地铁隧道全断面开挖施工中光面爆破技术的运用

地铁隧道全断面开挖施工中光面爆破技术的运用

中建八局轨道交通建设有限公司江苏南京210000

摘要:在隧道工程施工过程中,光面爆破是一种常用的施工技术,可以降低爆破过程中对围堰造成的影响,保证洞室的安全性,提高工程施工进度。文章以实际工程为例,对地铁矿山法隧道施工过程中施工方案的选择进行了分析,然后对光面爆破开挖施工技术进行探讨,取得了良好的爆破效果,达到了预期要求,缩短了施工工期,保证了洞室的安全性。

关键词:地铁矿山法;光面爆破;开挖施工

引言:

新时代背景下,社会的发展和科技的进步,促使城市轨道交通得到了极为迅猛的发展。光面爆破技术作为地铁隧道工程中应用极为广泛的关键性技术,其对地铁隧道工程的施工进度与质量等,都会产生极其重要的影响。而通过加大光面爆破技术在隧道全断面开挖中的应用,也能够促使爆破精度与效果等得到更为显著的提升。对此,本文简要阐述了光面爆破技术在地铁隧道全断面开挖中的应用优势,并针对地铁隧道全断面开挖施工,对光面爆破技术的要点做出了细致的分析。以期通过本文的分析与研究,能够为光面爆破技术在地铁隧道全断面开挖中的应用愈加完善,提供出可供参考与借鉴的内容。

一、光面爆破技术的应用优势

通过对光面爆破技术的长期应用了解到,其对外围岩石及河流所造成的干扰相对较低,由此,将其应用于地铁隧道全断面开挖环节中,将具有极为明显的优势。不仅能够有效减少安全事故的发生几率,更能促使隧道工程的施工成本得以降低。而且,在便于施工的基础上,能够更大程度的实现经济收益的最大化目标。

(一)周边眼间距精准可做调控

依照光面爆破技术的作业原理,采用微差爆破的形式,通过对火药弹壳结构与药量的设计与调整,能够对爆破四壁的径向裂纹做出精确控制,进而对火药周边的爆破距离做出调控。利用此种操作,既可尽量降低对围岩的干扰,确保围岩的稳定性,又能保障施工人员的人身安全。在此基础上,对于施工进度与施工质量等,也能够得到大幅度的提升。

(二)爆破断面统一整齐

应用光面爆破技术进行隧道的开挖,可以形成较为光滑且平整的爆破面,十分接近施工所需的设计轮廓线,不仅有较强的受力性,更使得应力的分布趋于均匀,在便于围岩支撑力相对稳定的同时,还可有效减少支护作业的工作量,利于后期作业。

(三)次级岩石爆裂风险低

所保留下的岩体结构,受到的破坏程度较低,而由此生成的裂缝也相应减少。可有效减小施工中的塌方及落石等安全隐患,进而提升作业人员的安全系数。应用光面爆破可有效改善作业面的工作环境,直接或间接的促进施工进度得以提升。

二、光面爆破技术要点

(一)光面爆破技术参数的确定

眼间距参数可依照围岩情况、隧道施工现场情况,并通过现场实际的爆破实验反复比对测试所得。若无试验条件,在开挖断面轮廓线上设定周边眼,并依

照岩石抗爆性、炸药性能以及装药量等参数予以制定间距。公式:E=d×(10~15)。式中:钻头/钻孔直径为d,通常使用钻头直径为40mm~50mm进行钻孔作业;经验系数设定为10~15,而软岩及破碎岩石取值偏低。

(二)最小抵抗线V

光爆层间厚度即最小抵抗线。公式:V=E/0.8式中:周边眼间距E;经验系数0.8。且通常Ⅲ级围岩V为70~85cm;Ⅳ级围岩V为60cm~75cm。

(三)炮眼钻爆深度与角度

光面爆破效果会直接影响到炮眼深度与角度。若炮眼偏深,则角度控制费力,且成洞面缺乏凭证。若采用高效钻孔凿岩机,在前期做好培训工作,则会有效提升钻孔质量。钻孔深度应依照围岩条件设定。

