技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種應(yīng)力解除爆破法。主要用于各種水利水電工程、交通、礦山等地下工程和深埋隧洞的開挖工程中。

背景技術(shù)

巖爆是地下工程開挖過程中，巖體中積累的勢能或應(yīng)變能的突然釋放導(dǎo)致的圍巖破壞，可導(dǎo)致人員傷亡、工作面或設(shè)備發(fā)生破壞，其基本特性是突然和劇烈。強(qiáng)巖爆可使圍巖大片爆裂脫落，出現(xiàn)強(qiáng)烈彈射，發(fā)生巖塊的拋射及巖粉噴射現(xiàn)象；有似爆破的爆裂聲，聲響強(qiáng)烈；持續(xù)時(shí)間長，并向圍巖深度發(fā)展，破壞范圍和塊度大，影響深度1～3m；極強(qiáng)巖爆可使圍巖嚴(yán)重爆裂，大塊巖片出現(xiàn)劇烈彈射，震動(dòng)強(qiáng)烈，有似炮彈、悶雷聲，聲響劇烈；迅速向圍巖深部發(fā)展，破壞范圍和塊度大，影響深度大于3m；嚴(yán)重影響甚至摧毀工程。成為控制工程施工安全、掘進(jìn)進(jìn)度、乃至成敗的關(guān)鍵因素。到目前為止，全世界的深埋地下工程建設(shè)中還沒有一個(gè)固定的強(qiáng)、極強(qiáng)巖爆區(qū)施工控制方法，國內(nèi)的強(qiáng)、極強(qiáng)巖爆控制基本處于空白狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對(duì)上述存在的問題提供一種在極強(qiáng)巖爆、強(qiáng)巖爆條件下適用的應(yīng)力解除爆破法，能夠有效降低或解除巖體應(yīng)力集中區(qū)的能量水平，以解決深埋隧洞(隧道、巷道)掘進(jìn)過程中巖爆引起的施工安全問題，從而保證掘進(jìn)的進(jìn)度。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：應(yīng)力解除爆破法，其步驟包括，

a、在掌子面上鉆爆破孔，其孔徑與開挖爆破孔孔徑一致；

b、在爆破孔內(nèi)裝藥；

c、裝藥完成后起爆；

其特征在于：在極強(qiáng)巖爆條件下，掌子面上自上而下均勻布置三排爆破孔，第一排孔沿頂拱的弧度均勻布置，其中頂孔距拱頂0.4-0.8m，孔長3-5m，仰角α10-14度，底部1-1.4m深度范圍裝藥；第二排孔沿水平方向均勻布置，孔長8-10m，仰角β4-8度，全程裝藥；第三排孔沿水平方向均勻布置，孔長8-10m，水平布置，全程裝藥；同時(shí)掌子面與隧洞兩側(cè)壁相交處的上半段均鉆有輔助爆破孔，其孔長3-5m，外偏角γ21-29度，仰角10-14度，全程裝藥，應(yīng)力集中區(qū)的裝藥量與解除范圍內(nèi)巖體重量比不超過0.07kg/T。

所述第一排孔有四個(gè)，其中頂孔距拱頂0.6m，孔長4m，仰角α12度，底部1.4m深度裝藥；第二排孔和第三排孔均為三個(gè)，其中第二排孔長9m，仰角β5度；第三排孔長9m；輔助爆破孔有四個(gè)，并對(duì)稱布置在掌子面與隧洞兩側(cè)壁的相交處，其孔長4m，外偏角γ25度，仰角12度；裝藥量與解除范圍內(nèi)巖體重量比為0.04kg/T。

在強(qiáng)巖爆條件下，掌子面上自上而下均勻布置三排爆破孔，孔長均為兩倍開挖進(jìn)尺，且孔的底部1-1.4m深度范圍內(nèi)裝藥，裝藥量與解除范圍內(nèi)巖體重量比為0.03-0.07kg/T，第一排孔沿頂拱的弧度均勻布置，其中頂孔距離拱頂小于1m，外偏角δ8-12度，仰角θ13-17度；第二排孔和第三排孔均為水平布置。

所述爆破孔的數(shù)量為九個(gè)，每排均布置三個(gè)，其中第一排孔的外偏角δ為10度，仰角θ為15度，頂孔距拱頂0.7m；裝藥量與解除范圍內(nèi)巖體重量比為0.05kg/T。

本發(fā)明的有益效果是：在深埋隧洞掘進(jìn)過程中采取上述措施后，有效地消除了巖爆引起的危害，大大提高了施工的安全性，保證了施工人員和設(shè)備的安全以及掘進(jìn)的進(jìn)度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中極強(qiáng)巖爆條件下的平面示意圖。

圖2是圖1的A-A向剖視圖。

圖3是圖1的B-B向剖視圖。

圖4是本發(fā)明中強(qiáng)巖爆條件下的平面示意圖。

圖5是圖4的C-C向剖視圖。

圖6是圖4的D-D向剖視圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例的步驟包括：

a、在掌子面上鉆爆破孔，其孔徑與開挖爆破孔孔徑一致；

b、在爆破孔內(nèi)裝藥；

c、裝藥完成后起爆；

對(duì)于隧洞(隧道、巷道)工程而言，上述應(yīng)力解除爆破法可以納入到正常爆破工作程序中，只是將應(yīng)力解除爆破孔優(yōu)先起爆，此后才是正常的開挖爆破，二者之間的時(shí)間延時(shí)不作特別要求，可以采用現(xiàn)場開挖爆破任意兩個(gè)相鄰起爆順序之間的延時(shí)。爆破孔一般布置在應(yīng)力集中區(qū)內(nèi)，孔深以達(dá)到或穿過應(yīng)力集中區(qū)為原則；同時(shí)根據(jù)地質(zhì)條件的不同確定爆破孔的數(shù)目、孔徑大小以及裝藥量，以最大程度弱化巖體，同時(shí)不過分損傷巖體造成支護(hù)工作量的增加，并考慮潛在巖爆強(qiáng)度和現(xiàn)場支護(hù)的有效性。