是本发明的炮空装药方案图。

图3是说明书中表3的图形表示。

图中标记：1A-雷管，2A-药卷，3A-导爆索，4A-泡泥。

具体实施方式

下面结合实施例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将 此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明的发明内 容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

格鲁吉亚现代化铁路T9隧道浅埋段运用了此爆破方法，经过实际施工证明 该爆破方法能大大降低爆破影响，满足了爆破规范要求，为格鲁吉亚现代化项 目控制工程最长的单线隧道顺利施工创造了条件，同时，很好的向国际友人展 示了隧道施工技术水平，得到了业主和监理认可，为公司创造了上千万的效益； 故这里以格鲁吉亚现代化铁路T9隧道浅埋段为例，所述现代化铁路隧道浅埋段 爆破方法，其步骤为：

步骤一、对爆破处周边房屋进行评估；

隧道西洞口位于中低山区，地形起伏较大，植被较为发育,地表覆盖有一层 薄薄的表土，下伏基岩为白垩纪(K2tl)硬质泥灰岩，具有薄-中层节理裂隙,没 有发现明显的不良地质和特殊岩土，地表水没有腐蚀性；

隧道东洞口位于Shida Karti高原西部中低山区环绕的山间盆地边缘，下 伏基岩为早第三纪(P)硬质泥灰岩和凝灰质岩砂岩，岩体较为破碎，有一个不同 程度风化的厚层风化带，主要的特殊岩土为软塑状粉质粘土，东口540m （Km31+200～IIKm31+740）为浅地段，埋深为4～40米，洞顶为Kvisikit居民 区，在线路中线左右50m范围内有当地居民达500多户，大部分房屋均是年久 失修，房屋质量很差；

对洞顶房屋进行了评估，评估公司最终给房屋进行了定级，大部分房屋定 为二类（一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物），爆破控制采用了中国 GB67222003标准（见下表1）；

步骤二、确认炮孔布置位置，全断面分成左右两个爆破区；

爆破方案主要技术参数：

孔径d――炮孔直径，随钻孔机械变化而变化，d＝（38～48）mm；本隧道 选择d=42mm和d=50mm两种炮孔直径；

孔距E――周边眼间距，E＝（10～15）d，取E＝（40～70）cm；

最小抵抗线W――爆破层厚度，即周边眼与最近掘进辅助眼间的最短距离， 一般应根据爆破漏斗试验来确定，经验数值计算为：W=E/k，K为爆破孔密集系 数，取0.6～0.8；

线装药密度q――单位炮眼长度装药量，取q=(150-250)g/m；

装药不耦合系数λ――炮眼直径与药卷2A直径比值，λ＝d/φ，取1.1～ 1.4；

单位耗药量k――爆破单位体积岩石的炸药平均消耗量，0.6～1.2kg/m3；

炮孔利用率η――实际开挖进尺与炮眼钻眼长度之比；

本隧道炮孔布置做到以下四点，具体布置图见图1；

A、辅助眼的作用是将槽腔进一步扩大，为后续炮眼的爆破提供良好的临空 面条件，为保证爆破效果辅助眼适当加密；

B、内圈眼装药量过大或过于集中，均会引起对围岩的破坏，本隧道使炸药 量能在内圈眼均匀分布，减少对围岩的爆破破坏；

C、由内向外，逐层均匀布置，分部逐层起爆，逐步接近开挖断面轮廓形状。

D、为了减少爆破震动峰值，全断面分成左右两个爆破区，两个区间利用延 时雷管1A串连，本隧道采用了1、3、5、7、9、11、13、15、16、18、20段位， 如图最中间三排的1、3、5为掏槽眼，中间槽腔剩余的5、7、9、11为辅助眼， 由内向外第一圈的11、13为内圈眼，由内向外第二圈的13、15、16为周边眼， 由内向外第三圈的15、16、18、20为底板眼；

步骤三、确认各种炮孔的装药结构，本隧道装药不耦合系数λ取1.25，药 卷2A直径40/1.25＝32mm，选取二号岩石乳化炸药，外径32mm；掏槽眼、辅助 眼、底板眼装药均采用连续装药结构，孔口炮泥4A堵塞或密封水袋；周边眼、 内圈眼装药量应具有破坏岩石所需的应力能量，又不致对围岩造成的严重破坏， 因此周边眼的装药量和装药密度要减少，并使炸药沿炮眼全长均匀分布，宜采 用小直径药卷2A和低爆速、低猛度、爆力较大的炸药，借助导爆索3A实现空 气间隔装药，周边眼、内圈眼装药结构采用间隔装药结构，为缩短周边眼爆破 时差，周边眼、内圈眼采用爆速很高的导爆索3A传爆；导爆索3A具有足够的 起爆能量，可以直接引爆炸药，其本身需用雷管1A起爆，起爆导爆索3A雷管 1A用胶布扎紧在距导爆索3A端头10～15cm处，雷管1A的聚能穴指向其传播方 向，导爆索3A用锋利的刀子切割，用分段并联搭接法连接，接头搭接长度不得 少于10cm，搭接方向均向一边，即干线爆炸波的传播方向，同时为了减少震动 峰值，将整个断面分为左右两部分间隔起爆，相当于增加了一陪的毫秒雷管段 数，如图2；

