【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隧道工程领域，特别是提供了一种超硬岩隧道精控爆破组合掏槽方法及布孔结构。
技术介绍
1、现有的山岭隧道工程掘进，钻爆法仍然是主要的开挖方法。其中，爆破主要采用在掌子面的岩层布置多个垂直炮孔，同时爆破开挖的技术，这种爆破技术主要采用分区分段微差爆破，针对隧道掌子面爆破施工主要是先爆除隧道主体开挖部位的岩体，然后在起爆布置在设计轮廓线上的周边药包，将光爆层炸除，形成一个平整的开挖面。
2、在施工过程中，随着交通建设的不断完善，大埋深、高地应力隧道不断涌现，其中岩石强度超过90mpa的超硬岩屡见不鲜。随着施工技术的不断发展，开挖进度要求也愈发严格，但是在超硬岩隧道中爆破开挖时，由于爆破方法不当，炮孔利用率相对较低，很多地段设计进尺为3m，但爆破后的有效进尺却不足1.2m，主要原因还是掏槽效果较差，单独采用提升装药量等方案是无法有效解决超硬岩地层的掏槽进尺的。
3、因此，缺少针对超硬岩结构特点的有效爆破方法，无法有效、快速的进行掏槽，实现快速的隧道掘进，并实现爆破的精准控制。
技术实现思路
1、基于此，本专利技术提供了一种超硬岩隧道精控爆破组合掏槽方法及布孔结构，以解决单独采用提升药量无法解决超硬岩地层的掏槽进尺问题，提高超硬岩层爆破效率。
2、为了达到上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种超硬岩隧道精控爆破组合掏槽方法，包括步骤：
3、s100.根据掌子面附近岩石的结构划定单次掏槽区域；
4、s200.在掏槽区域
5、s300.在掏槽区域的中间位置开设中空孔和上挑孔，所述上挑孔布设于中空孔下方；
6、s400.分别向所述一级掏槽孔、二级掏槽孔和上挑孔填入炸药，连接起爆器材；
7、s500.按照一级掏槽孔、二级掏槽孔和上挑孔顺序依次延迟起爆。
8、可选地，按照顺序先后进行一级掏槽孔、二级掏槽孔、中空孔和上挑孔开设；或者，按照顺序先后进行中空孔、上挑孔、一级掏槽孔和二级掏槽孔开设。
9、可选地，所述一级掏槽孔、二级掏槽孔和上挑孔采用连续集中装药方式装药，药卷直径φ30，装药系数0.6～0.8，强度大于120mpa时，装药系数不得低于0.7，一级掏槽孔、二级掏槽孔和上挑孔分别使用炮泥堵孔，按照装药量依次在各炮孔中装药并堵塞。
10、可选地，先起爆一级掏槽孔，再起爆二级掏槽孔和上挑孔，然后逐步起爆辅助孔、周边孔和底板孔，辅助孔的起爆延迟设置为15～30ms，辅助孔与周边孔的起爆延迟为20～40ms，周边孔和底板孔的起爆延迟为10～30ms。
11、为了达到上述目的，第二方面，本专利技术提供了一种超硬岩隧道精控爆破组合掏槽的布孔结构，使用所述的超硬岩隧道精控爆破组合掏槽方法进行布孔，包括一级掏槽孔、二级掏槽孔、中空孔和上挑孔，所述一级掏槽孔和二级掏槽孔对称的布设于掏槽区域两侧，所述一级掏槽孔布设于掏槽区域边缘，所述二级掏槽孔沿着横向间隔布设于所述一级掏槽孔外侧，所述一级掏槽孔和二级掏槽孔分别沿着竖向阵列布置多个；所述中空孔和上挑孔布设于掏槽区域的中间位置，所述上挑孔位于中空孔下方。
12、可选地，位于掏槽区域同侧的所述一级掏槽孔布置在同一竖向平面，各所述一级掏槽孔向掏槽区域竖向中心面同角度倾斜，一级掏槽孔与掌子面的夹角为50°～55°，所述掏槽区两侧同一高度的一级掏槽孔的孔底交叉布置。
13、可选地，位于掏槽区域同侧的所述二级掏槽孔布置在同一竖向平面并分别向掏槽区域竖向中心面同角度倾斜，二级掏槽孔与掌子面的夹角为55°～60°，所述掏槽区两侧同一高度的二级掏槽孔的孔底间距不大于20mm。
14、可选地，所述一级掏槽孔的孔口间距为3～5m，所述一级掏槽孔与二级掏槽孔的横向孔口间距为0.6～1m，所述一级掏槽孔与二级掏槽孔的竖向孔口间距为0.3～0.4m。
15、可选地，所述上挑孔相对于掌子面斜向布置并且末端上挑，上挑孔与掌子面的夹角不大于60°，各上挑孔走向平行。
16、可选地，还包括在掌子面开设的周边孔、底板孔和辅助孔，所述周边孔开设于掏槽区域的上方和两侧外周，所述底板孔开设于掏槽区的底部附近，所述辅助孔开设于掏槽区的中间位置附近。
17、所提供的超硬岩隧道精控爆破组合掏槽方法及布孔结构的技术优势至少体现在：
18、(1)通过根据掌子面附近岩石的结构划分单次掏槽区域，通过两侧对称的开设一级掏槽孔及二级掏槽孔，以在掌子面建立独立的掏槽区域，首先按照一级掏槽孔、二级掏槽孔顺序延迟起爆，实现掏槽区域的边际爆破，从两侧方向实现掏槽区域整体结构与掌子面分离；
19、(2)在掏槽区域的中间位置开设中空孔和上挑孔，在一级掏槽孔和二级掏槽孔起爆后，再进行上挑孔起爆，从底部方向实现掏槽区域与掌子面的分离，并且通过中空孔的结构实现掏槽区域在爆破中的应力集中，实现爆破产生的掏槽区域精准控制、彻底破碎效果。
