摘要:隧道越來(lái)越多的在工程設(shè)計(jì)中采用,隧道圍巖穩(wěn)定需引起高度重視。本文從隧道爆破破巖機(jī)理出發(fā),總結(jié)了隧道爆破過程中減少對(duì)圍巖擾動(dòng)的爆破施工技術(shù),并結(jié)合工作實(shí)際談了幾點(diǎn)體會(huì)。
關(guān)鍵詞:隧道爆破;擾動(dòng);技術(shù)
隨著隧道施工技術(shù)的發(fā)展和人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高,隧道在越來(lái)越多的公路、鐵路、水利等工程設(shè)計(jì)中廣泛采用。六、七十年代地質(zhì)條件差的、距離短的、刷放量大的多設(shè)計(jì)成明挖形式通過的地質(zhì)體,現(xiàn)在更多的采用了隧道設(shè)計(jì)。偏壓、淺埋、軟巖、下穿河流、房屋、道路等施工條件是隧道施工人員經(jīng)常遇到的情況,如何確保圍巖穩(wěn)定和施工安全,避免沉降、塌方是該類工程迫切需要解決的問題。作者認(rèn)為減少開挖環(huán)節(jié)爆破對(duì)圍巖的擾動(dòng)是確保圍巖穩(wěn)定的重要原因,本文從隧道開挖環(huán)節(jié)入手,分析的爆破碎巖機(jī)理,并結(jié)合工作實(shí)際總結(jié)了減小圍巖擾動(dòng)的控制爆破措施。
1.隧道爆破破巖作用機(jī)理
以往研究表明,藥包在爆炸過程中,對(duì)圍巖產(chǎn)生的作用有兩個(gè)。一是炸藥爆炸的沖擊作用;一是爆生氣體的膨脹作用。爆炸沖擊作用會(huì)產(chǎn)生沖擊應(yīng)力波,爆生氣體的膨脹作用會(huì)產(chǎn)生爆破壓力。
炸藥在爆破過程中,緊靠藥包周圍的巖體直接受到炸藥爆炸壓力的作用,它的壓力很高,將使藥包周圍內(nèi)的巖體被擊碎。在壓縮應(yīng)力波的作用下,巖石質(zhì)點(diǎn)做徑向位移,產(chǎn)生徑向方向的壓縮應(yīng)力及切向方向的拉應(yīng)力,我們知道巖石抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)度,當(dāng)拉應(yīng)力大于抗拉強(qiáng)度時(shí),在藥包周圍將產(chǎn)生一系列的放射狀徑向裂縫。在應(yīng)力波沖擊圍巖的同時(shí),爆生氣體急劇膨脹,加劇了裂縫的擴(kuò)大與發(fā)展,同時(shí)迫使已破碎巖石做徑向向前移動(dòng),巖石內(nèi)部?jī)?chǔ)存了一部分能量,隨著爆生氣體的壓力和溫度迅速下降,在藥包中心形成應(yīng)力降低區(qū),被壓縮的氣體即行卸載,當(dāng)卸載回彈拉應(yīng)力大于抗拉強(qiáng)度時(shí),巖石被拉斷。
當(dāng)存在自由面時(shí),壓縮應(yīng)力波自藥包中心向外傳播到自由面后,發(fā)生反射,壓縮波反射成拉伸波,當(dāng)反射的拉伸應(yīng)力大于該處巖石的抗拉強(qiáng)度時(shí),巖石被拉斷,產(chǎn)生一系列張拉裂縫。當(dāng)?shù)挚咕合適時(shí),在爆生氣體做功作用下將已破碎的巖石拋出原巖體而形成一個(gè)爆破漏洞。
2.隧道爆破減少圍巖擾動(dòng)控制措施
從爆炸作用及圍巖失穩(wěn)分析看,通過一定的措施,減小爆炸過程中爆力及沖擊作用,使爆破過程既能很好的碎巖,又不要向保留區(qū)傳遞太大能量,是通過爆破控制,減少圍巖擾動(dòng)、確保施工安全的重要途徑。
2.1 采用小循環(huán)進(jìn)尺
進(jìn)尺小則循環(huán)爆破方量小,一次爆破藥量小,爆破震動(dòng)自然也小。小循環(huán)進(jìn)尺施工會(huì)顯著增加各工序的交替次數(shù),必須加強(qiáng)施工組織,否則會(huì)降低施工效率。
2.2 選擇合適掏槽眼位置
