软弱围岩大断面隧道掘进爆破方案优化

为解决软弱围岩大断面隧道爆破开挖引起的围岩损伤大、超欠挖严重等问题,对东天山特长隧道工程原爆破方案进行了优化研究,调整隧道开挖方法和爆破循环进尺,优化周边孔爆破参数、装药结构、起爆顺序及起爆网路等。结果表明：采用优化后的爆破方案进行开挖,抑制了掌子面“鼓肚”与拱腰围岩“台阶化”的现象,掌子面与底面平整;能够有效控制超欠挖,平均线性超欠挖小于250 mm;距掌子面25 m的测点最大振速为0.643 cm/s,符合爆破安全规程的有关规定。研究结果可对类似工程有一定的借鉴意义。     

戴峪岭隧道Ⅱ级围岩光面爆破技术探讨

结合工程实际介绍了戴峪岭隧道掘进在采用光面爆破技术过程中,通过分析优化周边眼间距、最小抵抗线、炮眼密集系数、不耦合系数、装药集中度q、装药结构及起爆方式等爆破参数,得出了适合本隧道围岩的掏槽方式和钻爆参数.通过采用新的爆破参数,取得了光爆后的岩石表面按设计轮廓线成型、表面较平顺、超欠挖很小的理想效果.     

空气间隔装药技术周边孔间距对爆破效果的研究

隧道掘进中,控制围岩的超欠挖,即控制光面爆破效果是决定隧道掘进成败的主要考量指标.隧道掘进控制光面爆破效果的参数有周边孔间距、装药量、装药结构等,其中周边孔间距是保证光面爆破质量的最重要参数.通过理论分析LS-DYNA数值模拟平台,建立空气间隔装药双孔爆破模型,计算了周边孔间距在30 cm、40 cm、50 cm和60...     

双层周边孔护壁爆破在软弱破碎围岩的应用研究

软弱破碎围岩在传统光面爆破施工中,容易出现超欠挖量难以控制、围岩损伤程度严重、半孔保存率低等一系列问题.以贵州小白岩隧道爆破施工为工程背景,研究了双层周边孔护壁爆破设计在软弱破碎围岩爆破工程中的应用.研究从分析超欠挖现象的形成原因出发,在周边孔炮孔布置、装药结构以及爆破顺序等方面进行了优化,将最外层的辅助孔装药结构调整...     

苏州渔洋山隧道首次试爆

<正>2014年6月20日下午,随着渔洋山隧道进口暗洞两声沉闷的爆炸声,渔洋山隧道首次试爆成功。此前,渔洋山隧道已完成明挖段的建设,并打起隧道护拱,此次试爆的是隧道的暗挖段,爆破面积约28m²,爆破深度约为1m,共设30个炮孔,分4段起爆。本次控制爆破使用非电毫秒雷管,并采用多段式延时爆破技术,距最近保护建(构)筑物的爆破振速为0.12,爆破深度约为1m,共设30个炮孔,分4段起爆。本次控制爆破使用非电毫秒雷管,并采用多段式延时爆破技术,距最近保护建(构)筑物的爆破振速为0.1⁰.5cm/s,不影响周边建筑物。这次试爆成功,标志着苏州市最长的山体隧道工程正式     

隧洞底板开挖光面爆破实验

为了解决乌干达卡鲁玛尾水隧洞底板开挖的石方超挖问题,在底板开挖的初始阶段,进行了一系列光面爆破装药结构改进技术实验,通过调整底板光爆孔孔距、抵抗线、线装药密度,最终确定了合理的底板开挖光面爆破参数:孔距61.8cm,最小抵抗线60cm,装药间隔61.3cm,线装药密度160.4g/m。实验结果表明:光面爆破装药结构改进技术同样适用于隧洞底板开挖,底板光爆孔内按一定间距分布的炸药卷和导爆索在处于自由状态的情况下,仍然能够正常起爆。在卡鲁玛尾水隧洞底板开挖的光面爆破施工中,底板开挖半孔率达90%以上,底板总平均超挖16.67cm,大大减少了石方超挖量,节省了大量回填混凝土,有效降低了开挖成本。     

