市政工程硬岩隧道二氧化碳致裂器开挖炮孔布置结构及爆破开挖工艺制造技术

本发明专利技术公开市政工程硬岩隧道二氧化碳致裂器开挖炮孔布置结构及爆破开挖工艺，市政工程硬岩隧道二氧化碳致裂器开挖炮孔布置结构包括上台阶工作面和下台阶工作面，所述上台阶工作面和所述下台阶工作面上均开设有相应的炮孔，市政工程硬岩隧道二氧化碳致裂器爆破开挖工艺，先爆破上台阶工作面，再爆破下台阶工作面。采用二氧化碳致裂器对坚硬岩石进行爆破，二氧化碳致裂器爆破相对于炸药爆破震动小且不会产生破坏性的震波，本发明专利技术的炮孔布置方法，空孔内不装二氧化碳致裂器，为掏槽致裂孔爆破提供了一定的自由面和补偿空间，能够充分利用空孔的空孔效应，提高了炮孔利用率；且掏槽致裂孔的轴线与工作面斜交，能够将靠近自由面的岩石抛出。面的岩石抛出。面的岩石抛出。

【技术实现步骤摘要】
市政工程硬岩隧道二氧化碳致裂器开挖炮孔布置结构及爆破开挖工艺


[0001]本专利技术涉及隧道施工
具体地说是市政工程硬岩隧道二氧化碳致裂器开挖炮孔布置结构及爆破开挖工艺。

技术介绍

[0002]破岩技术广泛应用于采矿工程、冶金工程等领域，长期以来，炸药爆破为破碎岩石的主要手段，但是在特殊情况下，炸药爆破的不利效应限制了其应用；如在市政工程硬岩隧道的施工中，由于市政工程的硬岩隧道位于城市的闹市下，其开挖不仅对环境保护的要求高，还需要严格控制地表建筑物的振动速度，当市政工程隧道施工开挖遇到坚硬的岩石时，炸药爆破无法满足上述需求，不能达到安全施工要求。

