一种大跨度硬质岩石隧洞开挖宽孔距布孔方法技术

本发明专利技术提供了一种大跨度硬质岩石隧洞开挖宽孔距布孔方法，属于地下工程技术领域，隧洞开挖宽孔距布孔包括掏槽孔、崩落孔、底孔和周边孔，包括以下步骤，S1、针对大断面隧洞开挖，采用分部开挖法施工，上部按照洞挖法进行爆破设计施工，下部按照明挖方法进行爆破设计施工；S2、上部开挖，楔形掏槽孔布置采用上下两个半区分区布孔，两个半区间采用了宽孔距布孔方法；扩大主掏槽孔的开孔范围，每对主掏槽孔采用宽孔距；S3、顶部崩落孔采用超宽孔距、小抵抗线布孔，两侧及底部崩落孔采用宽孔距布孔；S4、周边孔布置，适当提高周边孔孔距。本发明专利技术有效减少了炮孔数量，大大缩短了钻孔时间，加快了开挖单循环速度，提升了开挖效率。提升了开挖效率。提升了开挖效率。

【技术实现步骤摘要】
一种大跨度硬质岩石隧洞开挖宽孔距布孔方法


[0001]本专利技术属于地下工程
，涉及隧道工程，尤其涉及一种大跨度硬质岩石隧洞开挖宽孔距布孔方法。

技术介绍

[0002]目前，国内对于大断面隧洞开挖，钻孔工具主要有多臂凿岩台车和手风钻两种。由于多臂凿岩台车价格昂贵且超挖量大，开挖成本较高；而手风钻由于价格低廉，机动灵活性好，外偏角便于控制，超挖量较少，开挖成本较低。因此，目前国内大断面隧洞开挖钻孔仍以手风钻为主。而手风钻的钻孔速度是相对比较慢的，如果钻孔数量很大，那么钻孔工作将在整个开挖作业循环中占用大量时间，可以直接影响开挖进度，甚至控制隧洞开挖工期。
[0003]对于大断面硬质岩石隧洞而言，受隧洞开挖的特殊性限制，存在单循环爆破的炮孔数量过多，钻孔时间过长等问题：一般掌子面每平米炮孔数量2.2～2.5个左右，比如：100m2的开挖断面，炮孔数量将达到220～250个；并且在每个开挖作业循环中，钻孔时间几乎占到了单循环作业时间的1/2～1/2.5，比如：隧洞开挖各工序单循环作业总时间12小时，那么钻孔时间将占到5～6个小时。因此，如何优化爆破设计，减少大断面的钻孔数量，有效缩短开挖爆破作业单循环时间，加快开挖速度是至关重要的。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的问题是提供一种大跨度硬质岩石隧洞开挖宽孔距布孔方法，本专利技术解决了以上
技术介绍
中存在的问题，引入“宽孔距布孔”理念，适当扩大崩落孔、底孔间距；合理分区布置掏槽孔；根据光面爆破效果情况合理扩大周边孔间距等方式进行优化减少，有效缩短了钻孔时间，加快了开挖单循环速度，提升了效率。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术一种大跨度硬质岩石隧洞开挖宽孔距布孔方法，炮孔包括掏槽孔、崩落孔、周边孔和底孔，包括以下步骤，
[0006]S1、确定开挖方法，进行爆破设计施工，针对隧洞主洞采用分部开挖法施工，上部开挖有掌子面一个临空面，按照洞挖法进行爆破设计施工；下部开挖具有掌子面和顶面两个临空面，按照明挖方法进行爆破设计施工；
[0007]S2、掏槽孔采用上下两个半区布设，掏槽孔布置在整个上部开挖面的中部，每对主掏槽孔的开孔孔距大于5.0m，减少钻爆台车主框架宽度范围内的掏槽孔布孔；
[0008]S3、崩落孔布置，上部崩落孔采用超宽孔距、小抵抗线布孔，孔间距达到130～160cm；两侧及底部崩落孔采用宽孔距布孔，孔距达110
‑
140cm；
[0009]S4、周边孔布置，在保证光爆效果及超欠挖的前提下，提高周边孔孔距。
