大断面隧道循环爆破掘进方法 |
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| 申请号 | CN201710748830.6 | 申请日 | 2017-08-28 | 公开(公告)号 | CN107462118A | 公开(公告)日 | 2017-12-12 |
| 申请人 | 武汉理工大学; | 发明人 | 张建华; 史骥; 黄刚; 李雷斌; 宣德全; 帅宝林; 李栋朋; 姜婷婷; 叶永喜; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种大断面隧道循环爆破掘进方法，包括以下步骤：在大断面隧道掌子面的底端中部，沿大断面隧道延伸方向掘进一段引导隧道；在引导隧道的多个橫断面上，按一定深度沿径向打导孔，导孔沿引导隧道成扇形分布；在多个导孔分布形成的扇形轮廓边缘处，沿引导隧道轴线方向打多个大断面周边孔；起爆导孔和大断面周边孔后形成一段大断面隧道，将大断面隧道中部铲出一条通道，将起爆崩落的废石铲至通道两侧，铺设成台阶；分段循环施工，直至完成整个大断面隧道的掘进工作。实现大断面隧道爆破掘进的循环作业，提高了掘进效率，大幅减小了爆破震动，提高了隧道施工的安全性，降低了对钻孔设备的要求，降低了人员工作强度，提高了钻孔工作效率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种大断面隧道循环爆破掘进方法，其特征在于，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 大断面隧道循环爆破掘进方法技术领域[0001] 本发明涉及隧道爆破掘进技术领域，具体涉及一种大断面隧道循环爆破掘进方法。 背景技术[0002] 20世纪60年代以来，隧道爆破掘进技术不断进步和发展。从干式钻孔发展为湿式钻孔，研发出了一大批钻孔质量好，效率高的机械化钻机；从火雷管起爆、电雷管起爆发展为塑料导爆管非电起爆；从普通岩石炸药发展为防水的乳化炸药。尽管用于隧道掘进的机械设备和炸药性能有了长足的进步，但爆破掘进的工艺基本没有变化，都是根据隧道实际情况布置掏槽辅助周边孔爆破崩落岩石。这种方法应用广泛，在隧道断面较小时取得了较好的效果，但在大断面隧道掘进时效果不甚理想，一次爆破后需经历铲运废石，出渣，清理工作面，钻孔等一整套工序才能进行下一阶段的爆破工作。而且由于断面尺寸较大，传统方法的爆破效果不甚理想，也会产生较大的地震波。并且还存在一次爆破阶段长度不足，钻孔成本偏高，爆破工艺流程导致的无法实现循环掘进，工期较长等问题。因此需要一种新型爆破掘进方法，实现爆破循环掘进，提高掘进效率。 发明内容[0003] 本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种大断面隧道循环爆破掘进方法，实现大断面隧道爆破掘进的循环作业，提高了掘进效率，大幅减小了爆破震动，提高了隧道施工的安全性，降低了对钻孔设备的要求，降低了人员工作强度，提高了钻孔工作效率。 [0004] 本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是： [0005] 一种大断面隧道循环爆破掘进方法，包括以下步骤： [0006] 1)在大断面隧道掌子面的底端中部，沿大断面隧道延伸方向掘进一段深度的引导隧道； [0007] 2)以引导隧道为自由面，在引导隧道的多个橫断面上，按一定深度沿径向打导孔，多个导孔沿引导隧道成扇形分布； [0008] 3)在多个导孔分布形成的扇形轮廓边缘处，沿引导隧道轴线方向打多个大断面周边孔； [0009] 4)起爆导孔和大断面周边孔后形成一段大断面隧道，将大断面隧道中部铲出一条通道，将起爆崩落的废石铲至通道两侧，将通道两侧的废石铺设成平台，平台作为对大断面隧道掌子面施工的工作平台； [0010] 5)重复步骤1)～4)，分段循环施工，直至完成整个大断面隧道的掘进工作。 [0011] 按照上述技术方案，所述的步骤1)中，掘进引导隧道的具体步骤包括：按照传统隧道爆破掘进方法，在隧道掌子面上待挖引导隧道范围内，钻掏槽眼、辅助眼以及周边眼，起爆掏槽眼、辅助眼和周边眼，形成一段引导隧道。 [0012] 按照上述技术方案，所述的步骤2)中，导孔的外端延伸至待开挖的大断面隧道的外轮廓边缘。 [0013] 按照上述技术方案，所述的步骤3)中，大断面周边孔的长度与引导隧道的长度一致。 [0014] 本发明具有以下有益效果： [0015] 通过预先掘进一段深度的引导隧道，当作大断面隧道爆破的自由面，能够实现大断面隧道爆破掘进的循环作业，将大断面隧道的爆破作业分解为两次独立掘进爆破作业，提高了掘进效率，减小了作业时间，大幅减小了爆破震动，减小了对已挖隧道的震动，防止隧道塌方，提高了隧道施工的安全性，将大断面隧道爆破进行分解爆破后，降低了爆破炸药埋入前相应钻孔的难度，降低了对钻孔设备的要求，无需购置多型钻机便可完成所有类型炮孔的钻孔工作，节省了大量资金，降低了人员工作强度，利用废石当作大断面隧道打孔工作的工作平台，节省了废石铲运时间，提高了钻孔工作效率。