技术实现思路

[0003]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种炮孔布置合理，便于在市区地下隧道安全施工的硬岩隧道二氧化碳致裂器开挖炮孔布置结构及爆破开挖工艺。
[0004]市政工程硬岩隧道二氧化碳致裂器开挖炮孔布置结构，包括上台阶工作面和下台阶工作面，所述上台阶工作面上开设有掏槽致裂孔、空孔、第一辅助致裂孔、第二辅助致裂孔、第三辅助致裂孔、第四辅助致裂孔、上台阶底孔和周边孔，所述空孔位于所述上台阶工作面的中部，所述掏槽致裂孔布置在所述空孔的两侧，所述第一辅助致裂孔布置在所述掏槽致裂孔的两侧，所述第二辅助致裂孔布置在所述第一辅助致裂孔的两侧，所述第三辅助致裂孔布置在所述掏槽致裂孔、所述空孔、所述第一辅助致裂孔和所述第二辅助致裂孔的上方，所述第四辅助致裂孔布置在所述第三辅助致裂孔的外圈，所述周边孔布置在所述第四辅助致裂孔的外圈，所述上台阶底孔沿所述上工作面的底部布置；
[0005]所述下台阶工作面上开设有第一排孔、第二排孔、第三排孔和下台阶底孔，所述第一排孔、所述第二排孔、所述第三排孔和所述下台阶底孔从上至下依次布置在所述下台阶工作面上；所述隧道的垂直中心线为垂直中心线X，所述上台阶工作面和所述下台阶工作面的交界线为工作面分割线。
[0006]上述市政工程硬岩隧道二氧化碳致裂器开挖炮孔布置结构，所述空孔沿平行于所述垂直中心线X的方向布置；所述空孔两个为一对开设在所述上台阶工作面上；所述空孔为两个时：两个所述空孔的圆心位于隧道的垂直中心线X上；空孔的数量为大于两个的偶数个时：一对空孔中的两个空孔关于所述垂直中心线X水平镜像对称布置，每个所述空孔与所述垂直中心线X的距离相等。
[0007]上述市政工程硬岩隧道二氧化碳致裂器开挖炮孔布置结构，所述掏槽致裂孔、所述第一辅助致裂孔和所述第二辅助致裂孔均关于垂直中心线X对称布置。
[0008]上述市政工程硬岩隧道二氧化碳致裂器开挖炮孔布置结构，所述掏槽致裂孔开孔方向与水平面平行，所述掏槽致裂孔孔口与垂直中心线X的水平距离大于所述掏槽致裂孔
孔底与垂直中心线X的水平距离；所述第一辅助致裂孔开孔方向与水平面平行，所述第一辅助致裂孔孔口与隧道垂直中心线X的水平距离大于所述第一辅助致裂孔孔底与隧道垂直中心线X的水平距离；所述第二辅助致裂孔开孔方向与工作面垂直。
[0009]上述市政工程硬岩隧道二氧化碳致裂器开挖炮孔布置结构，在隧道的同一横截面上，所述第三辅助致裂孔、所述第四辅助致裂孔和所述周边孔分别布置在以隧道轴心为圆心的三条圆弧上；所述第三辅助致裂孔、所述第四辅助致裂孔和所述周边孔至所述隧道轴心的径向距离至依次增大；所述上台阶底孔的圆心位于所述工作面分割线上。
[0010]上述市政工程硬岩隧道二氧化碳致裂器开挖炮孔布置结构，所述第三辅助致裂孔和所述第四辅助致裂孔的开孔方向均垂直于工作面；所述周边孔孔口与隧道轴线的距离小于所述周边孔孔底与所述隧道轴线的距离。
[0011]上述市政工程硬岩隧道二氧化碳致裂器开挖炮孔布置结构，所述第一排孔、所述第二排孔和所述第三排孔均沿垂直中心线X对称布置；所述第一排孔、所述第二排孔和所述第三排孔均与工作面分割线平行；所述下台阶底孔布置在以隧道轴线为圆心的圆弧上。
[0012]上述市政工程硬岩隧道二氧化碳致裂器开挖炮孔布置结构，所述掏槽致裂孔、所述第一辅助致裂孔、所述第二辅助致裂孔、所述第三辅助致裂孔、所述第四辅助致裂孔、所述上台阶底孔、所述周边孔、所述第一排孔、所述第二排孔、所述第三排孔和所述下台阶底孔的孔径均为60mm、沿隧道轴线方向的开孔深度均为1500mm，所述空孔的孔径均为60mm，所述空孔沿隧道轴线方向的开孔深度大于或等于所述第二辅助致裂孔沿隧道轴线方向的开孔深度，所述掏槽致裂孔轴线与工作面夹角范围为74
°‑
86
°