三、光面爆破技术在地铁隧道全断面开挖中的应用

(一)施工工艺要点

(1)施工准备。地铁隧道施工前期,应做好四项检查。即钻机运转状况与零部件磨损程度;材料与机械设备的充足性;钻头等配件的安装情况;以及水电与管路等的连接状况等。除此之外,对残存于爆破断面暴露断面位置处的浮碴与杂质等进行清除,并优先做好测量放线作业安排。随后,依照隧道的中线及标高,将炮孔位置及高程十字线等进行设定,并同步设定出钻孔范围与钻孔顺序。

(2)钻孔作业。定人定位定机,做好周边眼间距与外插角的控制工作。待周边眼钻孔结束,通过装药平台实施装药及连线作业。钻孔基本要求:施工操作人员应对岩石的特性做细致的了解与熟悉,掌握各类岩层的凿岩规律,并依照凿岩操作要领进行操作。其要领为:确保孔口完整性、孔壁的光滑性以及排碴的顺利性。其操作方法为:软岩慢打,硬岩快打。钻工要求为:在领悟操作要领及掌握规范化机械设备与工器具性能原理的基础上,通过高效钻孔技术来确保钻孔的精确性与完整性。

(3)清孔。实施清孔作业前,可利用炮钩及小直径高压风枪,对炮眼内的碎石做吹净处理,并应将炮孔中的积水排除干净。同时,细致查验炮孔位置、深度以及角度等,确保符合装药及爆破操作。

(4)装药。在对炮孔进行装药过程中,应采用分片、分组以及自上而下的方式,依照炮眼的设计图进行装药作业。其中,雷管应确保安置位置准确,并在装药结束后,依照分层捣实法,利用炮泥(砂子与粘土混合物,砂子占比40%~50%,粘土占比50%~60%)将炮眼堵塞,且堵塞长度应≥20cm。

(5)起爆。在起爆工序中,应采用同段电或非电毫秒雷管等与孔内炸药捆绑并起爆。在此过程中,可采用分段起爆方式,或在同一时段内应用导爆索起爆式,以此在确保周边孔同步起爆的基础上,使得爆破中的振动影响得以相应的降低。

四、保证钻孔质量措施

在地铁隧道工程应用光面爆破技术进行施工时,应设立专项指挥岗位,实施爆破工作的统一性指挥。并且,应依照“五定”岗位责任制(定人、定位、定机、定质、定量)原则实施爆破操作。在钻孔阶段,应确保依照区域顺序进行,由此防止因相互干扰或交叉作业的增多,而导致施工及管理混乱的情况发生。除此之外,设置专业的固定的钻孔作业班组,并对钻孔操作人员应做好前期的培训工作,由此钻孔技术人员可以更加熟悉与掌握平时的工作内容,大大提升了钻孔作业的速度与精度。依照断面炮孔爆破设计中的装药量进行装药及连线操作,周边眼采用?25mm小直径药卷不隅合装药方式,且其他炮眼应连续装药。处于富水地段时,应采用复式楔形掏槽、厂制炮泥堵塞、并应用乳化水炸药相对应。爆破材料采用1~21段非电毫秒雷管和塑料导爆管起爆,周边眼则应用低爆速、低密度、高爆力、传爆性好的小直径2号岩石硝铵炸药(?25mm直径)。

五、结语

总之,光面爆破技术所具有的技术优势极为明显,而将其应用于地铁隧道的全断面开挖施工中,便可充分发挥出其所具备的特性,不仅极大的提升了地铁隧道全断面开挖中的爆破质量,更能确保施工进度与施工安全。可以说,光面爆破技术在地铁隧道全断面开挖中的应用,是现阶段地铁隧道施工中应用极为成熟的爆破技术形式之一,更是确保地铁隧道施工质量有效提升的关键方式,应当极力提倡与广泛的推广。

参考文献:

[1]陈明辉,翁敦理.光面爆破技术在城市地铁隧道施工中的应用[J].现代隧道技术,2012(2):132~136.

[2]王路杰.光面爆破技术在浅埋地铁隧道中的应用[J].内蒙古煤炭经济,2016(20):116~117.

[3]赵洪涛.建筑工程测量中数字化测绘技术的运用探究[J].南方农机,2018,(11).

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