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1.一种超硬岩隧道精控爆破组合掏槽方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的超硬岩隧道精控爆破组合掏槽方法，其特征在于，按照顺序先后进行一级掏槽孔(103)、二级掏槽孔(104)、中空孔(101)和上挑孔(102)开设；或者，按照顺序先后进行中空孔(101)、上挑孔(102)、一级掏槽孔(103)和二级掏槽孔(104)开设。
3.根据权利要求1所述的超硬岩隧道精控爆破组合掏槽方法，其特征在于，所述一级掏槽孔(103)、二级掏槽孔(104)和上挑孔(102)采用连续集中装药方式装药，药卷直径φ30，装药系数0.6～0.8，强度大于120MPa时，装药系数不得低于0.7，一级掏槽孔(103)、二级掏槽孔(104)和上挑孔(102)分别使用炮泥堵孔，按照装药量依次在各炮孔中装药并堵塞。
4.根据权利要求1或2或3所述的超硬岩隧道精控爆破组合掏槽方法，其特征在于，先起爆一级掏槽孔(103)，再起爆二级掏槽孔(104)和上挑孔(102)，然后逐步起爆辅助孔(107)、周边孔(105)和底板孔(106)，辅助孔(107)的起爆延迟设置为15～3
5.一种超硬岩隧道精控爆破组合掏槽的布孔结构，使用权利要求1至4任一项所述的超硬岩隧道精控爆破组合掏槽方法进行布孔，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的超硬岩隧道精控爆破组合掏槽的布孔结构，其特征在于：位于掏槽区域同侧的所述一级掏槽孔(103)布置在同一竖向平面，各所述一级掏槽孔(103)向掏槽区域竖向中心面同角度倾斜，一级掏槽孔(103)与掌子面的夹角为50°～55°，所述掏槽区两侧同一高度的一级掏槽孔(103)的孔底交叉布置。
7.根据权利要求5所述的超硬岩隧道精控爆破组合掏槽的布孔结构，其特征在于：位于掏槽区域同侧的所述二级掏槽孔(104)布置在同一竖向平面并分别向掏槽区域竖向中心面同角度倾斜，二级掏槽孔(104)与掌子面的夹角为55°～60°，所述掏槽区两侧同一高度的二级掏槽孔(104)的孔底间距不大于20mm。
8.根据权利要求5所述的超硬岩隧道精控爆破组合掏槽的布孔结构，其特征在于：所述一级掏槽孔(103)的孔口间距为3～5m，所述一级掏槽孔(103)与二级掏槽孔(104)的横向孔口间距为0.6～1m，所述一级掏槽孔(103)与二级掏槽孔(104)的竖向孔口间距为0.3～0.4m。
9.根据权利要求5所述的超硬岩隧道精控爆破组合掏槽的布孔结构，其特征在于：所述上挑孔(102)相对于掌子面斜向布置并且末端上挑，上挑孔(102)与掌子面的夹角不大于60°，各上挑孔(102)走向平行。
10.根据权利要求5至9任一项所述的超硬岩隧道精控爆破组合掏槽的布孔结构，其特征在于：还包括在掌子面开设的周边孔(105)、底板孔(106)和辅助孔(107)，所述周边孔开设于掏槽区域的上方和两侧外周，所述底板孔开设于掏槽区的底部附近。
...【技术特征摘要】
1.一种超硬岩隧道精控爆破组合掏槽方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的超硬岩隧道精控爆破组合掏槽方法，其特征在于，按照顺序先后进行一级掏槽孔(103)、二级掏槽孔(104)、中空孔(101)和上挑孔(102)开设；或者，按照顺序先后进行中空孔(101)、上挑孔(102)、一级掏槽孔(103)和二级掏槽孔(104)开设。
3.根据权利要求1所述的超硬岩隧道精控爆破组合掏槽方法，其特征在于，所述一级掏槽孔(103)、二级掏槽孔(104)和上挑孔(102)采用连续集中装药方式装药，药卷直径φ30，装药系数0.6～0.8，强度大于120mpa时，装药系数不得低于0.7，一级掏槽孔(103)、二级掏槽孔(104)和上挑孔(102)分别使用炮泥堵孔，按照装药量依次在各炮孔中装药并堵塞。
4.根据权利要求1或2或3所述的超硬岩隧道精控爆破组合掏槽方法，其特征在于，先起爆一级掏槽孔(103)，再起爆二级掏槽孔(104)和上挑孔(102)，然后逐步起爆辅助孔(107)、周边孔(105)和底板孔(106)，辅助孔(107)的起爆延迟设置为15～30ms，辅助孔(107)与周边孔(105)的起爆延迟为20～40ms，周边孔(105)和底板孔(106)的起爆延迟为10～30ms。
5.一种超硬岩隧道精控爆破组合掏槽的布孔结构，使用权利要求1至4任一项所述的超硬岩隧道精控爆破组合掏槽方法进行布孔，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的超硬岩隧道精控爆破组...
【专利技术属性】
技术研发人员：王立川，冯冀蒙，李庚许，李顺波，张俊儒，张学民，董晓辉，李庆斌，郭斌，张海波，
申请(专利权)人：中铁十八局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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