[0010]进一步的，在隧洞(或隧道)开挖爆破崩落孔、底孔布孔时，当崩落孔、底孔的孔距超过常规崩落孔的炮孔间距达20cm及以上时，称为宽孔距布孔；在掏槽孔采用分区布孔时，两个区域间的距离超过常规崩落孔的炮孔间距的取值范围达20cm及以上时，称为宽孔距布孔；
[0011]对于硬质岩石，当相应硬度围岩崩落孔孔距或分区掏槽的两个分区间距大于等于硬质岩石爆破宽孔距布孔判定值时，可判定为宽孔距布孔。
[0012]进一步的，在步骤S1中，爆破用的钻爆台车的顶面到洞顶设计开挖线≤1.8m，钻爆台车两侧伸缩平台可延伸到两侧墙设计开挖线任何部位，台车的主框架净宽度应不小于5.0m，以便于掏槽孔宽孔距布孔，出渣运输车辆能顺利通行。
[0013]进一步的，在步骤S2中，掏槽孔布置在钻爆台车的第2层、第3层位置，掏槽方式采用多级楔形掏槽，上下两半区最大间隔达150cm。
[0014]进一步的，在步骤S2中，扩大掏槽孔开孔范围，减小钻孔倾角，掏槽孔包括主掏槽孔和内掏槽孔，主掏槽孔布置在钻爆台车两侧主框架部位，主框架第2层、第3层间仅布置内掏槽孔；同时增加辅助掏槽孔，除了内掏槽、主掏槽外，每侧设置了四排辅助掏槽。
[0015]进一步的，步骤S3中，上部崩落孔位于钻爆台车的顶部，高度1.8m，采用宽孔距、小抵抗线布置，设置3圈上部崩落孔，靠近周边光爆孔的一圈崩落孔，称为外圈崩落孔，孔距取160cm；其他内圈崩落孔逐圈采用梅花型布置，由外向内孔距分别为150cm、130cm，两排崩落孔之间抵抗线取50cm；最下一排崩落孔紧邻掏槽孔，抵抗线根据爆破效果取120～170cm。
[0016]进一步的，在步骤S2中，崩落孔还包括两侧崩落孔，钻爆作业台车除了顶层外，两侧共设置了3层可伸缩作业平台：第1层、第2层高度均为2.1m，第3层高度1.95m，两侧崩落孔孔距取120cm，抵抗线取60～90cm。
[0017]进一步的，崩落孔还包括下部崩落孔，钻爆台车最下部的第1层，以下部崩落孔为主，共布置3排，整体按三角形布孔，下部崩落孔孔距取120cm，最上排抵抗线70～90cm，其余各排崩落孔排距60～65cm。
[0018]进一步的，崩落孔还包括底孔，底孔为整个上层开挖爆破作业面最底部的一排炮孔，为上部开挖面的下部底孔，为非设计开挖轮廓，取孔距120cm、抵抗线60cm。周边光爆孔间距为55cm，抵抗线50～55cm。
[0019]进一步的，在步骤S1中，钻孔采用手风钻钻孔，钻孔直径周边开挖轮廓采用光面爆破；采用装载机装自卸汽车出渣；
[0020]炸药为乳化炸药，选用塑料导爆索，爆速不小于6
×
103m/s；
[0021]雷管：孔内及联炮雷管选用1～14段非电毫秒雷管；起爆雷管选用工业电雷管。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有的优点和积极效果如下。
[0023]1、本专利技术改变传统布孔方式，提出了“隧洞开挖宽孔距布孔”的方法，通过一系列爆破试验，将原设计上台阶开挖炮孔数量246个减少到181个，有效降低了炮孔数量，实现了快速掘进，在大断面硬质岩石隧洞开挖中，通过采用宽孔距布孔爆破技术，炮孔数量降低了26.42％，有效缩短了钻孔时间，加快了开挖单循环速度，开挖断面102.02m2的情况下实现了主洞上层开挖单面月进尺230.2m的好成绩，实现大断面硬质岩石隧洞开挖炮孔数量少、钻孔时间短、施工进度快的技术效果。
[0024]2、本申请上部开挖面炮孔主要由掏槽孔、崩落孔、周边孔、底孔组成，炮孔数量可以通过引入“宽孔距布孔”理念，适当扩大崩落孔、底孔间距；合理分区布置掏槽孔；根据光面爆破效果情况合理扩大周边孔间距等方式进行优化减少，有效缩短了钻孔时间，加快了开挖单循环速度，提升了效率，降低了成本，缩短了工期。
