亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        光面爆破技術(shù)及其在隧道掘進(jìn)中的應(yīng)用

        2015-04-21 07:18:22田新邦
        交通科技與經(jīng)濟(jì) 2015年4期
        關(guān)鍵詞:光面炮孔裝藥

        曹 琴,吳 戰(zhàn),田新邦,葉 新

        (1.西南科技大學(xué) 交通工程系,四川 綿陽621010;2.山東東泰工程咨詢有限公司,山東 淄博256410)

        隧道光面爆破是支撐新奧法原理的重要技術(shù)之一,它通過正確選擇爆破參數(shù)和合理的施工方法,在隧道開挖輪廓線上布置密集炮孔,采用不耦合裝藥或裝填低威力炸藥,在主爆孔起爆之后起爆,以形成平整輪廓的控制爆破技術(shù)。光面爆破的目的在于控制爆破作用范圍和方向,盡量減少爆破作用對圍巖的擾動,減少超欠挖,使爆破后的隧道圍巖壁面平整、光滑,滿足隧道設(shè)計(jì)要求。隧道光面爆破可分為全斷面一次爆破和預(yù)留光爆層爆破兩種情況。通常當(dāng)開挖斷面較大時(shí)多采用預(yù)留光爆層爆破法,而全斷面光面爆破方法能夠有效控制光爆孔爆破作用,減少對圍巖的擾動范圍,有利于保持圍巖穩(wěn)定和施工安全,又能減少超欠挖,提高施工質(zhì)量。因此,全斷面光面爆破技術(shù)在隧道、地鐵等開挖過程中得到了比較廣泛的應(yīng)用。

        研究首先闡述光面爆破技術(shù)原理及其參數(shù)設(shè)計(jì),隨之將其應(yīng)用于大坪尾隧道掘進(jìn)工程中,并分析爆破效果,提出保證光面爆破效果的技術(shù)措施。

        1 光面爆破機(jī)理

        光面爆破技術(shù)通過合理選擇爆破參數(shù)、提高鉆孔精度、采用合理裝藥結(jié)構(gòu)、改變布孔形式等方法,使爆破后的隧道形成平整、光滑的壁面,以減少超欠挖,最大限度保持圍巖自身強(qiáng)度,從而可以提高隧道的安全穩(wěn)定性。光爆爆破的原則是在隧道開挖輪廓上多打眼、少裝藥,并且在主爆起爆之后起爆,以保證光爆孔起爆后能夠沿著其炮孔連心線貫通并形成規(guī)整、光滑的壁面,僅有光爆層尚未起爆時(shí)的炮孔布置和光爆層情況如圖1所示。

        圖1 光爆層炮孔布置及其片落機(jī)理

        光面爆破力學(xué)前提條件是降低炮孔壁上的壓力峰值,使光爆孔裝藥起爆后在孔壁上產(chǎn)生的爆轟壓力低于巖石的抗壓強(qiáng)度,而由此產(chǎn)生的切向拉應(yīng)力要超過巖體的抗拉強(qiáng)度。為此,要使光爆孔形成不破壞孔壁而又能沿著預(yù)定方向形成貫通裂隙,則炸藥爆炸產(chǎn)生的壓力必須滿足如下三個力學(xué)條件

        式中:σ壓為單個炮孔裝藥爆炸產(chǎn)生的徑向應(yīng)力,σ動壓為巖石的動態(tài)極限抗壓強(qiáng)度,σ拉為單個炮孔裝藥爆炸產(chǎn)生的切向拉應(yīng)力,σ動拉為巖石的動態(tài)極限抗拉強(qiáng)度,σ合壓為相鄰炮孔在炮孔連心線上產(chǎn)生的合拉應(yīng)力。

        為了滿足此力學(xué)條件,通常光面爆破采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu),從而可以大大降低孔壁最大切向應(yīng)力,同時(shí)可以通過裝藥量控制使在相鄰炮孔連心線垂直方向上的合拉應(yīng)力得到加強(qiáng),使之大于巖石的動態(tài)極限抗拉強(qiáng)度,在沿炮孔連心線方向產(chǎn)生裂縫。與此同時(shí),在爆轟氣體膨脹壓力作用下進(jìn)一步加強(qiáng)而形成貫通裂縫,確保壁面規(guī)整與光滑,如圖2所示。

