基于爆破精细化分析的超长下台阶爆破施工方法技术

本发明专利技术公开了一种基于爆破精细化分析的超长下台阶爆破施工方法，首先根据传统经验公式计算设计爆破孔数目；然后对隧道掘进爆破孔的结构和装药量进行优化设计，包括爆破孔岩石乳化炸药包和间隔水袋间歇放置，孔口位置以炮泥进行封堵；再基于岩石的强度和围岩等级得到设计装药量，在设计装药量基础上，沿隧道中线从内至外，逐渐靠近围岩处的爆破孔的装药量逐渐减少，使其爆破受力形成掏槽效果的同时不影响整体爆破效果；最后最终计算得到每个炮眼的最佳装药量，按照先辅助孔后周边孔的顺序进行爆破。本发明专利技术提供的方法能够精准确定爆破孔位置及其装药量，使得爆破更加准确，爆破质量达到要求，提高施工效率，保证施工质量的同时有效避免经济浪费。效避免经济浪费。效避免经济浪费。

【技术实现步骤摘要】
基于爆破精细化分析的超长下台阶爆破施工方法


[0001]本专利技术涉及隧道工程
，特别是基于爆破精细化分析的超长下台阶爆破施工方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着我国基础交通建设的飞速发展，铁路与公路建设中的隧道工程也越来越多。其中，隧道在爆破开挖的施工过程中，经常由于选择的爆破位置或者爆破工艺等不符合要求，造成爆破达不到要求，爆破时出现偏差，严重影响施工进度，与此同时，孔眼利用率低也造成了严重的经济浪费。
[0003]超长下台阶是指下台阶在开挖时一次爆破掘进的长度比较长，一般都是3m，本申请中超长下台阶的爆破掘进的长度超过6m。当前超长下台阶隧道爆破施工时，装药量要么是按照统一的数量进行装药，要么就是简单基于经验进行调整，造成爆破超欠挖量巨大。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种基于爆破精细化分析的超长下台阶爆破施工方法，以解决现有技术中的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种基于爆破精细化分析的超长下台阶爆破施工方法，包括以下步骤：
[0007]确定爆破孔的布置位置：以左下导坑开挖爆破为例，先根据传统经验公式计算设计爆破孔数目，爆破孔包括的辅助孔以及位于辅助孔外侧的周边孔；
[0008]优化爆破孔的装药结构：所述爆破孔内间隔放置有若干个炸药包，每相邻两个炸药包之间放置有水袋，所述爆破孔的孔口以炮泥进行封堵；使爆炸能量经过水传递到围岩中几乎无损失的同时产生“水楔”效应,有利于岩石破碎,起到雾化降尘作用,节省炸药用量。优选的，所述炮泥的形状为柱状，其外径与爆破孔的内径相适配。所述炸药包为乳化炸药包。
[0009]设计爆破孔的装药量：首先基于岩石的强度和围岩等级得到设计装药量，在设计装药量基础上，沿隧道中线从内至外，逐渐靠近围岩处的爆破孔的装药量逐渐减少，使其爆破受力形成掏槽效果的同时不影响整体爆破效果。
[0010]起爆：按照先辅助孔后周边孔的顺序进行爆破。
[0011]进一步的，所述爆破采用光面爆破，循环开挖长度为6m，爆破进尺为3m，每循环爆破分两次进行。
[0012]进一步的，所述辅助孔包括从上至下排列的三组，依次为A组辅助孔、B组辅助孔、C组辅助孔；所述周边孔包括位于上部的D组周边孔和位于底边的E组周边孔；所述爆破孔的起爆顺序为：A组辅助孔
→
B组辅助孔
→
C组辅助孔
→
D组周边孔
→
E组周边孔。
[0013]进一步的，所述辅助孔的设计装药量和最终炸药用量分别记为Q辅、Q辅
’
，Q辅
’
＝Q辅/2+0.02X，其中X为辅助孔相对隧道中线的距离，单位为m；
[0014]所述周边孔的设计装药量和最终炸药用量分别记为Q周、Q周
’
，Q周
’
＝Q周/2+0.01X，其中X为周边孔相对隧道中线的距离，单位为m。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0016]本专利技术提供的基于爆破精细化分析的超长下台阶爆破施工方法，能够精准确定爆破孔位置及其装药量，使得爆破更加准确，爆破质量达到要求，提高施工效率，保证施工质量的同时有效避免经济浪费
