摘要:隧道爆破施工主要以爆破、打孔的程序为主,并且配置相应的设备将爆炸产生的碎渣运出隧道,这是对隧道进行施工的重要过程,其操作的质量如何对围岩的可靠性以及后期是否能够顺利展开后续流程有着重要的影响,是隧道工程施工过程中非常关键的一个组成部分,本文重点对隧道工程控制爆破技术进行探讨和研究,以供参考。
关键词:隧道工程;爆破技术;应用
1隧道项目爆破的主要特征
1.1由于通风、光照、潮湿、环境渗水等诸多影响,隧道施工难度较大,另外在隧道当中往往会受到噪音、灰尘等因素的干扰会造成爆破的难度进一步增加,所以一定要通过合理的措施,进行爆破,保证爆破过程的安全性和合理性。
1.2爆破的临空面较小,而且会消耗大量的资源。而且岩石的夹制具有较大的影响,不能将爆炸的效果充分的发挥出来,在钻孔爆破水平方面具有较高的要求,一定要准确的对隧道进行布局,使之符合精度的需求。另外在爆炸出现之后,一定要保证隧道的断面符合相关的设计要求,不能出现太大的超挖量,在爆破的时候需要防止爆破出现的碎石到处乱飞,造成导管、水管、风管等的破坏,一定要保证爆破岩石体的均匀性,可以很好的装车运出隧道。
1.3通常条件下,隧道的断面比较大,而且使用时间比较长,成本相对较为昂贵,另外在维护保养的过程中,往往需要中断隧道的使用,在经营的过程中是十分不利的,因此在施工的过程中,一定要确保项目的质量,根据相关的工作原理,保证隧道的日常运行,对围岩承载力进行有效的使用,在施工的过程中,还需要尽量控制爆破对围岩的影响,确保围岩的整体性。
1.4在制定隧道工程爆破计划以及选用一些施工机械设备的过程中,一定要重点分析隧道所处的山体部位以及施工断面的大小,与此同时,一定要注意围岩框架强度的情况、耐风化的水平高低以及隧道的跨度松动程度、初始点的应力方向等诸多数据,这些都会严重影响隧道的爆破质量。
2隧道开挖中控制爆破施工技术
2.1等离子爆破技术
火药类型的爆破较为传统,通过火药类的爆破技术进行爆破,会对周边的环境产生直接影响,在这种条件下,等离子爆破技术逐步开始应用应用于隧道爆破。这种技术不会对周边的环境产生较大的影响及工作原理主要是通过使用电能来进行爆破,通过电能对化学能进行替代,直接在岩石上出现爆破作用力,具体进行分析,主要是将大量的能量在蓄能电容器当中存储,接着通过遥控器将电路触发,通过一些复杂的环节,保证大电流开关装置的闭合以及开启,让既定的目标得以实现。
2.2微差爆破施工技术
先进行操作形成一个起爆的炮孔,和单孔漏斗爆破相同,形成漏斗,其次进行微插间隔起爆。漏斗可以认为是新增加的自由面,后续炮孔通常条件下的最小抵抗线,增加入射波和反射拉伸波的破岩功能,另外破碎的岩块在抛出的过程中往往会进行碰撞,让这些碎块充分的破碎,与此同时,因为间隔起爆造成地震波不管是在空间和还是在时间方面都相对较为分散,让地震效应大幅度降低。
3隧道工程中控制爆破技术的应用
3.1工程概况
本工程主要是一个铁路隧道工程,需要穿过一个山体埋深的最大值达到了640米,围岩当中的主要成分是全风化泥灰岩和黄土,这些岩体非常容易破碎,在工程施工的过程中风险较大,而且地质较为复杂,整个隧道工程当中的岩土类型主要以娟云母千枚岩为主,这种岩石在水的浸泡作用下会出现快速软化的情况,另外由于地质条件相对比较复杂,通过多部门联合进行分析之后,使用地表注浆加固的方法来对滑坡进行处理,接着进入隧道之后进行具体的施工,因为隧道的地形非常复杂,另外开挖的面积也比较大,所以依照施工现场的具体情况选择上下台阶法来进行开挖操作,在炸药选择的过程中,主要使用2号岩石乳化炸药,需要保证钻孔的直径达到4.2厘米,通过并联分段毫秒导爆管来实施爆炸。
3.2确定该工程爆破的相关参数
3.2.1确定炮孔数量和直径
