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...     

聚能爆破在隧道开挖成型控制中的仿真试验研究

为了提高水平岩层隧道光面爆破效果,减少隧道爆破开挖超欠挖量,提高施工速度和减少工程投资,以段家坪隧道为例,采用数值模拟和现场试验对聚能爆破在隧道开挖成型控制中的作用进行研究。数值模拟结果表明,聚能结构一侧上的围岩节点振动速度和单元应力均大于非聚能结构一侧。现场聚能爆破试验表明,周边眼聚能装药结构能够更好地控制水平砂泥岩地层隧道爆破成型,大部分超挖量控制在15 cm以内,最大超挖量减少了78.9%。     

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。     

隧道拱部穿越页岩爆破开挖方法及参数试验研究

隧道拱部穿越页岩存在上软下硬的围岩分布特征,爆破开挖拱部常发生大体积岩体掉块、塌落的问题。依托海螺峪隧道工程,应用爆破开挖试验和数值模拟的方法,分析拱部页岩的破坏特征,提出了上软下硬岩体隧道上台阶CD(center diaphragm)开挖方法。并优化了光爆层炮孔及装药参数、掏槽布孔形式和减小最大单孔装药量等措施。对比分析隧道开挖的围岩破坏特征、超挖大小和围岩变形结果,采用优化的爆破开挖方案围岩轮廓成型的质量更好。结果表明：隧道拱部穿越页岩的爆破开挖,拱顶页岩沿结构面易发生自下而上的逐层脱离破坏,拱肩至拱腰页岩沿结构面易发生张裂破坏。采用上台阶CD开挖方法有利于减小一次开挖面积和约束拱顶页岩分离,采用优化的爆破参数可减小围岩损伤,爆后轮廓不规则边长由0.9 m减小为0.4 m。优化后毛洞的最大线性超挖和平均超挖面积大大减小。表现为：最大线性超挖拱顶由100.2 cm减小为28.6 cm、拱肩由50.1 cm减小为20.1 cm,断面平均超挖面积减小约48.2%;优化后围岩累计变形减小,左、右导洞拱顶最大沉降分别减小47.8%和34.9%,拱腰水平收敛值减小33.3%;下台阶开挖对上台阶...     

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。     

基于HJC损伤本构模型的灰岩隧道光面爆破数值模拟及工程验证

为解决六枝至安龙高速公路隧道爆破施工中光面爆破效果不良的问题,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件开展了径向不耦合装药系数及周边眼间距的多工况计算;进而基于不同爆破参数条件下的围岩损伤特征分析,优化得到了合适的爆破参数:径向不耦合系数1.25,炮孔间距为55 cm。进一步开展了隧道周边眼整体模型的数值计算,获取了优化参数条件下的隧道爆破成型预测效果。将优化的爆破参数应用于现场爆破后发现,隧道轮廓线平整,形成的隧道开挖轮廓线与设计轮廓线基本吻合,应用效果良好。     

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。     

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。     

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。     

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.     

钻爆法施工隧道超欠挖控制研究

为保证隧道爆破掘进成型质量、控制超欠挖和降低施工成本,从爆破技术、控制措施和施工管理等方面入手,通过优化爆破设计、完善施工工艺和落实管控措施,改善了爆破效果、有效控制了隧道掘进超欠挖现象。以月直山隧道施工工程为背景,根据隧道围岩构造与岩石性质,在全面分析造成隧道超欠挖的关键因素与主要环节的基础上,采取精准爆破技术和综合管控措施,进一步改善了隧道成型质量,降低了平均线性超欠挖,提高了施工进度和经济效益。     

侧穿高压铁塔陡斜平曲线隧道光面控爆技术

为解决近接建筑物条件下隧道光面控爆技术问题,以地铁隧道工程为依托,采用理论分析、工程类比与现场实测研究手段,探究了近距离侧穿高压铁塔平曲线陡斜直墙圆弧拱形施工通道光面控爆技术,自主建立了确定拱圈上仰角与边墙偏转角通用理论公式。结果表明：采取周边孔组合布孔,周边长孔采用不耦合间隔装药结构,短孔采用不耦合孔底微量装药结构,实现了隧道超欠挖有效控制;单段最大装药量合理确定,是实现爆破振速有效控制的关键因素;综合采用延时爆破技术与多隔段爆破控振技术,有效避免了相邻段别炮孔爆破振速峰值“叠加效应”;底板孔采用分段起爆,有效降低了岩石夹制作用,提高了爆破效果,实现了设计振速与超欠挖“双控”目的,振速实测范围0.442～0.933 cm/s,拱部最大超挖量为0.065 m,边墙最大超挖量为0.119 m,扭亏48万元;循环进尺1 m/d提升到2.5 m/d,满足了“安全、高效、经济”施工要求。     

钻爆法施工隧道超欠挖控制研究

为保证隧道爆破掘进成型质量、控制超欠挖和降低施工成本,从爆破技术、控制措施和施工管理等方面入手,通过优化爆破设计、完善施工工艺和落实管控措施,改善了爆破效果、有效控制了隧道掘进超欠挖现象.以月直山隧道施工工程为背景,根据隧道围岩构造与岩石性质,在全面分析造成隧道超欠挖的关键因素与主要环节的基础上,采取精准爆破技术和综合...     

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...     