        圖2 相鄰炮孔同時(shí)起爆形成的貫通裂隙

        由此可見,只要光爆孔孔距E和裝藥量合適,即能滿足此力學(xué)條件而在兩孔之間產(chǎn)生平整拉斷裂隙面。此外,還應(yīng)選取合理的最小抵抗線W,保證光爆孔有合適的側(cè)向自由面,當(dāng)爆炸應(yīng)力波到達(dá)此自由面時(shí)將產(chǎn)生反射拉伸應(yīng)力波,使光爆層產(chǎn)生裂隙并片落。因?yàn)閃一般大于E,首先使相鄰炮孔應(yīng)力波峰值疊加,而側(cè)向自由面的存在使光爆層在爆炸應(yīng)力波與爆轟氣體的共同作用下從原巖同時(shí)爆落而獲得規(guī)整的隧道壁面。

        因此,當(dāng)光爆孔同時(shí)起爆時(shí),由于應(yīng)力波疊加和爆生氣體準(zhǔn)靜壓力的共同作用,炮眼連心線上切向拉應(yīng)力超過巖石動抗拉強(qiáng)度而首先產(chǎn)生貫通裂縫并片落而向自由面方向移動,也抑制了孔壁上其它方向裂縫的產(chǎn)生,同時(shí)可以達(dá)到圍巖不受擾動的目的。

        2 光面爆破參數(shù)設(shè)計(jì)

        影響隧道光面爆破效果的主要參數(shù)包括炮孔間距(E)、炮孔密集系數(shù)(m)、線裝藥密度(q)、最小抵抗線(W)、不耦合系數(shù)(D),而它們之間又是相互聯(lián)系的。所以,合理確定光爆參數(shù),特別是選擇E和W的值,使其處在某一正確、協(xié)調(diào)的范圍內(nèi),才能達(dá)到理想的光爆效果。

        2.1 炮眼直徑

        炮眼直徑的確定直接關(guān)系到施工的效率和成本,應(yīng)綜合考慮巖石特性、現(xiàn)場機(jī)械設(shè)備情況及工程具體要求進(jìn)行選擇。

        一般情況下,主要應(yīng)依據(jù)爆破的現(xiàn)場和鉆工機(jī)具確定。如在地下小斷面的巷道實(shí)施光面爆破時(shí),孔徑取32~45mm;而在露天情況下實(shí)施光面爆破時(shí),孔徑則可取大些。

        2.2 炮眼間距

        孔距的取值主要受到所選用炸藥的性質(zhì)、不耦合系數(shù)和巖石的物理力學(xué)性質(zhì)的影響。根據(jù)光面爆破機(jī)理分析,光面爆破的實(shí)質(zhì)是使炮眼之間產(chǎn)生貫通裂隙,以形成平整的巖壁斷裂面,可利用理論公式近似地計(jì)算光爆孔孔距

        式中:Kp為與巖石普氏系數(shù)f有關(guān)的巖石抗屈服系數(shù),一般地Kp=0.04f;db為裝藥直徑(cm),對于不耦合連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu),db為裝藥直徑,對于間隔裝藥結(jié)構(gòu),折算為等效裝藥直徑de。Langefors給出的確定孔距的經(jīng)驗(yàn)公式為

        2.3 最小抵抗線

        對于光面爆破,其最小抵抗線也就是光爆層厚度。若已知單孔裝藥量,則最小抵抗線可由下式確定

        式中:Cq為裝藥系數(shù)(kg/m3),對于f=4~15的巖石,Cq=0.2~0.5kg/m3;L為炮孔深度(m);Q為單孔裝藥量(kg)。

        2.4 炮孔密集系數(shù)

        炮孔密集系數(shù)又稱為炮孔臨近系數(shù),用于描述孔距與最小抵抗線之間的關(guān)系。光面爆破中的炮孔密集系數(shù)是光面爆破參數(shù)中一個關(guān)鍵性參數(shù),是指孔距E與最小抵抗線W的比值,即

        在工程中,一般情況下m=0.8~1.0。當(dāng)m>1時(shí),爆破后容易出現(xiàn)炮孔間裂隙而成偏斗爆破;當(dāng)m=1時(shí),爆破后光爆孔間容易形成比較好的貫通裂縫。文獻(xiàn)認(rèn)為,m的合理取值是0.7~1.3,最佳取值在0.8~1.13之間。從工程實(shí)踐出發(fā),m的取值應(yīng)根據(jù)巖石性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造和開挖跨度等條件,通過現(xiàn)場爆破試驗(yàn)確定。

        2.5 不偶合系數(shù)

