隧道聚能水压爆破综合项目施工关键技术.doc

聚能水压爆破施工技术一、工程概况该隧道处于陕北东南部黄土残塬区，上部覆盖厚层黄土，因为受到强烈侵蚀作用，黄土塬已破碎不堪，零星分布，地表沟壑纵横，冲沟发育，地质关键为冲积砂质新黄土，冲洪积砂质老黄土、黏质老黄土及砂类土；下部为水平层状砂岩、泥岩等，最大埋深310m。在施工过程中关键存在滑坡、高地应力、游离态有害气体、浅埋、断层等高风险，隧道结构穿越黄土、土石混合断面、水平岩层。施工难度大、安全风险高等很多不利原因。二、常规光面爆破技术1、技术原理常规光面爆破技术原理是炮眼中炸药爆炸后，在岩石中传输应力波产生径向压应力和切向拉应力,因为炮眼相邻互为“空眼”,所以在炮眼连线两侧产生应力集中度很高拉应力,超出岩石抗拉强度,炮眼之间岩体形成初始裂缝要比其它方向厉害多,除此之外,因为炸药爆炸生成高压气体膨胀产生静力作用促进初始裂缝深入延伸扩大。工艺步骤3、装药结构常规（或一般、传统）隧道爆破采取连续装药，炮眼间距炮眼中仅装炸药而无回填堵塞，其装药结构以下图所表示。炮眼无回填堵塞装药结构爆破参数常规爆破设计参数表周围眼深度3.5m，进尺2.8m，开挖断面面90.98m³，炸药单耗0.98kg/m³。5、常规爆破存在问题1）炮眼间距为40-50cm，布眼过密、打眼过多、打眼作业时间占用时间过长。2）因为炮孔内充满了空气，应力波部分能量因压缩空气而损失，所以应力波强度因无回填堵塞而降低，结果减弱了对围岩破碎。3）常常出现超挖，增加混凝土衬砌量提升施工成本，隧道爆破开挖出现亏损，超挖是致命“罪魁祸首”。4）常规爆破后有害气体浓度高，粉尘大。再加上斜井通风困难，放炮后通风时间需要30-40分钟，机械才能够抵达掌子面进行出碴，对工序衔接造成了极大影响。三、水压光面爆破技术1、技术原理水压光面爆破原理为“往炮眼中一定位置注入一定量水，并用专用炮泥回填堵塞炮眼，利用在水中传输冲击波对水不可压缩性，使爆炸能量经过水传输到围岩中几乎无损失，同时，水在爆炸气体膨胀作用下产生“水楔”效应，有利于岩石破碎，炮眼中水能够起到雾化降尘作用，大大降低粉尘对环境污染，所以水压爆破成为名副其实“绿色爆破”。工艺步骤3、装药结构4、爆破参数水压爆破设计参数表周围眼深度3.5m，进尺3.0m，开挖断面面90.98m³，炸药单耗0.88kg/m³。5、水袋制作水袋采取KPS-60型水袋自动封装机加工而成。这种专门为水压爆破研制封口机，结构简单，操作方便，每小时可制作约700个水袋。具体操作：首先连接水管，并用扎圈锁紧为防进气；打开电源调整温度到220°左右，预热约十分钟；试运转从出水口排除气体；然后把塑料袋套在出水口上，一按电钮水即可冲入袋中，随之自动封口，水袋便加工成。KPS-60型水袋自动封装机水袋制作6、炮泥制作炮泥采取PNJ-A型炮泥机加工而成。这种专门为水压爆破研制炮泥机，结构简单，操作方便，两个人每小时可制作约500根炮泥。制作炮泥可就地取材，节省成本，根据土：砂：水=0.75:0.1:0.15百分比制作。制作好炮泥放置时间不宜太长，最好在使用前1～2小时制作好，炮泥应不软也不硬，软了捣固时轻易挤压出炮眼口，硬了捣固时不易把炮泥捣固碎，堵塞不坚实。PNJ-A型炮泥机制作完成炮泥7、写实经过对XX隧道掘进60m技术应用，针对不一样地质条件、机械设备、气候条件等，采取现场写实统计方法，对钻孔装药、出碴、排险、支护、喷浆等花费时间，进行统计，形成写实统计结果。依据现场写实统计结果进行分析，单个循环进尺3.0m，作业时间平均为10小时12分钟，各工序平均作业时间以下：1)钻孔、装药：3小时12分钟。2)排险(排除拱部危石)：18分钟；3)出碴：3小时24分钟；4)打锚杆、挂网片等：1小时48分钟；5）喷射砼：1小时30分钟。水压爆破后效果图片8、技术创新点水压爆破和常规爆破相比，产生了很好爆破效果，爆破后岩面平整，降低了对周围围岩扰动，确保安全；岩碴块度大小均匀，利于装碴；控制了超欠挖，降低了支护混凝土用量，降低了成本。含有显著“三提升一保护”作用：提升炸药利用率，提升施工效率，提升经济效益，降低了粉尘等有害气体浓度，保护了作业人员安全和身体健康。四、聚能水压光面爆破新技术1、技术原理聚能水压爆破原理：就是利用聚能爆破原理，在线性药型罩上爆炸产物产生聚能作用，爆炸产物势能经过对称药型罩转化成粒子射流动能，即使PVC塑料射流没有金属铜射流速度高、切割能力强，PVC射流足以在岩石上切割出裂缝，PVC聚能管还能多产生60%以上爆破气体，在炮孔内高压爆破气体准应力及气体气刃作用下，在聚能角中心线方向上岩石被撑开、拉断，相邻炮孔切线上形成贯通缝隙。2、工艺步骤3、装药结构依据不一样钻孔深度选择轴向连续装药，接着装聚能装药管，聚能管上部用水袋填塞，最终用20-40cm炮泥填塞捣密实。以