铁路隧道光面爆破施工技术与管理策略

发表时间:2020/9/4   来源:《中国西部科技》2020年第9期   作者:庞庆龙
[导读] 通过对现有隧道爆破案例的研究发现,因为施工者尚未意识到爆破控制在整个施工中的重要性,不注重炮孔位置摆放、装药结构设计、炮孔长度选择等内容,加之管理存在很大疏忽,导致爆破作业并不能发挥出应有的效果
        摘要:通过对现有隧道爆破案例的研究发现,因为施工者尚未意识到爆破控制在整个施工中的重要性,不注重炮孔位置摆放、装药结构设计、炮孔长度选择等内容,加之管理存在很大疏忽,导致爆破作业并不能发挥出应有的效果。然而,随着技术发展,隧道爆破质量控制终于得到广泛重视,越来越多的人开始探索更准确、合适的爆破参数,在管理上也愈发严格。
        关键词:铁路隧道;光面爆破;施工技术;管理措施
1隧道光面爆破技术
        1.1轮廓线钻眼技术
        铁路隧道施工需根据图纸开挖,保证钻眼的准确性及密集性,关注紧密相连钻眼是否根据轮廓线开挖。以上工序完成后,需观察钻眼与自由面的距离,达到规定指标后才能爆破。针对钻眼的紧密性,还需对爆破时产生的应力波进行思考,避免岩石上产生较大的裂缝,使铁路隧道顺着轮廓切开,形成光滑的岩壁,保证隧道的稳定性。但该施工技术需要较大程度的工作量,企业耗费的成本较高,在实际工程的应用中还需慎重选择。
        1.2预裂爆破技术
        铁路隧道施工中预裂爆破技术相对常见,在施工中依旧需开凿密集的钻眼,在钻眼中安置炸药,轮廓线上的钻眼在爆破后,形成连贯的裂缝,使岩体分离。进一步在其他钻孔内放置炸药爆破,在爆破过程中该技术不会影响周围岩体,避免隧道轮廓线不符合标准,从而形成光滑的壁面。该技术在实际应用过程中效果良好,能隔离振感,在多种类型的地质中均能应用。
        1.3光面爆破技术
        该技术在使用过程中,在轮廓线周围起爆,软岩及中硬岩隧道施工中常见此技术。相比预裂爆破技术,该技术的在轮廓线周围安置的炸药数量较少。且岩体断面不同,在施工过程中又可将该技术分为光面层爆破技术及断面层爆破技术。
2工程概况
        以成昆铁路扩能改建工程峨眉至米易段小相岭隧道为工程背景,小相岭隧道线路全长21.775km,隧道进口里程DK345+400,出口里程D1K367+175,单洞双线,进口接路基,出口接冕山双线特大桥。小相岭隧道进口项目部主要结构物包括正洞长10660m,1号斜井2425m、平导施工10466m、路基248.3m。通过调查发现该隧道选择复合式衬砌?平导Ⅳ级围岩钻孔深度控制在2.4m,周边眼间距在0.4m,抵抗线取0.6m,掏槽眼左右间距0.5m,上下间距为0.6m?掏槽眼孔深应为2.8m,扩槽眼2.6m,底板眼?周边眼和辅助眼孔深均为2.4m?
3光面爆破施工工艺
        3.1爆破参数
        要想尽可能削弱爆破作业给围岩带来的影响,则最好对周边眼选用Ф25mm小直径光爆药卷。装药结构主要是借助竹片或导火索等将Ф25mm药卷塞入周边光面爆破孔内,且孔口往内20cm应塞满炮泥。通过实践发现这种结构所带来的效果远远优于不塞炮泥的结构。
        3.2钻爆作业
        钻爆作业开展的目的是为了避免开挖断面表层出现明显凹凸,尽可能避免超挖、欠挖问题出现,维系工作的平稳,保障周边围岩结构的稳定。所以,在开展钻爆作业时应详细按照相关设计标准展开所有工作。若是在施工过程中需要调整设计方案,需由主管技术者进行修改。
        3.2.1测量
        测量是否精准从根本上影响着最终开挖轮廓的精准状况。所以每一项环节开始前必须派遣专业测量人员提前在掌子面表层注明开挖范围以及标注炮孔摆放地点,且需在洞内放置三架激光指向仪,辅助测量人员的工作。
        3.2.2钻孔
        钻孔设备选择YT28风枪,在钻孔过程中必须严格遵循设计标准:①必须依据炮眼布置图找出正确的孔位后,才能开始钻孔;②必须注意掏槽眼应深于另外眼孔0.2m,且需确保对孔误差在3cm范围内,钻孔时注意平行;③辅助眼对孔误差必须在设计标准的0.1m以内、周边眼应位于断面轮廓线位置,误差在0.05m以内;④若是开挖面表层凹凸明显,则需根据工程需求修改炮眼深度,保障几乎全部炮眼眼底均位于相等垂直面上。钻眼步骤结束后还应将实际成果与设计图进行对比,一旦发现其超出设计误差范围内,则需对超出部分重新施工,只有确保质量合格才可开始装药。


