[发明专利]一种应力环境软岩铁路隧道爆破施工方法

说明书

本发明涉及隧道爆破技术领域，特别涉及一种应力环境软岩铁路隧道爆破施工方法。提出爆破区与非爆破区的划分方法，并通过进行炮孔布局、装药量分布以及引爆顺序的调整，有效降低爆破粉尘、减少爆破扰动，本发明的技术方案为了应对易破碎的围岩结构，提供了一种科学合理的弱爆破施工方式，通过对炮孔的合理布置，以及对炮孔内装药量、引爆顺序进行了优化，实现了高地应力软岩大变形铁路隧道的松动爆破，后期通过结合机械式掘进，即可完成该类型隧道的顺利挖掘。该方法适用于该类型的围岩结构，能够有效控制掌子面的轮廓，后方收敛变形也大幅度减小，在保证隧道平稳推进的同时，极大的降低了火工品的消耗。

技术领域

本发明涉及隧道爆破技术领域，特别涉及一种应力环境软岩铁路隧道爆破施工方法。

背景技术

随着国内经济的飞速发展，为满足日益增加的通行要求，需要开通建设大量的铁路、公路，穿越山岭时多采用隧道。有些隧道线路穿越断层，岩层节理、裂隙发育，岩体破碎且埋深较大，有一定地应力，山体主要为砂岩、泥岩、页岩、泥灰岩，黑色，灰褐色，局部夹杂灰白色石英条带，强风化，呈水平薄片层状结构，层面间胶结差，手可掰碎，遇水软化，掌子面存在掉块、坍塌的风险，掌子面有渗水，自稳性差，属于典型Ⅴ级围岩。

上述围岩状况隧道的开挖存在如下技术缺陷：爆破参数难以控制，常规对后续围岩扰动大，掌子面外飞渣较多，掌子面后方钢拱架初期支护因爆破扰动局部变形较大，喷射混凝土压碎掉块严重，部分区段收敛值较高。

基于上述高地应力的大变形软岩地质条件进行的隧道施工面临很大的挑战，稍有不慎，就会出现隧道拱部溜塌甚至塌方，常规爆破巨大的振动常引起已施工初支部位钢架受挤压变形甚至侵限，局部变形量达1m，换拱、套拱严重影响了施工进度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的在硬度低、强风化、岩体破碎的围岩特性的山体进行隧道爆破开挖存在围岩扰动大、收敛变形大、喷射混凝土挤压掉块严重及支护钢架易变形的缺陷，提供一种应力环境软岩铁路隧道爆破施工方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种应力环境软岩铁路隧道爆破施工方法，包括如下步骤：

步骤一、将掌子面上台阶按高度分为上下两个区域，上部为第一区域，下部为第二区域；所述第二区域为爆破区；掌子面围岩稳定性较差，需要采用超前小导管或是超前管棚预支护，总体是顶部围岩软底部围岩硬，底部采用机械开挖难度大，根据围岩情况具体划分，采用底部爆破，带动顶部围岩塌落或松动，进而将上台阶分为非爆破区和爆破区；

所述爆破区又分为左爆破区和右爆破区，在所述爆破区内进行炮孔钻孔作业，所述炮孔从所述掌子面的中轴线向隧道两侧依次包括掏槽孔、辅助孔、外圈孔和光爆孔；

步骤二、对所述炮孔内进行炸药、延期导爆管雷管的安装，所述炮孔的单孔装药量0.1-0.8kg，炸药的消耗量不高于0.5kg/m³；在满足爆破区围岩松动爆破的前提下降低炸药消耗量，可以有效降低爆破振动带来的围岩扰动，减小收敛变形，也减少爆破粉尘等有毒有害气体产生量；

步骤三、根据所述延期导爆管雷管的安装方式，按照先中部后隧道两侧的顺序进行延时爆破。

本发明的技术方案为了应对易破碎、高地应力的围岩结构，有效减少爆破扰动、减少收敛变形、降低爆破粉尘，提供了一种科学合理的弱爆破施工方式，增加要进行上下分区的理由，通过对掌子面的上台阶分区，非爆破区是在爆炸区爆破后形成临空面及在爆破力作用下散落或是变得极为松散，更有利于后续机械开挖；通过对炮孔的合理布置，以及对炮孔内装药量、引爆顺序进行的优化，实现了高地应力软岩大变形铁路隧道的松动爆破，后期通过结合机械式掘进，即可完成该类型隧道的顺利掘进。该方法适用于该类型的围岩结构，能够有效控制掌子面的轮廓，后方收敛变形也大幅度减小，在保证隧道平稳推进的同时，也极大的降低了火工品的消耗。