确定延时起爆的时间、炮眼药量、炸药品种；每段位间隔时差大于50ms时， 爆轰波波形基本无叠加现象，有利于后段炮眼的爆破发出，后段炮眼的起爆应 在前段炮眼爆破卸载后开始，即每段起爆的间隔时间应大于从炸药爆轰到开始 移动这一时间；但每段起爆间隔时间不宜过长，间隔时间太长，能量不能互相 利用，后段爆破不能起到补充前段爆破的破碎和抛掷作用；

硬岩掏槽眼、底板眼、辅助眼药量除孔口30～40cm炮泥4A外，其余连续 装满；周边眼单孔装药量＝L(炮眼长度)×q，同一段位炸药总量控制是减小 爆破震动的关键，根据多次试验结果同一段位炸药总量要求控制在10Kg以内。

所有位置药量计算合计数量是每循环总炸药消耗量，爆破后，根据实际进 尺计算每循环实际开挖量，单位耗药量k＝总炸药消耗量/实际开挖量，根据k 值来调整装药量，其值越小说明钻爆设计越趋于合理，不同的段落根据围岩情 况作适当调整，(参照下表2)炮眼装药量计算表：

编号 孔类型 孔深/m 数量 段位 单孔装药量／kg 合计装药量／kg 1 Cutting hole No1 1.0 3 1 0．6 1．8 2 Cutting hole No2 1．8 6 3 1．2 7．8 3 Cutting hole No3 1．8 4 5 1．0 4．0 4 Cutting hole No4 2．0 4 5 1．2 4．8 5 Cutting hole No5 2．0 4 7 1．2 4．8 6 Cutting hole No6 2．0 4 9 1．2 4．8 8 Enlarging hole No1 1．8 2 9 0．8 1．6 9 Enlarging hole No2 1．7 15 11 0．5 8．0 10 Enlarging hole No3 1．7 17 13 0．5 8．5 11 Enlarging hole No4 1．7 15 15 0．4 6．0 12 Surrounding hole No1 1．7 20 18 0．3 6．O 13 Surrounding hole N o2 1．7 15 20 0．3 4．5 14 Bottom hole No．1 1．9 2 15 1．2 2．4 15 Bottom hole No．2 1．9 4 16 1．2 4．8 16 Bottom hole No．3 1．9 2 18 1．2 2．4 17 Bottom hole No．4 1．9 2 20 1．2 2．4   合计   119     74．6

步骤四、根据现场围岩特点选择掏槽方法、周边眼间距、周边眼最小抵抗线， 然后在全断面按步骤二确定的数据加工出各种炮孔，按步骤三确定的数据安装炸 药；隧道爆破为只有一个临空面的单自由面爆破，形成第二个临空面的掏槽技术 是爆破主要控制的要点，隧道爆破掏槽方法有直眼掏槽和斜眼掏槽两种,对于本 隧道，由于是大断面隧道，采用斜眼掏槽和直眼掏槽相比，具有对地质条件的适 应性好、对钻眼精度要求较低、炸药用量及雷管1A段数相对少的优点，故采用 斜眼掏槽；

周边眼的间距比主爆孔的间距小，周边眼的最小抵抗线要相应减少，具体应 视岩石的抗爆性、炸药性能、炮眼直径和装药量而定，一般取E/W＝0.6～0.8为 宜；

步骤五、以爆破分区顺序为“掏槽眼—辅助眼—内圈眼—周边眼—底板眼” 进行爆破，辅助眼由内向外逐层爆破，周边、内圈眼眼采用同段毫秒雷管1A起 爆，炮眼间通过应力波共同作用，比较容易形成平面，为减小爆破应力波共同 作用所产生的振动，周边眼、内圈眼分拱部和边墙间隔起爆，辅助眼爆破后尽 量接近开挖轮廓，即剩下的爆破层厚度尽可能一致。

本隧道爆破时采用中国成都交博科技有限公司生产的M20型智能爆破测震 仪进行地表震动检测，仪器内置《爆破安全规程》（GB67222003）行业规范；爆 破作业中评价爆破对不同类型建（构）筑物、设施设备和其它保护对象的地震 效应影响，以《爆破安全规程》（GB67222003）作为安全判断依据和允许标准， 采用保护对象所在地基质点峰值振动速度和主振动频率进行判断；经检测所有 爆破震动检测结果均满足规范要求，以下为一组检测结果资料(表3)：

具体数据表示见图3；

根据《爆破安全规程GB6722-2003》振动安全标准对于一般砖房、非抗震 的大型砌块建筑物本次量：

X方向质点振动速度在频率10Hz～50Hz2.3～2.8cm/s的标准规定范围 内；Y方向质点振动速度在频率10Hz～50Hz2.3～2.8cm/s的标准规定范围 内；Z方向质点振动速度在频率10Hz～50Hz2.7～3.0cm/s的标准规定范围 内；

所以此爆破方法在本隧道中的应用是成功的。