附图说明
[0025]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0026]图1是常规爆破设计炮孔布置图；
[0027]图2是本专利技术一种大跨度硬质岩石隧洞开挖宽孔距布孔方法应用的实施例的上部开挖面炮孔布置图；
[0028]图3是本专利技术图2的A
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A剖视图。
具体实施方式
[0029]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大跨度硬质岩石隧洞开挖宽孔距布孔方法，适用于硬质岩石，水电工程~类围岩、公路，工程~级围岩，隧洞的岩石硬度范围f=6
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12，隧洞开挖跨度8~15m、高度7~14m，适用于圆形、城门洞形、马蹄形的隧洞开挖断面，其特征在于：炮孔包括掏槽孔、崩落孔、周边孔和底孔，包括以下步骤，S1、确定开挖方法，进行爆破设计施工，针对隧洞主洞采用分部开挖法施工，上部开挖有掌子面一个临空面，按照洞挖法进行爆破设计施工；下部开挖具有掌子面和顶面两个临空面，按照明挖方法进行爆破设计施工；S2、掏槽孔采用上下两个半区布设，掏槽孔布置在整个上部开挖面的中部，每对主掏槽孔的开孔孔距大于5.0m，减少钻爆台车主框架宽度范围内的掏槽孔布孔；S3、崩落孔布置，上部崩落孔采用超宽孔距、小抵抗线布孔，孔间距达到130~160cm；两侧及底部崩落孔采用宽孔距布孔，孔距达到110
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140cm；S4、周边孔布置，在保证光爆效果及超欠挖的前提下，提高周边孔孔距。2.根据权利要求1所述的一种大跨度硬质岩石隧洞开挖宽孔距布孔方法，其特征在于：在隧洞或隧道开挖爆破崩落孔、底孔布孔时，当崩落孔、底孔的孔距超过常规崩落孔的炮孔间距达20cm及以上时，称为宽孔距布孔；在掏槽孔采用分区布孔时，两个区域间的距离超过常规崩落孔的炮孔间距的取值范围达20cm及以上时，称为宽孔距布孔；对于硬质岩石，当相应硬度围岩崩落孔孔距或分区掏槽的两个分区间距大于等于硬质岩石爆破宽孔距布孔判定值时，可判定为宽孔距布孔。3.根据权利要求1所述的一种大跨度硬质岩石隧洞开挖宽孔距布孔方法，其特征在于：在步骤S1中，爆破用的钻爆台车的顶面到洞顶设计开挖线≤1.8m，钻爆台车两侧伸缩平台可延伸到两侧墙设计开挖线任何部位，台车的主框架净宽度应不小于5.0m，以便于掏槽孔宽孔距布孔，出渣运输车辆能顺利通行。4.根据权利要求1所述的一种大跨度硬质岩石隧洞开挖宽孔距布孔方法，其特征在于：在步骤S2中，掏槽孔布置在钻爆台车的第2层、第3层位置，掏槽方式采用多级楔形掏槽，上下两半区最大间隔达150cm。5.根据权利要求1所述的一种大跨度硬质岩石隧洞开挖宽孔距布孔方法，其特征在于：在步骤S2...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨玉银，符长安，李光明，苑庆森，刘吉新，杨帆，邱博，杨仕杰，来淑梅，李凯，康学粮，
申请(专利权)人：中国电建市政建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：