        3.2.3装药
        装药时应保证孔内无杂物,因此应提前借助高压风把孔内清洁干净,并借助炮棍判断其是否通畅;在装药过程中,应严格依据表1与设计的单孔装药量,依次填充弹药。只有在检查合格后才可连接网路、准备起爆。
        3.2.4堵塞
        适当堵塞炮孔能使得炸药发挥出更大的能量,不仅节省成本,更是减缓了振动程度。因此在装药完成后还需对光面爆破孔孔口20cm以上处填充满炮泥,而炮泥的组成成分砂与黄土的比例为2∶1。上述装药、堵塞工序均需严格依据安全标准开展,实时维系施工者生命安全。
        3.2.5起爆网路
        起爆网路内所有传爆雷管均为两发,主要组成部分包括电雷管、传爆雷管以及塑料导爆管等。在进行连线时应注意爆雷管的平顺;联结状态下每簇雷管数目均一致且均小于20。网路连接完成后需派遣专业人士检查,确保连接正确才可开始起爆。
        3.2.6瞎炮的处理
        若是起爆过程中出现瞎炮,需派遣专业人士排查导爆管是否存在异常,再次实验若还是无法起爆,则需清理炮泥、吹出或冲出炸药并取出雷管进行检查。
        3.3光面爆破质量控制措施
        提前了解施工环境的地质状况,评估围岩岩性,选择最佳爆破参数,只有做足充分准备才能使最终爆破效果达到最佳。整个钻爆作业必须完全按照设计标准开展所有工作,若是施工环境要求设计方案调整也需通过主管人员决定。开始钻研前应提前派遣专业人士注明炮眼位置和开挖范围,并进行严格检查,确保标注准确才可开始钻眼。在钻眼时应注意以下内容:
        (1)必须完全依据炮眼布置图的要求进行钻孔。
        (2)掏槽眼眼口到眼底间距误差应保持在0.05m以下,同时行距与眼口排距的误差必须控制在0.1m以内。
        (3)周边眼应位于断面轮廓线周围,若需调整也必须保证不离开轮廓线0.05m以上。
        (4)内圈炮眼与周边眼之间的距离误差不得超出0.05m,若是炮眼深度在2.5m以上,此时应确保内圈眼、周边眼钻眼斜率相等。
        (5)钻眼结束后应将结果与设计图对比,一旦发现不合格则需重新钻研,只有完全合格才可投入使用。
        装药步骤不仅需要遵循爆破技术参数,更是需要按照炮孔布置标准依次装弹,且需注意的是周边眼应选择不耦合装药的方法。必须保证弹药孔无杂物,在装药完毕后,还需用炮泥堵塞住周边眼,反复检查。
4隧道设备管理策略
        4.1爆破器材选择
        (1)爆破器材的选用。主爆药要采用爆炸性能、抗水性能、安全性能均较好及环境污染小的2#岩石乳化炸药,规格为Ф32mm×200m。(2)周边眼采用直径为25mm的药卷,装药结构是用竹片绑扎,进行间隔装药。(3)起爆材料采用1~20段的非电毫秒雷管起爆,塑料导爆管引爆,其中雷管,导爆索是作为网络起爆用。
        4.2爆破设备管理
        由于行业的特殊性,对进入行业应用的各类设备,尤其是涉爆关键设备进行管理是必须的。(1)安全是整个爆破作业的首要目标,设备安全管理是其中重中之重。相关人员应注重设备选型、日常维护管理、报废等各环节作业。(2)设备相关培训工作必不可少,项目组应定期组织操作人员参加培训活动,引导其熟悉并掌握设备的具体性能、操作方法,确保施工期间设备操作的规范性。
结束语
        结合具体隧道工程,围绕光面爆破施工工艺展开探讨,明确具体爆破参数及钻爆作业施工要点,提出施工质量控制措施,最后针对隧道的爆破管理进行总结,旨在提升项目施工安全,使爆破结果达到设计标准。
参考文献
[1]许涛.公路隧道光面爆破系统在某隧道中的应用[J].北方交通,2019(04):84-87+90.
[2]陈旺.隧道光面爆破及超欠挖现象分析与控制技术措施[J].建材与装饰,2019(10):278-279.
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