[发明专利]一种高地应力岩爆区联合控制爆破结构及爆破方法

说明书

本发明公开一种高地应力岩爆区联合控制爆破结构及爆破方法，包括杆体、预紧装置、让压套筒、耗能锚固组件、紧固组件，所述杆体贯穿让压套筒的前、后端，预紧装置设置在让压套筒的后端，锚固组件设置在让压套筒的内部与杆体和让压套筒的内壁连接，紧固组件设置在杆体与让压套筒两头的连接处，所述让压套筒的外壁上设置有环形齿刀，环形齿刀与让压套筒连接为一体。本发明可有效地控制高地应力区隧道岩爆的发生，快速安全地提升施工进度，防止隧道超挖以及支护结构的安全。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种高地应力岩爆区联合控制爆破结构及爆破方法。

背景技术

岩爆作为高地应力环境中深部岩体特有的地质灾害，发生时具有很强的突发性、随机性与破坏性。高地应力环境下深部岩体的变形破坏模式与浅层岩体有很大的不同，表现出明显的不连续和非线性特征，实际上，岩石的破坏归根到底是能量驱动下的一种状态失稳现象。岩爆作为岩石的失稳破坏的一种动力现象，在宏观上表现出能量释放的特点，其本质是围岩中能量突然释放的结果。岩爆的发生不仅严重威胁施工人员及设备的安全、影响施工进度，而且还会造成超挖、初期支护失效。

钻爆开挖作业是隧道钻爆法施工中首要的一项，它是在岩体中钻凿出一定孔径和深度的炮眼，并装上炸药进行爆破，从而达到开挖的目的，是隧道施工中关键的基本作业。光面爆破是通过正确确定周边眼的各爆破参数，使爆破后的围岩断面轮廓整齐，最大限度减轻爆破对围岩的震动和破坏。但对于高地应力下的深部岩体，由于受地质力学条件及诱发因素、工程结构施工因素的影响，加之高地应力环境下围岩物理力学性质本身的复杂性，使得仅仅采用光面控制爆破方法不能够完全控制高地应力区隧道岩爆的发生，如何有效地控制高地应力区隧道岩爆的发生，快速安全地提升施工进度，防止隧道超挖以及支护结构的安全，成为亟待解决的工程问题。

发明内容

本发明旨在提供一种高地应力岩爆区联合控制爆破结构及爆破方法，解决上述存在的问题。

为达到上述目的，本发明提供的上述一种高地应力岩爆区联合控制爆破结构，在开挖的掌子面上设置超前释能炮孔、辅助眼孔、掏槽眼孔、周边眼孔，所述掏槽眼孔、辅助眼孔、超前释能炮孔、周边眼孔在掌子面上由内向外间隔布置，超前释能炮孔、辅助眼孔、掏槽眼孔、周边眼孔内均装填有爆破组件，所述爆破组件为雷管和药柱的组合。

优选的，所述掏槽眼孔位于掌子面的中部，所述周边眼孔位于掌子面的边缘，所述超前释能炮孔在辅助眼孔与周边眼孔之间间隔分布，所述辅助眼孔靠近掏槽眼孔。

进一步地，所述掏槽眼孔阵列分布在掌子面的中部。

优选的，所述超前释能炮孔的前部内间隔装填有药柱，超前释能炮孔的尾部设有低段雷管。

进一步地，所述超前释能炮孔内的雷管的装药密度为100～200g/m，药柱的装药不耦合系数为2.0～4.0、装药密度为200～330g/m。

优选的，所述辅助眼孔、周边眼孔内间隔装填有药柱。

进一步地，所述辅助眼孔、周边眼孔内的药柱的装药不耦合系数为2.0～4.0、线装药密度为200～330g/m。

优选的，所述掏槽眼孔内连续耦合装填有药柱。

进一步地，所述掏槽眼孔内的药柱的装药密度为200～330g/m。

优选的，爆破方法为：

步骤一：布置炮孔，在隧道开挖掌子面处根据设计要求在隧道开挖区确定出的周边轮廓线内布置超前释能炮孔、辅助眼孔、掏槽眼孔、周边眼孔，超前释能炮孔与辅助眼孔、掏槽眼孔、周边眼孔间隔布置，钻孔深度按单循环进尺的2倍进行控制；在高地应力剧烈岩爆区段，对爆破参数进行优化，将周边眼孔间距可调整到30～35cm；周边眼孔最小抵抗线可调整到50～55cm为宜；