        不偶合系數(shù)K是指炮孔直徑與裝藥直徑之比,它反映了藥包與孔壁間的接觸情況。由于光面爆破所用藥包直徑小于炮孔直徑,所以不耦合系數(shù)K>1。研究表明,不耦合系數(shù)與孔壁上的最大切向應(yīng)力呈指數(shù)關(guān)系。

        2.6 線裝藥密度

        線裝藥密度亦即裝藥集中度,是指單位長度炮孔中的裝藥量,單位weg/m。根據(jù)光面爆破力學(xué)條件,光爆孔的裝藥量應(yīng)該是剛好能克服巖石的抵抗阻力以形成拉伸貫通裂隙,而不造成圍巖破碎或粉碎。對光面爆破有

        式中:q0為線裝藥密度(kg/m);d1為藥卷直徑(m);Δ為炸藥密度(kg/m3);K′為不耦合系數(shù),采用環(huán)向不耦合連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)時(shí),K′=d2/d1;d2為炮孔直徑。當(dāng)采用不耦合、空氣間隔裝藥結(jié)構(gòu)時(shí),對于光爆孔直徑為35~45mm時(shí),一般線裝藥密度為0.1~0.3kg/m,其中軟巖為0.07~0.12kg/m,中硬巖為0.1~0.15kg/m,硬巖為0.15~0.25kg/m。為克服巖石對孔底的夾制作用,孔底段應(yīng)加大線裝藥密度到2~5倍。

        3 光面爆破技術(shù)在隧道掘進(jìn)工程中的應(yīng)用

        3.1 工程概況

        泉州市大坪尾隧道設(shè)計(jì)采用分離式雙洞隧道,左線起訖樁號分別為ZK106+650~ZK106+945,隧道長度295m,平曲線半徑為R=1 205.81m,設(shè)計(jì)采用+2.405%的單向縱坡。隧道右線起訖樁號分別為K106+625~K106+955,隧道長度330m,位于直線上隧道縱坡采用2.362%的單向坡。該隧道為雙向四車道,設(shè)計(jì)時(shí)速為80km/h,隧道行車道寬度為2m×3.75m,左側(cè)向?qū)挾葹?.5m,右側(cè)向?qū)挾葹?.75m,兩側(cè)檢修道寬為0.75m,隧道內(nèi)輪廓凈高7.0m。隧道處于構(gòu)造剝蝕中低山地貌單元,隧道軸線經(jīng)過地段最大高程約為709m線路,橫穿一南北走向的舌形小山脊,圍巖主要有Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級圍巖,其中Ⅳ、Ⅴ級圍巖采用機(jī)械開挖為主堅(jiān)硬部分輔以松動爆破的掘進(jìn)方法,Ⅱ、Ⅲ級圍巖在采用全斷面光面爆破、上中下臺階分步開挖方法。Ⅱ、Ⅲ級圍巖巖體為紫紅、紫灰夾灰黃色花崗巖,粗粒結(jié)構(gòu),完整性較好且堅(jiān)硬,抗壓強(qiáng)度為120MPa,抗拉強(qiáng)度為9.3MPa。爆破施工上臺階采用YT-28型鑿巖機(jī)鉆眼,臺階法下臺階采用鉆孔臺車鉆眼,孔徑為48mm,孔深為3.2m,炸藥為直徑為32mm的2#巖石硝銨炸藥,根據(jù)光面爆破設(shè)計(jì)結(jié)合爆破試驗(yàn)對爆破參數(shù)參數(shù)進(jìn)行修正。

        3.2 光面爆破參數(shù)的確定

        3.2.1 孔徑與孔深

        依據(jù)爆破中各個炮孔的作用,可將隧道爆破炮孔分為光爆孔、光爆輔助孔、主爆孔和掏槽孔。根據(jù)工程進(jìn)度計(jì)劃,炮孔深度為3.2m,炮孔直徑d=48mm;掏槽孔超深為0.1m。

        3.2.2 孔距

        根據(jù)光面爆破機(jī)理,由巖石抗壓強(qiáng)度知巖石的普氏系數(shù)f=12,所以巖石的抗屈服系數(shù)Kp=0.04f=0.48。由式(4)計(jì)算得光爆孔孔距為E=52.125cm。由式(6)計(jì)算光爆孔孔距為E=37.8~58.8cm。通過試爆孔距調(diào)整,實(shí)際取E=50cm。

        3.2.3 最小抵抗線

        由式(7)計(jì)算得最小抵抗線范圍為0.8~1.56m。參考文獻(xiàn)和式(8),m=0.7~1.2,因此W=0.35~0.6。通過試爆確定W=1.2E=0.6m。