隧洞底板开挖光面爆破实验

为了解决乌干达卡鲁玛尾水隧洞底板开挖的石方超挖问题,在底板开挖的初始阶段,进行了一系列光面爆破装药结构改进技术实验,通过调整底板光爆孔孔距、抵抗线、线装药密度,最终确定了合理的底板开挖光面爆破参数:孔距61.8cm,最小抵抗线60cm,装药间隔61.3cm,线装药密度160.4g/m。实验结果表明:光面爆破装药结构改进技术同样适用于隧洞底板开挖,底板光爆孔内按一定间距分布的炸药卷和导爆索在处于自由状态的情况下,仍然能够正常起爆。在卡鲁玛尾水隧洞底板开挖的光面爆破施工中,底板开挖半孔率达90%以上,底板总平均超挖16.67cm,大大减少了石方超挖量,节省了大量回填混凝土,有效降低了开挖成本。     

硬梁包水电站地下厂房顶拱开挖光面爆破试验

为了解决硬梁包水电站地下厂房中导洞顶拱开挖光面爆破效果差、半孔率低、平整度不好的问题,通过查找原爆破方案及钻爆作业过程中存在的问题,分析原方案光爆效果差的原因,提出了相应的改进思路;通过一系列光面爆破试验,确定了合理的光爆参数：周边孔间距45 cm、周边孔抵抗线55～60 cm、孔内装药间隔62.5～66.0 cm、线装药密度120～135 g/m,同时为整个地下厂房开挖初步确定了可供参考的光爆参数。试验结果表明：对于较完整的Ⅲ类以上围岩,只要选择合理的光面爆破参数,精细化钻孔爆破作业,光面爆破半孔率均能达到90%以上,平均径向超挖值均能控制在规范要求范围内。     

基于C型聚能管的聚能水压光面爆破技术原理及应用

针对常规光面爆破存在的问题,依托栾卢高速公路碾盘隧道现场施工,详细分析了聚能水压光面爆破技术原理,阐述了第二代C型聚能管的结构特点、技术优势、装置组装流程及装药结构,并开展了聚能水压光面爆破技术现场试验研究。理论分析证明:在空气-水复合介质作用下,聚能水压爆破冲击波到达孔壁时的应力较常规光面爆破时增大,围岩振速降低。侵入岩体后,成缝过程可分为聚能射流切缝阶段、岩体压碎阶段、裂缝发育阶段、裂缝扩展阶段、最终成缝阶段。现场试验及工程应用表明:与常规光面爆破相比,采用聚能水压光面爆破技术时,周边眼间距增大,炮孔利用率提高约16.69%,半眼痕率增加约40.47%,最大超挖降低约49.88%,围岩平均峰值合振速降低约48.96%,有效保护了围岩稳定性,且爆破效果得到显著改善。     

新建隧道爆破对下部近接运营高铁隧道影响分析

以赣深高铁一级风险隧道——伯公坳1号隧道为背景,研究新建隧道爆破施工时,近接既有隧道衬砌结构的动力响应。采用Ansys/Ls-dyna有限元软件建立试验段数值模型,将现场实测振速与模型计算振速作对比,反演围岩介质参数,验证了数值模拟的可靠性。以试验段参数为基础,进一步构建了两隧道交叉段的数值模型,由此分析交叉段既有隧道衬砌结构的振动衰减规律,提出交叉点处最不利工况的减振措施。研究结果表明：既有隧道拱顶振速最大,底板振速最小;交叉点前后方30 m范围内,拱顶振速约为迎爆侧边墙振速的2.0～2.3倍,1.6 cm/s的控制振速是针对既有隧道全断面而言的,因此其边墙部位的监测预警值应取为0.8 cm/s;掏槽孔反向起爆时,大部分的爆炸能量向未开挖区域传递,所以既有隧道对应于新建隧道已开挖区域的振速衰减速率比未开挖区域的要大;试验段的爆破方案不再适用于交叉影响段,在将进尺缩短至1.0 m,掏槽孔药量减小至9.86 kg后,能够在兼顾工效和爆破影响的前提下,将既有隧道二衬振速控制在安全标准以内。     

