【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隧道爆破，具体涉及一种城市敏感区域软弱围岩高效隧道掘进爆破方法。
技术介绍
1、近年来，我国城市地铁隧道建设迅猛发展，但在施工过程中也遇到了诸多问题。城市地铁隧道周边环境十分复杂，经常会遇到沿线建筑物密集、距离隧道近、结构老旧等情况，地铁隧道的开挖容易造成对周围建筑物地基的扰动，进而导致建筑物结构破坏、地面沉降不均匀等，对施工安全造成很大的影响。尤其是采用爆破开挖施工的隧道工程，其衬砌、围岩和邻近建(构)筑物必然会受到爆破有害效应的影响。
2、根据以上描述，目前在城市敏感区复杂地质条件下开展地铁隧道钻爆法施工存在着如下问题：(1)受限制于城市敏感区域的制约，爆破振速控制极其严格，对爆破单响药量和爆破施工方案要求十分严格，现有施工手段常常采用逐孔起爆方式进行施工，导致软弱围岩条件光面爆破效果不佳，局部超欠挖显著；(2)在大型城市中对爆破建造环境安全要求严格，导爆索来源和使用受限，造成分段装药结构难以在实际施工中使用，周边孔药量主要较少且集中于孔底处。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种城市敏感区域软弱围岩高效隧道掘进爆破方法，解决现有技术中软弱围岩条件光面爆破效果不佳，局部超欠挖显著的问题以及导爆索来源和使用受限，造成分段装药结构难以在实际施工中使用，周边孔药量主要较少且集中于孔底处的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种城市敏感区域软弱围岩高效隧道掘进爆破方法，具体步骤包括：
3、s1：采用组合式楔
4、s2：根据现场试爆试验得到城市敏感区域下不同类型炮孔最大同时起爆数量；
5、s3：针对不同类型炮孔计算出合理的延期时间间隔；
6、s4：利用聚能管罩相结合装药装置对周边孔分段装药。
7、优选的，所述步骤s1包括在掏槽区域中心处铺设一排大直径空孔，其直径d范围在7-10cm，且布置在掏槽孔连线中间区域。
8、优选的，所述大直径空孔的孔间孔距h范围为空孔直径d的2-5倍。
9、优选的，所述掏槽孔的角度依次为θ、θ+φ、θ+2φ……，所述θ的范围为50°<θ<60°，所述φ的范围为5°<φ<12°。
10、优选的，所述一级掏槽孔h的范围为空孔直径的22-25倍。
11、优选的，所述不同类型炮孔的单段药量确定方法如下：
12、首先需要在现场开展逐孔起爆试验，并在地表布置振动监测线，通过拟合不同测点的峰值振速，求出中k，a值(其中：x为测点到掌子面的水平距离，y为测点到掌子面的垂向距离)，然后根据该公式计算出掏槽孔最大单段药量，进而确定其余不同类型炮孔单段药量和起爆数量，考虑到先爆孔提供的自由面效应和孔装药密集系数的作用，继续开展现场爆破振动试爆破试验，提取质点振动特性和破岩效果来获得掏槽炮孔的单段最大药量，继续开展现场监测试验，调整辅助孔、底板孔和周边孔的单段最大药量，对比不同类型炮孔的峰值振速和爆破主频值来确定后续辅助孔和底板孔单响最大药量mq掏和后续周边孔的单响起爆药量nq掏。
13、优选的，所述s3具体步骤包括根据错峰减振公式
14、计算得出掏槽孔、辅助孔和底板孔合理延期时间间隔；
15、根据计算得出周边孔延期时间。
16、优选的，所述t和δt具体确定步骤包括首先开展现场试爆试验，获得地表多个监测点地震波的固有主频f，进而求出测点爆破地震波的平均t值和确定δt的取值范围，在合理δt范围内设置试验组，并继续开展现场爆破监测试验得到与现场围岩特性相符合的延期时间δt。
17、优选的，所述步骤s4包括在炮孔轴向加入聚能管来形成聚能炸药，并在此基础上通过在炮孔径向上加入聚能管和隔震材料来改变径向上爆破能量的作用范围。
18、优选的，所述聚能管罩相结合的装药装置包括横向上的聚能管和隔震材料，径向上的聚能罩，同时还有固定聚能管罩的隔板。
19、由上述技术方案可知，本专利技术具有如下有益效果：
