大断面隧道光面爆破技术的改进与应用

发表时间:2021/3/17   来源:《科学与技术》2020年32期   作者:冯义威
[导读] 近年来,随着我国社会经济的飞速发展,科学技术水平的显著提升
        冯义威
        国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心,100160,北京市
        摘要:近年来,随着我国社会经济的飞速发展,科学技术水平的显著提升,使得工程项目的施工技术水平也得到了有效的提高,其中在铁路隧道的施工过程中,光面爆破技术得到了广泛的应用,在一定程度上大大的缩短了施工周期。因此在实际的施工过程中,通过对光面爆破技术的有效应用可以在很大程度上降低爆破岩造成的干扰或者震动,增强了施工的安全性,从而达到提升社会效益的目的。除此之外,光面爆破技术可以利用自身的优势,不断降低施工成本的投入,也充分的体现出了使用这种技术能够产生更大的经济效益,但是光面爆破技术在具体施工的过程中仍然存在着较多的问题,则必须要对其进行改进和完善,使其能够更好的应用于铁路隧道的施工过程当中去。
        关键词:大断面;隧道;光面爆破技术;技术改进;施工方案;
1.引言
        随着我国科技水平的显著提高,这对于铁路隧道的施工技术要求也随之不断提升,其中光面爆破技术受到了社会中各界人士的广泛关注。光面爆破技术主要是利用岩石的抗拉强度远远低于抗压强度的物理特性,先爆除主体开挖部位的岩体结构,通过控制爆破的作用范围和具体的方向,在设计轮廓线上的周边孔药包,将光爆层进行炸除,最终形成一个完整的开挖面,科学的布孔、合理的选择参数、控制装药的数量以及按照一定顺序进行起爆,达到爆后壁面平整规则、轮廓线符合设计要求的一种控制爆破技术。因此在大断面的隧道当中,利用光面爆破的破岩机理本就是非常复杂的,一旦炸药起爆,随之产生的冲击波会不断拉伸破坏作用以及爆炸气体膨胀做功作用的两种效应。
2.铁路隧道工程施工方案的设定
        在铁路隧道施工工程正式开工之前,技术人员往往需要根据周围的实际情况和地质条件,合理的测量出隧道的断面所在,通常情况下采用钻台阶的方式进行施工,开挖采用光面爆破,尽可能的确保隧道断面的周边轮廓更加圆顺,如图1所示为铁路隧道工程的施工方案示意图:
        
        
        图1 铁路隧道工程的施工方案示意图

2.1爆破参数的设定
        通常情况下,光面爆破涉及的主要参数包括周边眼间距(用“E”表示),周边眼密集系数(用“m”表示),最小抵抗线(用“W”表示),炮孔的深度(用“L”表示),装药集中度(用“q”表示)以及炮眼数目(用“N”表示)。由此可知,确定合理有效的光面爆破参数是获得良好光面爆破的重要保障,但是参数的选择往往与周围的地质环境息息相关,只有在爆破参数正确合理的组合之下,才能够获取到预期的光面爆破效果。
2.2炮孔的布置
        针对不同围岩的情况,通过多次现场测量布子“L”的试验和参数调整,确定出了合理的炮孔布置方式。首先测量人员用全站仪测量出隧道中心线和拱顶高程,标出炮孔相应位置,用激光断面仪测量出隧道开挖轮廓线,用红油漆画出隧道开挖轮廓线。为了能给辅助眼提供充分的自由面,采用复式楔形掏槽的方式。在隧道断面开挖轮廓线上按周边子L间距均匀布置,适应调整轮廓线范围,根据炮孔深度调整斜率,使到整个炮孔的布置参数确定合理。
3.断面隧道光面爆破技术的改进与应用
        在大断面隧道施工过程中,往往需要考虑到各个地理位置的主要因素,其中挖掘装载机装碴,则必须要求碴块不能太大。隧道的进口部分的地段都不是均匀的岩体,如果使用测卸式装载机进行装碴时,掌子面围岩在左侧较为破碎,同时也会夹杂着许多条带状的红色黏泥,爆破的效果可能达不到最佳,隧道的洞身极其容易出现超欠挖的现象。因此这就需要去适当的调整光面的爆破参数,不断适应增大辅助炮眼的间距,这样则能够极大的减少部分炮眼的数量,加快施工进度。爆破技术本身就是一种复杂系统的工程,需要结合实际的施工经验不断优化参数设计,根据围岩的特点,合理的选定周边眼的间距和最小的抵线,尽最大的努力提高钻眼的质量。除此之外,还需要对施工过程进行严格管理,加强对爆破作业以及各项工序的有效监督和指导,严格的控制周边眼的装药量,尽量将药量沿着眼长均匀分布,真正的做到工作到位、责任到人以及赏罚分明。
4.结束语
        总而言之,伴随着对铁路隧道工程项目的二级围岩实施全断面光面爆破法进行开挖,最终形成上、下部拱形的光面爆破,这就意味着成为了一项成功的铁路隧道施工工程,这其中涵盖了各种主要的光爆参数选择,各自进行组合。因此随着光面爆破技术在铁路隧道工程施工项目中的广泛应用,不断大大的缩短了施工周期,与此同时在一定程度上确保了施工项目的安全性,在具体使用的过程中,还需要对光面爆破技术进行一定的改进,使得大断面隧道的光面爆破技术更加完善。
参考文献
[1]阮楠,栾龙发,张智宇,李祥龙,邓诗泉.光面爆破技术在浅埋大断面隧道掘进中的研究与应用[J].甘肃科学学报,2016,28(01):144-148.
[2]潘明亮,段宝福.大断面隧道光面爆破技术的改进与应用[J].有色金属(矿山部分),2011,63(02):69-72.
[3]姜军.光面爆破技术在大断面隧道硬岩施工中的应用[J].山西建筑,2008(07):346-347.


个人简介:冯义威,1984年6月,男,汉,湖北省孝感市人,硕士,助理研究员,研究方向:爆破工程
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