大岩隧道灰岩光面爆破施工技术

光面爆破是一项有效控制岩体开挖轮廓,减少超挖欠挖的爆破技术。与传统洞式爆破相比,光面爆破的爆破方式通过对隧道掘进面的科学布孔和爆破,降低围岩的扰动,减少超欠挖量、炸药量和支护混凝土用量,爆破后岩面平整,岩碴块小且均匀,利于装运出碴,节约工程成本。     

聚能管爆破参数对周边爆破效果的影响

在巷道施工过程中，周边爆破是非常重要的环节，使用聚能管爆破来提升周边爆破的效果是一种常见的方式。但是聚能管爆破的诸多参数设置不合理，仍然会使得周边爆破的定向破坏效果不明显，轮廓线受破坏较大，炮孔留存度低和超欠挖的现象。为了进一步提高爆破损伤的方向性，改善爆破质量，需要对聚能爆破的参数进行优化，达到更好的施工效果。使用ANSYS/LSDYNA进行数值模拟实验，从炸药-聚能管耦合性与不同的应力波相遇位置这两个方面进行研究，寻找相对应的合理爆破参数。对数值模拟结果进行分析，当炸药与聚能管之间的不耦合系数为1.12时可以在保护围岩岩体与定向破坏之间取得平衡。改变相邻两组炸药的起爆位置，使得同一水平面上的爆炸引力波相遇位置偏移至两炮孔之间3/4的位置时，轮廓线的完整程度得到了较大程度的提高。通过这一系列结果可以得出在聚能管与药卷之间采用不耦合结构，根据聚能管大小采用合适的药卷，并通过改变炸药的起爆位置使得炮孔之间的应力波相遇的位置发生改变，可以较大幅度地降低对留存岩体的损害。对这两个研究较少的参数进行优化，从更广的角度对爆破效果进行提高，使隧道巷道工程获得更好的轮廓线效果与炮孔完整度，降低超欠挖...     

武隆小净距隧道掘进控制爆破技术

针对武隆隧道小净距段爆破施工必须严格控制爆破地震效应的特点,提出了可行的爆破开挖方案,并根据爆破地震效应的实测研究结果分别给出了隧道净距为7~12 m和4~7 m 2种工况的爆破参数和设计图表。所提出的掘进控制爆破技术在施工中的应用表明,爆破方案和爆破参数设计合理,爆破开挖未产生过大的超挖和围岩扰动,有效地保证了隧道围岩的稳定。隧道净距为7~12 m和4~7 m时的振动监测表明,临近后洞掌子面的前洞边墙最大振动速度为16.75 cm/s和12.07 cm/s,满足爆破安全规程的振动控制标准。     

大断面地下洞室爆破成形控制关键技术研究

爆破开挖成形控制是大断面地下洞室开挖施工中的一项关键技术,开挖成形控制得好,既能降低后续施工的成本,又能提高工程的安全。三峡地下电站主厂房工程在积累了鲁布革电站、水布垭电站、龙滩电站、小湾电站等十多个大型地下厂房施工经验的基础上,重点对造孔设备选型、造孔精度控制及爆破参数制定等方面进行研究和分析,并通过工艺改进及采取一系列先进施工技术,取得了顶拱平均超挖8.5cm、边墙平均超挖小于9cm、岩锚梁平均超挖小于6cm的成果,远远低于规范所要求的超挖小于20cm的标准;并且开挖平整度小于9cm,爆破半孔率达到了95%以上,工程质量优良。在爆破成形质量控制方面较以往工程有了突破性的进展,具有较高的应用及参考价值。文章将对一些主要控制手段及方法予以分析总结,为类似工程提供借鉴与参考。     

大断面地下洞室爆破成形控制关键技术研究

爆破开挖成形控制是大断面地下洞室开挖施工中的一项关键技术,开挖成形控制得好,既能降低后续施工的成本,又能提高工程的安全。三峡地下电站主厂房工程在积累了鲁布革电站、水布垭电站、龙滩电站、小湾电站等十多个大型地下厂房施工经验的基础上,重点对造孔设备选型、造孔精度控制及爆破参数制定等方面进行研究和分析,并通过工艺改进及采取一系列先进施工技术,取得了顶拱平均超挖8.5cm、边墙平均超挖小于9cm、岩锚梁平均超挖小于6cm的成果,远远低于规范所要求的超挖小于20cm的标准;并且开挖平整度小于9cm,爆破半孔率达到了95%以上,工程质量优良。在爆破成形质量控制方面较以往工程有了突破性的进展,具有较高的应用及参考价值。文章将对一些主要控制手段及方法予以分析总结,为类似工程提供借鉴与参考。     

基于光面爆破原理的隧道中心沟槽爆破方法

为了解决隧道中心沟槽爆破中往往存在超挖量大、开挖成型质量差等问题,以国家“十三五”重点工程——赣深高铁龙南隧道为工程背景,针对隧道中心沟槽爆破开挖存在的问题,在参考现有沟槽爆破设计的基础上,提出一种基于光面爆破原理的隧道中心沟槽爆破方法。并采用数值模拟与现场试验手段对其进行检验验证。研究结果表明,采用提出的隧道中心沟槽爆破方法,沟槽爆破开挖宽度方向总超挖量减少了60 cm左右,炸药单耗由之前的1.03 kg/m³降低到0.76 kg/m³,沟槽总体成型质量较好,取得了良好的应用效果。