附图说明
[0017]图1为隧道掘进爆破孔的位置；
[0018]图2为爆破孔内装药结构示意图；
[0019]附图标记：A、B、C组为辅助孔，D、E组为周边孔，1
‑
乳化炸药包，2
‑
水袋，3
‑
炮泥。
具体实施方式
[0020]下面结合附图，对本专利技术作详细的说明。
[0021]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0022]一种基于爆破精细化分析的超长下台阶爆破施工方法，包括以下步骤：
[0023]隧道爆破采用光面爆破，循环开挖长度为6m，爆破进尺为3m，每循环爆破分两次进行。为保证爆破效果，实际工程中炮孔深度确定为3.2m/个。
[0024]爆破孔包括的辅助孔以及位于辅助孔外侧的周边孔，参考图1，爆破孔A、B、C组为辅助孔，D、E组为周边孔，起爆顺序为：A
→
B
→
C
→
D
→
E。
[0025]以左下导坑开挖爆破为例，先根据传统经验公式计算设计左下导坑处爆破孔数目、每循环炸药量和单孔装药量。具体方法如下：
[0026]爆破孔数目：
[0027]N＝(K
·
S
·
η
·
m)/(α
·
G)
ꢀꢀ
(1)
[0028]式中：N—爆破孔数目，个；
[0029]K—炸药单耗；
[0030]S—开挖断面积，左上导坑约为25.26m2；
[0031]η—爆破孔利用率，即装药系数，取η＝0.9；
[0032]m—每个药包的长度，m；
[0033]G—每个药包的质量，kg。
[0034]α—爆破孔平均装药系数，当药包直径为32mm时取0.6～0.72；
[0035]N＝(K
·
S
·
η
·
m)/(α
·
G)
[0036]＝(0.67
·
25.26
·
0.9
·
0.3)/(0.6
·
0.15)
[0037]≈50.77＝51(个)。
[0038]每循环炸药量：
[0039]Q＝qv＝qSLη
ꢀꢀ
(2)
[0040]式中：η
‑
爆破孔利用率，一般为0.8～0.95，本设计取0.90；
[0041]Q＝qSLη
[0042]＝0.89
×
25.26
×
3.2
×
0.90
[0043]≈64.7464kg，
[0044]设计实取64.75kg。
[0045]各类孔的深度：
[0046]辅助孔L辅＝3.2m
[0047]周边孔L周＝3.2m
[0048]光爆孔：
[0049]W光＝(10～20)d＝42～85cm，本设计取W光＝60cm，
[0050]孔距：按经验公式a＝(0.6～0.8)W光，a＝36～48cm，
[0051]本设计取a周边孔＝55cm，a辅助孔＝80～85cm
[0052]单孔装药量：
[0053]q＝QEV
ꢀꢀ
(3)
[0054]式中：q—装药集中度，kg/m...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于爆破精细化分析的超长下台阶爆破施工方法，其特征在于：包括以下步骤：确定爆破孔的布置位置：先根据传统经验公式计算设计爆破孔数目，爆破孔包括的辅助孔以及位于辅助孔外侧的周边孔；优化爆破孔的装药结构：所述爆破孔内间隔放置有若干个炸药包，每相邻两个炸药包之间放置有水袋，所述爆破孔的孔口以炮泥进行封堵；设计爆破孔的装药量：首先基于岩石的强度和围岩等级得到设计装药量，在设计装药量基础上，沿隧道中线从内至外，逐渐靠近围岩处的爆破孔的装药量逐渐减少；起爆：按照先辅助孔后周边孔的顺序进行爆破。2.根据权利要求1所述的基于爆破精细化分析的超长下台阶爆破施工方法，其特征在于：所述辅助孔包括从上至下排列的三组，依次为A组辅助孔、B组辅助孔、C组辅助孔；所述周边孔包括位于上部的D组周边孔和位于底边的E组周边孔；所述爆破孔的起爆顺序为：A组辅助孔
→
B组辅助孔
→
C组辅助孔
→
D组周边孔
→

【专利技术属性】
技术研发人员：冯冀蒙，徐星火，王勇，林先明，姚大闯，张俊儒，张树发，蒋辉，王鑫，章健，王全智，
申请(专利权)人：西南交通大学中铁四局集团第七工程有限公司，
类型：发明
国别省市：