大断面高地应力隧道损伤岩体分区诱导爆破施工方法技术

本发明专利技术涉及一种大断面高地应力隧道损伤岩体分区诱导爆破施工方法，施工方法步骤为：对现场进行勘探，考虑高地应力对岩石爆破裂隙扩展的影响，将大断面高地应力隧道损伤岩体分区，确定单孔爆破裂纹包络线，再设计掏槽眼、辅助孔以及周边眼的布置方案；将掏槽眼、辅助孔以及周边眼具体位置布置于开挖掌子面处进行放样；对已进行放样后的掌子面进行定位钻孔；对已进行定位钻孔后的掌子面进行装药；使用分区分时起爆法，对装药的孔进行起爆；出渣以及排险。本发明专利技术解决现有爆破设计尚未考虑到高地应力的影响，导致隧道开挖过程中仍存在超欠挖现象严重、爆破轮廓不平顺、光爆效果不理想等问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
大断面高地应力隧道损伤岩体分区诱导爆破施工方法


[0001]本专利技术涉及一种大断面高地应力隧道损伤岩体分区诱导爆破方法，主要针对大断面深埋隧道开挖工程。

技术介绍

[0002]目前我国已成为世界上隧道建设规模最大、修建难度最高、发展质量最快的国家。隧道开挖是支护、运输、线路运营等工作开展的前提，隧道开挖质量直接影响后续的施工质量及速度。提高隧道的开挖质量对加快隧道施工进度、提高隧道开挖的经济效益具有重要意义。其中，针对大断面深埋隧道的掘进工作存在着更大的危险系数以及更多的难题。
[0003]在大断面深埋隧道的掘进工作中，最常用的掘进方法为钻爆法。钻爆法凭借其地质适应能力强、开挖成本低、施工方便灵活等优点，是目前我国在山岭隧道开挖工程中最常用的施工方法，其中的爆破开挖环节是在进行隧道开挖设计时必须考虑到的问题。光面爆破即能减小隧道围岩损伤范围，控制超欠挖量，又能使隧道开挖轮廓光滑平整，保证围岩的完整性和自身承载能力。然而，由于地质条件的复杂性和炸药破岩机理的不确定性，使得爆破设计不合理、爆破施工不当等原因，隧道开挖过程中仍存在超欠挖现象本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大断面高地应力隧道损伤岩体分区诱导爆破施工方法，其特征在于：步骤为：步骤1：对现场进行勘探，考虑高地应力对岩石爆破裂隙扩展的影响，将大断面高地应力隧道损伤岩体分区，确定单孔爆破裂纹包络线，再设计掏槽眼、辅助孔(28)以及周边眼的布置方案；步骤2：将掏槽眼、辅助孔(28)以及周边眼具体位置布置于开挖掌子面处进行放样；步骤3：对已进行放样后的掌子面进行定位钻孔；步骤4：对已进行定位钻孔后的掌子面进行装药；步骤5：使用分区分时起爆法，对装药的孔进行起爆；步骤6：出渣以及排险。2.根据权利要求1所述的一种大断面高地应力隧道损伤岩体分区诱导爆破施工方法，其特征在于：步骤1中：确定单孔爆破裂纹包络线的方法：对第二掌子面(2)处设置测试孔(4)，对其进行爆破，结合无地应力条件下爆破后裂纹包络线(6)，进而分析高地应力对单一炮孔爆破裂纹包络线的影响，当σ
v
＞σ
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时，竖直方向裂纹长度增加，水平方向裂纹长度减小，爆破后裂纹包络线主要呈椭圆形，长轴沿竖直方向，短轴沿水平方向，该高地应力状态下为第一单孔爆破裂纹包络线(5)；当σ
h
＞σ
