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隧道逃生管道工程中隧道光面爆破施工方案

字号:|2013-04-27 11:47
隧道逃生管道工程中隧道光面爆破施工方案
 
  中雄管业生产的新型轻质隧道逃生管道,材质采用的是超高分子量聚乙烯,产品设计合理、反光标识、应用施工方便。质量达到了国家安全检测标准,是现在隧道工程中的安全必备。被广大隧道项目部大力推荐,为隧道工程的安全立下了“汗马功劳”
 
  隧道光面爆破是指通过正确选择爆破参数和合理的施工方法,分区分段微差爆破,达到爆破后轮廓线符合设计轮廓要求,使巷道周壁或开挖面平整,并使围岩不受明显破坏的控制爆破技术。至今成为控制开挖轮廓线的主要爆破方法之一。特别是光面爆破与锚喷支护相结合后,已成为井巷工程中一项重大技术改进。
 
爆破原理
  (a)普通爆破
  (b)光面爆破
  作用机理:光面爆破的破岩机理是一个十分复杂的问题,仍在探索之中。尽管在理论上还不甚成熟,但在定性分析方面已有共识。一般认为,炸药起爆时,对岩体产生三种效应:一是应力波反射拉伸破坏所起的作用;二是爆炸气体膨胀做功所起的作用;三是二者共同作用所起的破坏。近几十年来的研究、实验和生产实践表明,第三种效应比较符合工程实际情况。光面爆破是周边眼同时起爆,各炮眼的冲击波向其四周作径向传播,相邻炮眼的冲击相遇,则产生应力波的叠加,并产生切向拉力,拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线的中点,当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时,岩体便被拉裂,在炮眼中心连线上形成裂缝,随后,爆炸产物的膨胀作用使裂缝进一步扩展,形成平整的爆裂面。
 
成缝机理:预裂爆破和光面爆破都要求沿设计轮廓产生规整的爆生裂缝面,两者成缝机理基本一致。现以预裂缝为例论述它们的成缝机理。预裂爆破采用不耦合装药结构,其特征是药包和孔壁间有环状空气间隔层,该空气间隔层的存在削减了作用在孔壁上的爆炸压力峰值。因为岩石动抗压强度远大于抗拉强度,因此可以控制削减后的爆压不致使孔壁产生明显的压缩破坏,但切向拉应力能使炮孔四周产生径向裂纹。加之孔与孔间彼此的聚能作用,使孔间连线产生应力集中,孔壁连线上的初始裂纹进一步发展,而滞后的高压气体的准静态作用,使沿缝产生气刃劈裂作用,使周边孔间连线上的裂纹全部贯通成缝。
  (a)炮孔装药情况;
  (b)先爆炮孔对相邻炮孔的影响;
  (c)光面的形成
 
设计参数
  主要爆破参数有:最小抵抗线、炮孔密集系数、不耦合系数、孔距等。
1最小抵抗线W
  光爆层是指周边炮孔与最外层主爆孔之间的一圈岩石层。(全断面一次开挖成型和预留光面层)。光面层厚度或周边眼(光爆孔)到邻近辅助眼间的距离,是光面眼(光爆孔)起爆时的最小抵抗线,一般它应大于或等于光面眼间距。如果最小抵抗线过大,光爆层将不能很好地破碎下来,甚至产生大块或留底根;如果最小抵抗线过小,在反射波作用下,可能导致围岩破坏,影响光爆效果和围岩的稳定性,甚至产生超挖形成凹凸不平的壁面。
  把光爆层岩石看作类似露天台阶爆破,可以采用以下经验公式来确定最小抵抗线W:
  式中: W—光爆层厚度;
  qb—炮眼内的装药量;
  S —炮眼间距;
  Lb—炮眼长度;
  C —爆破系数,相当于炸药单耗值。
2炮孔密集系数
  光爆层厚度w与周边孔的间距a有着密切的关系,可用两者的比值K=a/W来表示,K称为周边孔(光爆孔)的密集系数。 K值过大时,爆破后可能在光爆孔间留下岩埂,造成欠挖,达不到光面爆破效果;反之m值过小时,则会在新壁面造成凹坑,可能出现超挖。实践中多取最小抵抗线大于孔距,具有小孔距、大抵抗线的特点,尤其在坚硬岩石中密集系数皆小于1。这样,可使反射拉伸波从最小抵抗线方向折回之前造成贯穿裂缝,隔断反射拉伸波向围岩传播的可能,减少围岩破坏。实践表明,当m = 0.8~l.0时,爆破后的光面效果较好,硬岩中取大值,软岩中取小值。
 
3不藕合系数
  1导爆索;
  2堵塞段;
  3中间装药;
  4底部增强装药
  不耦合系数K',是指炮孔直径与药包直径之比(环向空气间隔装药时)。光面爆破采用药包直径小于炮孔直径的方法,因而不耦合系数K'>1。不耦合系数K‘的取值一般介于1.1~3.0之间,采用最多的是不耦合系数K'=1.5~2.5用得较多。
4 孔距
  光爆孔的间距比主爆孔小,它与炮孔直径、岩性和装药量等参数有关。孔距过大,难以爆出平整光面;孔距过小会增加凿岩费用。通常,合理的孔距可按炮孔直径选取:
  式中: S—孔距,m;
  d2—炮眼直径,m。
  在节理裂隙比较发育的岩石中应取小值,整体性好的岩石中可取大值。
 
  中雄管业多年为各种隧道工程供应隧道逃生管道,根据众多案例总结出施工及生产经验,从长远来看,超高分子量聚乙烯隧道逃生管道比传统的钢管、玻璃钢管等材质的管材更具有显著的经济效益和社会效益,所以才能在各大隧道工程建设中投入使用,以后将或有更高的应用前景 。
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