        3.2.4 單孔裝藥量

        由式(7)計(jì)算得出的線裝藥密度往往偏大,根據(jù)巖體力學(xué)性質(zhì)和試爆效果,線裝藥密度取q=0.15~0.25(kg/m)比較合理,由此確定單孔藥量為0.5kg。

        隧道全斷面法開挖光面爆破基本參數(shù)和藥量分配情況見表1,掘進(jìn)工作面上光爆孔布置如圖3所示。

        表1 光面爆破炮孔藥量分配

        圖3全斷面法光面爆破炮孔布置圖(單位:m)

        3.3 光爆孔裝藥結(jié)構(gòu)

        隧道光面爆破中光爆孔通常采用不耦合、間隔裝藥結(jié)構(gòu),不耦合系數(shù)一般為1.5~2.0。受限于工地藥卷直徑和鉆孔設(shè)備配備,該光爆孔的不耦合系數(shù)為1.5,根據(jù)線裝藥量計(jì)算得出的藥量合計(jì)為3卷多藥包。其他炮孔均采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)。為了保證光面爆破效果,光爆孔采用導(dǎo)爆索齊發(fā)爆破網(wǎng)路。光爆孔裝藥結(jié)構(gòu)如圖4所示。

        光面爆破網(wǎng)路采用由內(nèi)向外的多段微差爆破網(wǎng)路,光爆孔采用導(dǎo)爆索起爆網(wǎng)路,全斷面光面爆破網(wǎng)路起爆順序?yàn)?掏槽孔—輔助孔—底板孔—崩落孔—光爆孔。

        圖4 光爆孔裝藥結(jié)構(gòu)(單位:m)

        3.4 光面爆破施工工藝

        隧道掘進(jìn)光面爆破施工工藝環(huán)節(jié)主要有工作面上放樣布孔、鉆孔、炮孔檢驗(yàn)與清洗、炮孔裝藥、連接起爆網(wǎng)路、起爆、檢查爆破效果。具體光面爆破施工工藝過程如圖5所示。

        圖5 光面爆破施工工藝

        光面爆破的另一關(guān)鍵問題是掏槽孔與光爆孔的鉆孔準(zhǔn)確性。為了確保光面爆破效果,施工要求是:

        1)掏槽孔方向應(yīng)盡量垂直于層理,其深度比其他眼加深10cm;

        2)光爆孔嚴(yán)格按設(shè)計(jì)開挖輪廓線布置,開眼位置在設(shè)計(jì)斷面輪廓線上的間距誤差不得大于5cm;光爆孔外斜率控制在5cm/m內(nèi),孔底超出開挖斷面輪廓線控制在10cm內(nèi),爆落孔至光爆孔的的抵抗線誤差控制在5cm內(nèi),對于軟巖,光爆孔孔底應(yīng)落在設(shè)計(jì)輪廓線上。鉆孔結(jié)束,應(yīng)依據(jù)光面爆破設(shè)計(jì)圖紙逐一檢查成孔并做好記錄,對于不符合要求的炮孔應(yīng)調(diào)整或補(bǔ)孔。此外,輔助孔盡量均勻分布到工作面上。

        4 結(jié)束語

        光面爆破技術(shù)應(yīng)用于大坪尾隧道開挖工程中能夠保證開挖輪廓平整,縮短了隧道支護(hù)工期,孔痕率達(dá)到85%,有效解決了隧道掘進(jìn)中的超欠挖難題。實(shí)踐證明,光面爆破技術(shù)的成功應(yīng)用是確保隧道開挖安全施工與施工質(zhì)量的基本保證,節(jié)省了成本,加快了工期。在光面爆破施工中應(yīng)嚴(yán)格按照爆破設(shè)計(jì)施工,做到精細(xì)爆破施工,根據(jù)開挖巖體實(shí)際情況,探索提高光面爆破質(zhì)量的技術(shù)措施。因此,提議采取如下施工技術(shù)措施:

        1)強(qiáng)化爆破作業(yè)人員的崗前培訓(xùn),使之熟練掌握光面爆破技術(shù)要領(lǐng)和施工方法,確保施工質(zhì)量;

        2)優(yōu)先選用低爆速、低猛度、低密度、傳爆性能好及爆炸威力大的2號巖石硝銨炸藥;

        3)光爆孔應(yīng)采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)和間隔裝藥,所用藥卷直徑注意不應(yīng)小于該炸藥的臨界直徑,以保證穩(wěn)定傳爆;