掏槽眼的位置要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,一般要選在相對(duì)遠(yuǎn)離破碎巖體、遠(yuǎn)離淺埋區(qū)域的地方
關(guān)鍵詞:隧道爆破;擾動(dòng);技術(shù)
隨著隧道施工技術(shù)的發(fā)展和人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高,隧道在越來(lái)越多的公路、鐵路、水利等工程設(shè)計(jì)中廣泛采用。六、七十年代地質(zhì)條件差的、距離短的、刷放量大的多設(shè)計(jì)成明挖形式通過的地質(zhì)體,現(xiàn)在更多的采用了隧道設(shè)計(jì)。偏壓、淺埋、軟巖、下穿河流、房屋、道路等施工條件是隧道施工人員經(jīng)常遇到的情況,如何確保圍巖穩(wěn)定和施工安全,避免沉降、塌方是該類工程迫切需要解決的問題。作者認(rèn)為減少開挖環(huán)節(jié)爆破對(duì)圍巖的擾動(dòng)是確保圍巖穩(wěn)定的重要原因,本文從隧道開挖環(huán)節(jié)入手,分析的爆破碎巖機(jī)理,并結(jié)合工作實(shí)際總結(jié)了減小圍巖擾動(dòng)的控制爆破措施。
1.隧道爆破破巖作用機(jī)理
以往研究表明,藥包在爆炸過程中,對(duì)圍巖產(chǎn)生的作用有兩個(gè)。一是炸藥爆炸的沖擊作用;一是爆生氣體的膨脹作用。爆炸沖擊作用會(huì)產(chǎn)生沖擊應(yīng)力波,爆生氣體的膨脹作用會(huì)產(chǎn)生爆破壓力。
炸藥在爆破過程中,緊靠藥包周圍的巖體直接受到炸藥爆炸壓力的作用,它的壓力很高,將使藥包周圍內(nèi)的巖體被擊碎。在壓縮應(yīng)力波的作用下,巖石質(zhì)點(diǎn)做徑向位移,產(chǎn)生徑向方向的壓縮應(yīng)力及切向方向的拉應(yīng)力,我們知道巖石抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)度,當(dāng)拉應(yīng)力大于抗拉強(qiáng)度時(shí),在藥包周圍將產(chǎn)生一系列的放射狀徑向裂縫。在應(yīng)力波沖擊圍巖的同時(shí),爆生氣體急劇膨脹,加劇了裂縫的擴(kuò)大與發(fā)展,同時(shí)迫使已破碎巖石做徑向向前移動(dòng),巖石內(nèi)部?jī)?chǔ)存了一部分能量,隨著爆生氣體的壓力和溫度迅速下降,在藥包中心形成應(yīng)力降低區(qū),被壓縮的氣體即行卸載,當(dāng)卸載回彈拉應(yīng)力大于抗拉強(qiáng)度時(shí),巖石被拉斷。
當(dāng)存在自由面時(shí),壓縮應(yīng)力波自藥包中心向外傳播到自由面后,發(fā)生反射,壓縮波反射成拉伸波,當(dāng)反射的拉伸應(yīng)力大于該處巖石的抗拉強(qiáng)度時(shí),巖石被拉斷,產(chǎn)生一系列張拉裂縫。當(dāng)?shù)挚咕合適時(shí),在爆生氣體做功作用下將已破碎的巖石拋出原巖體而形成一個(gè)爆破漏洞。
2.隧道爆破減少圍巖擾動(dòng)控制措施
從爆炸作用及圍巖失穩(wěn)分析看,通過一定的措施,減小爆炸過程中爆力及沖擊作用,使爆破過程既能很好的碎巖,又不要向保留區(qū)傳遞太大能量,是通過爆破控制,減少圍巖擾動(dòng)、確保施工安全的重要途徑。
2.1 采用小循環(huán)進(jìn)尺
進(jìn)尺小則循環(huán)爆破方量小,一次爆破藥量小,爆破震動(dòng)自然也小。小循環(huán)進(jìn)尺施工會(huì)顯著增加各工序的交替次數(shù),必須加強(qiáng)施工組織,否則會(huì)降低施工效率。
2.2 選擇合適掏槽眼位置
掏槽眼的位置要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,一般要選在相對(duì)遠(yuǎn)離破碎巖體、遠(yuǎn)離淺埋區(qū)域的地方