连拱隧道控制爆破施工技术及其数值模拟

为了顺利完成百楼1#隧道与连接桂黔两省的红水河特大桥精确对接和控制隧道开挖工程的超欠挖现象,针对隧道穿越地层存在岩体较破碎、滑坡、不稳定斜坡、岩体裂隙较为发育,地形地貌变化较大的复杂情况,设计了1.2 m小尺寸中隔墙连拱隧道施工方案,但国家相关标准规定中墙厚度不宜小于1.4 m。采用Ansys workbench对隧道工况进行静力学分析,对比分析了厚度1.2 m与厚度1.4 m中墙的隧道变形及应力分布,分析结果:1.2、1.4 m中墙结构的变形分别为2.241 6、2.241 08 mm,位移变形部位集中在中墙顶部位置;厚度1.2、1.4 m中墙的隧道边墙结构点最大主应力分别为18.568、18.343 MPa。其结果说明了1.2 m中隔墙结构的变形及最大应力分布均在较为安全的范围内,1.2 m中墙厚度较为可行。采用Ansys ls-dyna对主洞光面爆破作业过程进行了数值模拟,分析了不同装药条件下的光面爆破效果,根据数值模拟结果,优化了爆破参数、装药结构,有效地控制了超、欠挖现象,达到了较好的爆破效果。利用连拱隧道静力学分析模型的模拟结果指导现场施工,确保隧道安全开挖,完成连拱隧道与红水河特大桥精确对接和满足安全运营要求的成功经验,可为同类工程提供参考。     

裂隙围岩隧道爆破开挖断面轮廓控制研究与应用

为解决裂隙围岩隧道爆破掘进施工过程中断面轮廓控制不足、超欠挖严重的问题，以某隧道为例，通过分析掌子面爆破开挖过程中导致轮廓控制不足的主要因素，对炮孔装药结构、装药密度和光爆层厚度等进行了优化。现场爆破效果表明：采用优化后的爆破参数进行开挖，可有效控制爆破开挖断面轮廓，抑制拱顶岩体大面积离层，避免掌子面底部“根底”现象；隧道平均线性超挖量大幅降低80%,平均炮孔利用率提高至93.2%,有效降低了裂隙围岩隧道爆破开挖对围岩的损伤，改善了爆破效果。     

周边空孔效应对爆破振速及围岩损伤的影响研究

基于光面爆破施工方法,设计了甘肃北山坑探设施项目光面爆破施工的爆破参数,研究了周边孔在空孔间隔情况下的炮眼布置方案。进而,从爆破原理出发,对装药孔与空孔之间的相互爆破作用进行了分析计算,认为在应力集中区与破裂区相互重合状态下的空孔间距是最适宜的间距,通过计算获得其间距值约为30 cm。进一步的实施了在空孔间隔布设周边孔情况下的光面爆破试验,根据爆破后的炮孔利用率及半孔率,发现在采用空孔间隔的左帮位置处,光面爆破效果良好,验证了通过上述方法计算得到的空孔间距是合理的。同时,对爆破过程中和爆破后分别实施了爆破振动监测及围岩损伤测试,爆破振动测试结果显示:空孔间隔侧的最大振速(12 cm/s)小于普通药包侧的最大振速(20 cm/s)。围岩损伤测试结果表明:空孔间隔装药处爆破导致的围岩损伤范围(22 cm)也较普通药包处小(27 cm)。需指出的是,钻爆施工涵盖多种不同的爆破参数,影响因素众多,该文爆破试验获取的爆破数据仅仅是对周边孔布设空孔时产生空孔效应的初步探索,该研究可对后续工程开挖提供相应的试验数据与理论支撑,其对于深部地下工程的爆破开挖及高放废物的深地质处置,有一定的理论指导意义。     

光面爆破在广州地铁隧道21号线中的应用

光面爆破是控制围岩超、欠挖和损伤并且实现安全高效施工的关键技术。以广州地铁21号线为工程背景,总结分析原常规爆破方案的主要问题,开展多次现场光面爆破试验,不断优化爆破参数,进而提出了适合于广州地铁隧道Ⅱ～Ⅲ级围岩全断面掘进的光面爆破方案。应用表明,光面爆破技术可有效地控制围岩超、欠挖及爆破损伤,不平整度控制在10 cm以内,爆破损伤深度控制在25 cm以内;开挖轮廓光滑平顺,有利于围岩稳定;实现了地铁隧道安全、高效的钻爆法施工,并取得了良好的社会和经济效益。     