，所述掏槽致裂孔的数量为六个或六个以上的偶数个，六个或六个以上所述掏槽致裂孔关于垂直中心线X对称分布在所述空孔的两侧，每个所述掏槽致裂孔与所述中心线X的距离均相等；所述第一辅助致裂孔与所述工作面的夹角范围为83
°‑
87
°
，所述第一辅助致裂孔的数量为六个或六个以上的偶数个，六个或六个以上所述第一辅助致裂孔关于垂直中心线X对称布置在掏槽致裂孔的外侧，每个所述第一辅助致裂孔与所述垂直中心线X的距离相等；所述第二辅助致裂孔的数量为四个或四个以上的偶数个，所述第二辅助致裂孔关于垂直中心线X对称布置在所述第一辅助致裂孔的外侧，每个所述第二辅助致裂孔与所述垂直中心线X的距离相等；所述周边孔分别在隧道的同一横截面上以隧道轴心为圆心的三条圆弧等间距分布，所述周边孔与上台阶工作面的夹角为99
°
，在两个或两个以上的所述周边孔中：位于两端的周边孔圆心位于工作面分割线上，两个或两个以上的上台阶底孔沿所述工作面分割线等间距分布；在上台阶工作面上，所述空孔之间的垂直中心距、所述掏槽致裂孔之间的垂直中心距、所述第一辅助致裂孔之间的垂直中心距、所述第二辅助致裂孔之间的垂直间距均为500mm，所述掏槽致裂孔与所述空孔的水平距离为500mm，所述第一辅助致裂孔与所述掏槽致裂孔的水平距离为500mm，所述第二辅助致裂孔与所述第一辅助致裂孔的水平距离为499mm，所述第三辅助致裂孔沿以隧道轴心为圆心的半径为2071mm的圆弧等间距布置，相邻两个所述第三辅助致裂孔的圆心距为600mm，所述第四辅助致裂孔沿以隧道轴心为圆心的半径为2571mm的圆弧等间距布置，相邻两个所述第四辅助致裂孔的圆心距为600mm，所述周边孔沿以隧道轴心为圆心的半径为3091mm的圆弧等间距布置，相邻两个所述周边孔的圆心距为500mm，相邻两个上台阶底孔的圆心距为520mm。
[0013]上述市政工程硬岩隧道二氧化碳致裂器开挖炮孔布置结构，所述第一排孔、所述
第二排孔和所述第三排孔均由七个致裂孔组成，所述第一排孔两端的致裂孔、所述二排孔两端的致裂孔、所述第三排孔两端的致裂孔和所述下台阶底孔：其孔口与隧道轴心的距离小于其孔底与隧道轴心的距离，所述第一排孔两端的致裂孔、所述第二排孔两端的致裂孔、所述第三排孔两端的致裂孔和所述下台阶底孔与下台阶工作面的夹角均为102
°
；所述第一排孔与所述工作面分割线的垂直距离为832mm，所述第一排孔与所述第二排孔的垂直距离为832m本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.市政工程硬岩隧道二氧化碳致裂器开挖炮孔布置结构，其特征在于，包括上台阶工作面和下台阶工作面，所述上台阶工作面上开设有掏槽致裂孔(1)、空孔(2)、第一辅助致裂孔(3)、第二辅助致裂孔(4)、第三辅助致裂孔(5)、第四辅助致裂孔(6)、上台阶底孔(7)和周边孔(8)，所述空孔(2)位于所述上台阶工作面的中部，所述掏槽致裂孔(1)布置在所述空孔(2)的两侧，所述第一辅助致裂孔(3)布置在所述掏槽致裂孔(1)的两侧，所述第二辅助致裂孔(4)布置在所述第一辅助致裂孔(3)的两侧，所述第三辅助致裂孔(5)布置在所述掏槽致裂孔(1)、所述空孔(2)、所述第一辅助致裂孔(3)和所述第二辅助致裂孔(4)的上方，所述第四辅助致裂孔(6)布置在所述第三辅助致裂孔(5)的外圈，所述周边孔(8)布置在所述第四辅助致裂孔(6)的外圈，所述上台阶底孔(7)沿所述上工作面的底部布置；所述下台阶工作面上开设有第一排孔(9)、第二排孔(10)、第三排孔(11)和下台阶底孔(12)，所述第一排孔(9)、所述第二排孔(10)、所述第三排孔(11)和所述下台阶底孔(12)从上至下依次布置在所述下台阶工作面上；所述隧道的垂直中心线为垂直中心线X，所述上台阶工作面和所述下台阶工作面的交界线为工作面分割线(13)。