        4)光爆孔應(yīng)盡量采用齊發(fā)爆破;

        5)嘗試炮泥加水袋填塞爆破技術(shù)。在炮孔填塞前,在炮孔中一定位置處放置預(yù)先制作的水袋,利用爆炸沖擊激起的靜水壓力破裂巖石但并不破碎巖石,在提高炸藥能量利用率和炮孔利用率的同時(shí),更有利于改善光面爆破效果和爆破作業(yè)環(huán)境。該技術(shù)在重慶環(huán)線地鐵隧道爆破開挖中得到了成功應(yīng)用,并在類似工程中得以推廣使用。

        [1] 周傳波.深空爆破一次成井模擬優(yōu)化和應(yīng)用研究[D].武漢:中國地質(zhì)大學(xué)(武漢),2004.

        [2] 田會禮,張德琦,李戰(zhàn)軍.復(fù)式桶形掏槽在巖巷深孔爆破中的應(yīng)用[J].煤炭工程,2005,52(4):37-39.

        [3] 徐穎,方江華.光面爆破合理炮孔密集系數(shù)的研究[J].工程爆破,1998,4(1):25-29.

        [4] 吳亮,鐘冬望,蔡路軍.空氣間隔裝藥中光面爆破機(jī)理數(shù)值 分 析 [J].武 漢 理 工 大 學(xué) 學(xué) 報(bào),2009,16:77-81,149.

        [5] 顧義磊,李曉紅,杜云貴,等.隧道光面爆破合理爆破參數(shù)的確定[J].重慶大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2005,28(3):95-97.

        [6] 高峰,王猛,胡蓉,等.隧道抗震仰拱形式優(yōu)化分析[J].交通科技與經(jīng)濟(jì),2014,16(2):71-75.

        [7] 薛曉威.隧道光面爆破施工控制要點(diǎn)[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2010(6):145-146.

        猜你喜歡
        光面炮孔裝藥
        為什么向日葵總是朝著太陽?
        基于智能巖性識別的炮孔裝藥量計(jì)算*
        爆破(2022年4期)2022-12-17 02:45:26
        火炸藥學(xué)報(bào)(2022年3期)2022-07-04 07:31:00
        孔內(nèi)爆炸填塞效應(yīng)的數(shù)值模擬與分析
        隧道光面爆破施工關(guān)鍵技術(shù)
        某發(fā)射裝藥結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)的新思路
        光面爆破在卡魯瑪尾水隧洞開挖中的改進(jìn)與應(yīng)用
        工程爆破(2016年6期)2017-01-10 03:16:40
        深孔不耦合裝藥爆破技術(shù)卸壓效果驗(yàn)證
        3Dmine 在雅滿蘇井下礦扇形中深孔爆破炮孔設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
        新疆鋼鐵(2015年3期)2015-11-08 01:59:57
        中深孔光面爆破提高煤礦巷道施工進(jìn)度
        河南科技(2014年14期)2014-02-27 14:11:49
        国产精品入口蜜桃人妻| 免费无码av一区二区| 99精品国产一区二区三区a片| 免费网站国产| 护士奶头又白又大又好摸视频| 国产精品三级在线专区1| 成人av在线免费播放| 天堂视频在线观看一二区| 我爱我色成人网| 色综合一本| 精品女同一区二区三区在线播放器| 亚洲av无一区二区三区| 色综合久久88色综合天天| 免费在线亚洲视频| 亚洲高清自偷揄拍自拍| 女女同恋一区二区在线观看| 久激情内射婷内射蜜桃| 2021国产精品视频| 成人av在线免费播放| 少妇真实被内射视频三四区| 免费观看黄网站在线播放| 天天干夜夜躁| 亚洲综合精品一区二区| 国产欧美性成人精品午夜| 99久久免费精品高清特色大片| 久久国产香蕉一区精品天美| 免费国产一区二区视频| 99爱在线精品免费观看| 亚洲一区二区综合色精品| 国产精品女人一区二区三区| 久久天天躁狠狠躁夜夜av浪潮| 一二三四在线视频观看社区| 99久久综合国产精品免费| 亚洲av高清不卡免费在线| 国产成人精品午夜视频| 二区在线视频| 美女福利视频在线观看网址 | 成人内射国产免费观看| 国产成+人+综合+亚洲 欧美| 一亚洲一区二区中文字幕| 美腿丝袜诱惑一区二区|