微量装药软岩光面爆破技术

在乌干达卡鲁玛尾水隧洞8~#支洞进口段软质岩隧洞开挖中,为了使软质岩隧洞形成平整、规则的开挖轮廓,提出并采用了微量装药软岩光面爆破技术:将导爆索作为炸药单独使用,孔底装入少量加强装药,同时将外圈崩落孔按软岩光面爆破设计,形成双层光面爆破。试验结果及实际应用表明:在软质岩隧洞开挖中采用这种光爆技术能取得较为满意的光爆效果,有效减少超挖,降低成本。介绍了该技术的试验情况、装药结构、设计方法,并根据爆破试验情况提出了微量装药软岩光面爆破参数。     

粉砂质页岩段隧道光面爆破周边孔间距试验研究

为控制粉砂质页岩段隧道爆破开挖超挖过大,以渝湘复线巴彭路高速公路项目武隆隧道右线进口粉砂质页岩段为研究对象进行光面爆破试验。采用三维激光扫描仪扫描检测爆破超欠挖并评估爆破效果,通过现场试验研究了孔间距为35、40、45、55、60 cm,设计开挖轮廓线内缩5、8、10 cm条件下的爆破效果。结果表明：周边孔间距为55 cm,开挖轮廓线向内收缩8 cm,能够有效控制超欠挖,平均线性超挖小于150 mm。研究结果可对类似工程有一定的借鉴意义。     

白竹山隧道爆破超挖原因分析与控制研究

为探明雷榕高速公路白竹山隧道爆破超挖严重的根本原因,对现场爆破参数进行了数据采集,采用炮孔角度测量装置对周边孔钻孔角度进行了精确测量,理论计算了空气不耦合装药条件下粉碎区半径及裂隙区半径,分析了周边孔布设参数对隧道爆破超挖的影响规律。研究表明：周边孔孔口位置对其孔底分布位置影响较大,周边孔的外斜角度过大是造成白竹山隧道爆破超挖严重的主要原因;不耦合装药系数为1.30时,2号岩石乳化炸药在板岩中爆破形成的粉碎区半径为2.02 cm,裂隙区半径为78.93 cm;白竹山隧道爆破降低超挖量的核心是严格控制周边孔的外斜角度,将周边孔孔口布设在距离设计轮廓线内15 cm位置,以≤3°的斜率向断面外倾斜,能够将超挖厚度控制在15 cm以内,爆破效果较好。     

空气间隔装药光面爆破技术探讨

隧道掘进传统周边孔装药结构,采用导爆索加分段装药结构形式,介绍了一种新的爆破技术--周边孔空气间隔装药光面爆破技术.实际应用表明,谈技术简单实用,既保证了光面爆破的效果,又极大地降低爆破施工的成本,带来的经济效益非常地可观,有极大地推广应用价值.     

白鹤滩特高拱坝坝肩柱状节理玄武岩开挖爆破试验研究

柱状节理玄武岩具有表面易破碎、易松弛等性状特点,作为300 m级高拱坝坝肩基岩世界罕见。柱状节理玄武岩基岩面岩体施工处理,经常出现边坡预裂面破坏,预裂面超欠挖严重、预裂面半孔率低、岩体扰动等问题。为解决破碎岩体边坡开挖的稳定,减少预裂爆破对建基面稳定的危害,根据白鹤滩水电站左岸坝肩柱状节理玄武岩物理及力学特性,通过预裂爆破与光面爆破对比试验,以确定爆破类型;并优化预裂爆破装药线密度、孔排距等参数。结果表明：预裂爆破综合效果优于光面爆破。通过在爆前、爆后布置物探监测仪器对周围岩体损伤进行监测,得出预裂爆破孔0.6 m的间距及线密度240 g/m装药参数,对柱状节理玄武岩实现基岩面扰动最小,达到最佳爆破效果。为强卸荷岩体高拱坝基础开挖提供了理论和实践借鉴。     

护壁管光爆技术在铁路隧道中的应用

在铁路隧道破碎围岩段施工中,传统光面爆破技术在爆破后常出现超欠挖现象,光爆效果难以保证。为研究铁路隧道破碎岩层段如何提升光爆效果,该文以新建福厦铁路项目太城隧道和杨梅山隧道为施工实例,深入对比了传统光爆技术与护壁管光爆技术的优劣性,优化起爆网路,避免网路被破坏而出现盲炮,同时在掌子面周边炮孔内的保留岩体侧增加一层护壁管,可有效保证起爆效果,并减少对保留岩体的损伤,光爆效果提升明显。该施工技术的研究和应用,可为光面爆破技术在类似铁路隧道工程中的应用提供一定参考价值。