2.根据权利要求1所述的市政工程硬岩隧道二氧化碳致裂器开挖炮孔布置结构，其特征在于，所述空孔(2)沿平行于所述垂直中心线X的方向布置；所述空孔(2)两个为一对开设在所述上台阶工作面上；所述空孔(2)为两个时：两个所述空孔(2)的圆心位于隧道的垂直中心线X上；空孔(2)的数量为大于两个的偶数个时：一对空孔(2)中的两个空孔(2)关于所述垂直中心线X水平镜像对称布置，每个所述空孔(2)与所述垂直中心线X的距离相等。3.根据权利要求1所述的市政工程硬岩隧道二氧化碳致裂器开挖炮孔布置结构，其特征在于，所述掏槽致裂孔(1)、所述第一辅助致裂孔(3)和所述第二辅助致裂孔(4)均关于垂直中心线X对称布置。4.根据权利要求3所述的市政工程硬岩隧道二氧化碳致裂器开挖炮孔布置结构，其特征在于，所述掏槽致裂孔(1)开孔方向与水平面平行，所述掏槽致裂孔(1)孔口与垂直中心线X的水平距离大于所述掏槽致裂孔(1)孔底与垂直中心线X的水平距离；所述第一辅助致裂孔(3)开孔方向与水平面平行，所述第一辅助致裂孔(3)孔口与隧道垂直中心线X的水平距离大于所述第一辅助致裂孔(3)孔底与隧道垂直中心线X的水平距离；所述第二辅助致裂孔(4)开孔方向与工作面垂直。5.根据权利要求1所述的市政工程硬岩隧道二氧化碳致裂器开挖炮孔布置结构，其特征在于，在隧道的同一横截面上，所述第三辅助致裂孔(5)、所述第四辅助致裂孔(6)和所述周边孔(8)分别布置在以隧道轴心为圆心的三条圆弧上；所述第三辅助致裂孔(5)、所述第四辅助致裂孔(6)和所述周边孔(8)至所述隧道轴心的径向距离依次增大；所述上台阶底孔(7)的圆心位于所述工作面分割线(13)上。6.根据权利要求5所述的市政工程硬岩隧道二氧化碳致裂器开挖炮孔布置结构，其特征在于，所述第三辅助致裂孔(5)和所述第四辅助致裂孔(6)的开孔方向均垂直于工作面；所述周边孔(8)孔口与隧道轴线的距离小于所述周边孔(8)孔底与所述隧道轴线的距离。7.根据权利要求1所述的市政工程硬岩隧道二氧化碳致裂器开挖炮孔布置结构，其特征在于，所述第一排孔(9)、所述第二排孔(10)和所述第三排孔(11)均沿垂直中心线X对称布置；所述第一排孔(9)、所述第二排孔(10)和所述第三排孔(11)均与工作面分割线(13)平行；所述下台阶底孔(12)布置在以隧道轴线为圆心的圆弧上。
8.根据权利要求1所述的市政工程硬岩隧道二氧化碳致裂器开挖炮孔布置结构，其特征在于，所述掏槽致裂孔(1)、所述第一辅助致裂孔(3)、所述第二辅助致裂孔(4)、所述第三辅助致裂孔(5)、所述第四辅助致裂孔(6)、所述上台阶底孔(7)、所述周边孔(8)、所述第一排孔(9)、所述第二排孔(10)、所述第三排孔(11)和所述下台阶底孔(12)的孔径均为60mm、沿隧道轴线方向的开孔深度均为1500mm，所述空孔(2)的孔径均为60mm，所述空孔(2)沿隧道轴线方向的开孔深度大于或等于所述第二辅助致裂孔(4)沿隧道轴线方向的开孔深度，所述掏槽致裂孔(1)轴线与工作面夹角范围为74
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86
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，所述掏槽致裂孔(1)的数量为六个或六个以上的偶数个，六个或六个以上所述掏槽致裂孔(1)关于垂直中心线X对称分布在所述空孔(2)的两侧，每个所述掏槽致裂孔(1)与...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄宝龙，高伟，贺超，许舒荣，韩玉福，温汉宏，张亮，张松，董世卓，李宁，方亮文，孔令辉，郑新赟，刘冰，郭鹏，
申请(专利权)人：北京中煤矿山工程有限公司，
类型：发明
国别省市：