20、该城市敏感区域软弱围岩高效隧道掘进爆破方法，通过采用组合式楔形掏槽形式优化掏槽爆破方式，根据现场试爆试验得到城市敏感区域下不同类型最大同时起爆数量，针对不同类型炮孔计算出合理的延期时间间隔，利用聚能管罩相结合装药装置对周边孔分段装药，可应用于城市闹市区节理发育的围岩条件地铁隧道钻爆法施工中，在有效控制爆破振速的同时，保证光面爆破破岩效果不会对施工进度造成影响，减少了施工成本和提高了施工效率，聚能管罩结构不仅集成当前市面上聚能管的特性；还灵活取代了导爆索在地下工程钻爆法施工中的应用，提升爆破施工过程的安全性，隧道掘进爆破方法和周边孔装药结构所需装置制作简单、灵活性和适用性强、可推广应用于城市敏感区域复杂地质条件下大断面地铁隧道钻爆法施工中，具有有效性和广泛性，解决了现有施工手段常常采用逐孔起爆方式进行施工，导致软弱围岩条件光面爆破效果不佳，局部超欠挖显著的问题及导爆索来源和使用受限，造成分段装药结构难以在实际施工中使用，周边孔药量主要较少且集中于孔底处的问题。
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1.一种城市敏感区域软弱围岩高效隧道掘进爆破方法，其特征在于，具体步骤包括：
2.根据权利要求1所述的一种城市敏感区域软弱围岩高效隧道掘进爆破方法，其特征在于：所述步骤S1包括在掏槽区域中心处铺设一排大直径空孔，其直径d范围在7-10cm，且布置在掏槽孔连线中间区域。
3.根据权利要求2所述的一种城市敏感区域软弱围岩高效隧道掘进爆破方法，其特征在于，所述大直径空孔的孔间孔距h范围为空孔直径d的2-5倍。
4.根据权利要求1所述的一种城市敏感区域软弱围岩高效隧道掘进爆破方法，其特征在于：所述掏槽孔的角度依次为θ、θ+Φ、θ+2Φ……，所述θ的范围为50°<θ<60°，所述Φ的范围为5°<Φ<12°。
5.根据权利要求1所述的一种城市敏感区域软弱围岩高效隧道掘进爆破方法，其特征在于：所述一级掏槽孔H的范围为空孔直径的22-25倍。
6.根据权利要求1所述的一种城市敏感区域软弱围岩高效隧道掘进爆破方法，其特征在于：所述不同类型炮孔的单段药量确定方法如下：
7.根据权利要求1所述的一种城市敏感
8.根据权利要求7所述的一种城市敏感区域软弱围岩高效隧道掘进爆破方法，其特征在于：所述T和Δt具体确定步骤包括首先开展现场试爆试验，获得地表多个监测点地震波的固有主频f，进而求出测点爆破地震波的平均T值和确定Δt的取值范围，在合理Δt范围内设置试验组，并继续开展现场爆破监测试验得到与现场围岩特性相符合的延期时间Δt。
9.根据权利要求1所述的一种城市敏感区域软弱围岩高效隧道掘进爆破方法，其特征在于：所述步骤S4包括在炮孔轴向加入聚能管来形成聚能炸药，并在此基础上通过在炮孔径向上加入聚能管和隔震材料来改变径向上爆破能量的作用范围。
10.根据权利要求1所述的一种城市敏感区域软弱围岩高效隧道掘进爆破方法，其特征在于：所述聚能管罩相结合的装药装置包括横向上的聚能管和隔震材料，径向上的聚能罩，同时还有固定聚能管罩的隔板。
...【技术特征摘要】
1.一种城市敏感区域软弱围岩高效隧道掘进爆破方法，其特征在于，具体步骤包括：
2.根据权利要求1所述的一种城市敏感区域软弱围岩高效隧道掘进爆破方法，其特征在于：所述步骤s1包括在掏槽区域中心处铺设一排大直径空孔，其直径d范围在7-10cm，且布置在掏槽孔连线中间区域。
3.根据权利要求2所述的一种城市敏感区域软弱围岩高效隧道掘进爆破方法，其特征在于，所述大直径空孔的孔间孔距h范围为空孔直径d的2-5倍。
4.根据权利要求1所述的一种城市敏感区域软弱围岩高效隧道掘进爆破方法，其特征在于：所述掏槽孔的角度依次为θ、θ+φ、θ+2φ……，所述θ的范围为50°<θ<60°，所述φ的范围为5°<φ<12°。
5.根据权利要求1所述的一种城市敏感区域软弱围岩高效隧道掘进爆破方法，其特征在于：所述一级掏槽孔h的范围为空孔直径的22-25倍。
6.根据权利要求1所述的一种城市敏感区域软弱围岩高效隧道掘进爆破方法，其特征在于：所述不同类型炮孔的单段药量确定方法如下...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐华生，朱振业，张小军，吕奔，朱达，高文学，李卓，王好明，王勇，陈光，林先明，姜宝，陈刚，吴思远，王建文，程王勉，许鹏，
申请(专利权)人：中铁四局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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