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时，结合无地应力条件下爆破后裂纹包络线(6)，进而分析高地应力对单一炮孔爆破裂纹包络线的影响，水平方向裂纹长度增加，竖直方向裂纹长度减小，爆破后裂纹包络线主要呈椭圆形，长轴沿水平方向，短轴沿竖直方向，该高地应力状态下为第二单孔爆破裂纹包络线(7)。3.根据权利要求1所述的一种大断面高地应力隧道损伤岩体分区诱导爆破施工方法，其特征在于：步骤1中所述大断面高地应力隧道损伤岩体分区为：将第二掌子面(2)分为掌子面上台阶和下台阶(23)，掌子面上台阶以隧道中线(8)长度2:3的比例分为上层和下层，上层分为左上爆区(18)和右上爆区(19)，左上爆区(18)与右上爆区(19)关于隧道中线(8)呈对称结构，下层分为中爆区(20)、左爆区(21)、右爆区(22)，左爆区(21)和右爆区(22)分别位于中爆区(20)的左右两侧，中爆区(20)关于隧道中线(8)呈对称结构，左爆区(21)与右爆区(22)关于隧道中线(8)呈对称结构。4.根据权利要求3所述的一种大断面高地应力隧道损伤岩体分区诱导爆破施工方法，其特征在于：左上爆区(18)、右上爆区(19)、中爆区(20)、左爆区(21)、右爆区(22)和下台阶(23)的外周开设的孔眼为周边眼，周边眼包括左上爆区(18)和右上爆区(19)外周开设的隧道拱部周边眼(13)，下台阶(23)底部开设的隧道底部周边眼(14)，下台阶(23)两侧开设的第二阶段周边眼(16)，左爆区(21)和右爆区(22)外侧开设的第一阶段周边眼(15)，中爆区(20)、左爆区(21)和右爆区(22)的上方和下方水平方向开设的水平方向周边眼(17)，中爆区(20)与左爆区(21)之间，以及中爆区(20)与右爆区(22)之间竖直方向开设的竖直方向周边眼(10)；设置在左上爆区(18)、右上爆区(19)、左爆区(21)、右爆区(22)以及下台阶(23)区域内的孔眼为辅助孔(28)；设置在中爆区(20)的孔眼为掏槽眼，掏槽眼具体包括一列内掏槽眼(24)、一列主掏槽眼(25)以及一列辅助掏槽眼(26)，由隧道中线(8)向两侧依次设置为内掏槽眼(24)、主掏槽眼(25)以及辅助掏槽眼(26)。
5.根据权利要求4所述的一种大断面高地应力隧道损伤岩体分区诱导爆破施工方法，其特征在于：所述周边眼布置方案具体如下：所述掏槽眼包括内掏槽孔(24)、主掏槽孔(25)和辅助掏槽孔(26)，内掏槽孔(24)设计参数具体包括：内掏槽孔(24)深度L1、成对内掏槽孔(24)孔底距离c1、内掏槽孔(24)与掌子面夹角α1、内掏槽孔(24)间距a1、内掏槽孔(24)长度L1/cosα1和内掏槽孔(24)开口距离b1；内掏槽孔(24)深度L1＝(L2+L3)
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2/3，其中，L2为辅助掏槽孔(26)深度、L3为主掏槽孔(25)超深；内掏槽孔(24)开口距离b1＝(L1/tanα1)
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2+c1；主掏槽孔(25)设计参数具体包括主掏槽孔(25)孔底距离c2、主掏槽孔(25)与掌子面夹角α2、主掏槽孔(25)超深L3、主掏槽孔(25)孔距a2、主掏槽孔(25)长度(L2+L3)/cosα2和主掏槽孔(25)开口距离(b1+2b2)；辅助掏槽孔(26)设计参数具体包括辅助掏槽孔(26)孔距a3、内掏槽孔(24)与主掏槽孔(25)的排距b2、主掏槽孔(25)与辅助掏槽孔(26)的排距b3，辅助掏槽孔(26)与掌...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军祥，马宝龙，张业权，宁宝宽，郭连军，李俭，张振平，王永柱，王石磊，黄海军，
申请(专利权)人：中铁十九局集团第三工程有限公司，
类型：发明
国别省市：