附图说明 [0016] 图1是本发明实施例中在掘进引导隧道时掌子面上钻孔的横截面示意图； [0017] 图2是本发明实施例中以引导隧道为自由面布设导孔的示意图； [0018] 图3是本发明实施例中大断面隧道分段循环施工的示意图 [0019] 图中，1-掏槽眼、辅助眼和周边眼，2-导孔，3-阶段爆破长度，4-大断面周边孔，5-平台，6-抵抗线长度，7-引导隧道，8-大断面隧道，9-通道。 具体实施方式[0020] 下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。 [0021] 参照图1～图3所示，本发明提供的一个实施例中的大断面隧道循环爆破掘进方法，包括以下步骤： [0022] 1)在大断面隧道8掌子面的底端中部，沿大断面隧道8延伸方向掘进一段深度的引导隧道7； [0023] 2)以引导隧道7为自由面，在引导隧道7的多个橫断面上，按一定深度沿径向打导孔2，多个导孔2沿引导隧道7成扇形分布； [0024] 3)在多个导孔2分布形成的扇形轮廓边缘处，沿引导隧道7轴线方向打多个大断面周边孔4； [0025] 4)起爆导孔2和大断面周边孔4后形成一段大断面隧道8，将大断面隧道8中部铲出一条通道9，将起爆崩落的废石铲至通道9两侧，将通道9两侧的废石铺设成平台5(若用于铺设台阶的废石还有多余，可将多余的废石铲运至隧道外)，平台5作为对大断面隧道8掌子面施工的工作平台5； [0026] 5)重复步骤1)～4)，分段循环施工，直至完成整个隧道的掘进工作。 [0027] 进一步地，所述的步骤1)中，掘进引导隧道7的具体步骤包括：按照传统隧道爆破掘进方法，在隧道掌子面上待挖引导隧道7范围内，钻掏槽眼、辅助眼以及周边眼，起爆掏槽眼、辅助眼和周边眼1，形成一段引导隧道7，并将起爆崩落的废石铲出引导隧道7。 [0028] 进一步地，所述的步骤2)中，导孔2的外端延伸至待开挖的大断面隧道8的外轮廓边缘，或导孔2的长度加上引导隧道7的半径等于大断面隧道8的半径。 [0029] 进一步地，所述的步骤3)中，大断面周边孔4的长度与引导隧道7的长度一致。 [0030] 进一步地，所述的步骤2)中，设有扇形分布导孔2的相邻横断面之间的距离为抵抗线长度6。 [0031] 本发明的一个实施例中，本发明的工作原理： [0032] 图中，导孔2的数量以及阶段爆破长度3里导孔2的排数，仅作示意说明，具体参数根据矿山实际情况选择。 [0033] 下面结合附图对本发明做进一步的说明，该方法包括： [0034] A:如图一所示，在隧道断面中下部按照传统隧道爆破掘进方法，根据隧道实际情况，安排布置掏槽眼、辅助眼和周边眼1炮孔，其炮孔深度与爆破阶段长度有关。 [0035] B:起爆后，将崩落的岩石铲运出隧道。在形成的隧道内，按照已经制定好的爆破方案，如图二，沿隧道轴向和径向打扇形分布的导孔2，并在隧道边缘设计位置打大断面周边孔4，孔深与爆破阶段长度有关。 [0036] C:起爆大断面周边孔4和扇形分布的导孔2后，崩落的岩石不必全部铲运出隧道。先将隧道中部铲运出一条通道9，以供钻机为下阶段“自由面”隧道打孔所用。在钻机打孔的同时，将隧道两侧部分的岩石进行堆积整理，形成一个较为平整的平台5，如图三所示，方便钻机钻下一阶段大断面隧道8的周边孔。 [0037] D：重复步骤A-C，循环完成整个隧道的爆破掘进。 [0038] 综上所述，利用传统掏槽爆破方法在大断面隧道8中部形成一定深度的小型隧道，当作大断面隧道8爆破的自由面，并在小型隧道中按照设计布置若干扇形分布的导孔2，起爆后在整理堆积废石的同时，可进行下一阶段爆破的钻孔工作。与现有技术相比，该方法掘进效率显著提高，能够实现爆破掘进的循环进尺作业，大幅度减少作业时间。现有技术中，一次起爆的炮孔数量较多，爆破震动较难控制，对隧道的安全稳定性影响较大。本发明将大断面隧道8的爆破作业分为两次独立进行，大幅度减小了爆破震动对隧道安全稳定性的影响。与传统的掏槽爆破掘进方法相比，该方法由于将大断面隧道8爆破作业分为两次进行，降低了对钻孔设备的要求，无需购置多型钻机便可完成所有类型炮孔的钻孔工作，节省了大量资金，降低了人员工作强度。在铲运整理第一阶段爆破崩落的废石的同时，可以进行下一阶段小型隧道的打孔工作，待两侧废石整理完成后便可利用废石当作大断面隧道8打孔工作的工作平台5，节省了废石铲运时间，提高了钻孔工作效率，实现循环作业。 |
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