分析工程的实际情况,对岩石的坚硬程度进行进一步了解,根据爆破技术的具体原理来做出相应的计算,对本隧道工程掌子面进行炮孔数量进行确认,通常条件下根据下面的公式来计算炮孔的数量。
N=3.3(f*s2)⅓
3.2.2计算装药量并进行分配
装药量的大小对控制爆炸的效果有着直接影响,如果装药的量无法达到要求,则包括的效果也无法达到预期的效果,如果装药的量比较大,可能会导致爆破面积也进一步增加,所以装药的量过多过少都会对隧洞爆炸的整体质量产生较大影响,所以一定要合理的计算和分析装药的分量,与此同时,需要对爆破的质量以及炸药的性能等诸多因素进行分析,综合确定装药量,另外需要关注的问题在于由于隧洞工程通常条件下地质比较复杂,而且环境较为恶劣,无法对各种客观因素进行充分的预计,所以需要根据以下的公式来对炸药的装药量进行确认。其公式为Q=qV。
3.2.3爆炸的顺序以及起爆方法
为了对工程成本进行控制,并且保证爆破的结果符合预期的设想,所以需要确保爆破的时间造成的地表震动速度控制在2cm/s左右,需要确保炮孔的爆炸时间相同。起爆的方式通常条件下选择的是非电导爆管来进行点火,在炮孔的周围需要进行毫米延时后起爆,并且通过并联装置来连接炮孔,通过电雷管来将其进行引爆。
3.3爆破飞石控制
3.3.1确保填塞质量
通常条件下使用黄泥或者湿沙来填满炮孔,确保填塞过程中的质量和长度,如果填塞的过程中质量无法达到要求,长度偏小或者材料当中出现硬物,容易导致一些硬物随着炮孔的方向而出现飞石,所以一定要通过高压风吹洗钻孔,保证孔内的泥浆吹洗干净,完成装药之后还需要注意对填塞料进行检查,认真的对每个炮孔进行填塞。
3.3.2做好防护措施
在本工程当中,进行隧道洞口开口的爆破作业后,需要在洞口进行双层竹防护架的搭建,通过竹篱笆和废旧皮带进行双层防护,可以对飞石进行有效的控制。
图1隧道洞口爆破飞石控制防护图
3.4爆破有毒有害气体控制
在爆破的时候,因为炸药爆破不安全或者无法达到非零氧平衡点,就会出现大量的一氧化碳和氮氧化合物,如果通风的时间比较短或者通风不良,有可能导致上述有害气体危害施工人员的健康,所以一定要通过零氧平衡炸药,选择与国家标准相吻合的导爆管、雷管等爆破器材,在爆破完成之后,需要控制通风的时间超过30分钟。
3.5爆破粉尘控制
爆破之后出现的粉尘主要是凿岩机钻孔出现的粉尘,以及爆破施爆的过程中出现的粉尘,需要对爆破之后出现的粉尘进行控制,以免影响附近的环境,主要通过湿式凿岩技术,另外可以在隧道当中进行洒水操作,防止出现粉尘污染。
结束语
伴随当前我国交通运输行业进一步发展,隧道工程逐步变多,所以一定要对隧道工程的相关技术进行深入研究,制定合理的包括施工方案。以便让爆破的效果符合预期。
参考文献:
[1]赵丰,薛亚东,李硕标,等.新建铁路隧道上跨既有公路隧道控制爆破安全距离研究[J].铁道科学与工程学报,2016,13(7):1365~1371.
[2]黄祖绍.控制爆破技术在工地开挖工程中的应用[J].中国矿山工程,2015,06:71-72.
[3]王雅雪.土石方爆破的环境影响分析与保护途径[J].工程技术研究,2016,(7):40.
[4]庄沂丰.滑坡防治工程中控制爆破技术的应用实践探究[J].化工管理,2015,36:49+51.
[5]廖重辉,龚振峰,李永山,等.城市环境下隧道工程控制爆破技术的研究现状与展望[J].路基工程,2016,(4):50-54.
论文作者:宋海超
论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期
论文发表时间:2018/12/17
标签:隧道论文; 工程论文; 过程中论文; 围岩论文; 技术论文; 条件下论文; 粉尘论文; 《基层建设》2018年第31期论文;