一种隧道掌子面爆破施工方法与流程

本发明属于隧道周边光面爆破施工领域，特别涉及用于隧道初期支护紧跟掌子面条件下的隧道周边光面爆破施工方法。

背景技术：

为了控制隧道围岩变形及防止坍塌，根据现行的隧道工程施工技术规程要求，初期支护结构要在隧道开挖后及时施工，紧跟隧道施工掌子面。这种施工条件就造成了在接下来的周边眼钻孔时，由于初期支护结构的限制使得钻杆无法沿开挖轮廓线开孔，且需要向外留有一定的外插角。这种钻孔方法会因为外插角过大而造成较大的超挖现象，隧道周边开挖面不平整；同时增加对隧道周边围岩的扰动范围，破坏原岩的完整形。这不仅影响隧道施工的顺利进行，而且使初期支护施工难度增大，工程费用增加。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种隧道掌子面爆破施工方法，能够有效的改善周边眼的爆破质量，提高隧道周边开挖面的平顺度，降低周边眼爆破对隧道围岩的扰动范围。

本发明技术方案一种隧道掌子面爆破施工方法，包括以下步骤：

（1）确定隧道开挖边界和初期支护安装位置，初期支护紧贴掌子面安装；

（2）钻周边眼，所述周边眼分为短眼和长眼，所述短眼沿着初期支护内侧边沿向掌子面内部钻取，短眼孔长（DL）为1.5～2.5m，短眼孔底与隧道开挖边界偏移距离（DPL）不大于10cm，所述长眼沿着短眼内侧向掌子面内部钻取，长眼开口与短眼开口间孔口距（KL）为15cm，长眼孔长（CL）为3.5～4.5m，长眼孔底与隧道开挖边界偏移距离（CPL）不大于10cm，且长眼、短眼搭接长度（JL）不小于0.5m；

（3）向短眼内填装炸药，采用分段轴向及径向不耦合的装药方式，首先，选用合适长度的短眼用导爆索，选用单个重量为80～120g的短眼用炸药卷，然后，将短眼用炸药卷捆绑在短眼用导爆索上，并由短眼用导爆索置于短眼孔底端开始间隔设置，两短眼用炸药卷间间隔长度（DJG）为0.4～0.5m，在短眼孔口设置孔口堵塞段，孔口堵塞段长度（DDS）不小于0.4m；

（4）向长眼内填装炸药，采用分段轴向及径向不耦合的装药方式，首先，选用合适长度的长眼用导爆索，选用单个重量为80～120g的长眼用炸药卷，然后，将长眼用炸药卷捆绑在长眼用导爆索上，并由长眼用导爆索置于长眼孔底端开始间隔设置，两长眼用炸药卷间间隔长度（CJG）为0.4～0.5m，在长眼孔口留空，孔口留空长度（LK）不大于0.5倍短眼孔长（DL），在孔口留空内侧设置孔内堵塞段，内堵塞段长度（CDS）不小于0.4m；

（5）爆破。

本发明技术有益效果：

1、能有效的解决隧道施工时，初期支护紧跟掌子面的情况下的隧道超挖量过大的现象，减少了喷射砼的量，节约了成本；

2、通过间隔装药，将标准药卷分散开，减少炸药爆炸时对围岩的损害，提高了施工安全，降低隧道加固及维护费用；

3、周边眼的结构减少隧道的超挖，即减少隧道的出碴量，同时因减少了超挖量和喷射砼的量，从而减少工序作业时间，有效缩短工期。

附图说明

图1为本发明一种隧道掌子面爆破施工方法中的周边眼结构示意图，

图2为本发明一种隧道掌子面爆破施工方法中的掌子面结构示意图，

图3为短眼装药示意图，

图4为长眼装药示意图，

其中零部件、部位名称及所对应的标记为：初期支护11、掌子面12、隧道开挖边界13、短眼21、长眼22、长短眼孔口距KL、短眼孔底与隧道开挖边界偏移距离DPL、长眼孔底与隧道开挖边界偏移距离CPL、短眼孔长DL、长眼孔长CL、长眼、短眼搭接长度JL、孔口堵塞段31、药卷32、导爆索33、孔内堵塞段DS、两短眼用炸药卷间间隔长度DJG、两长眼用炸药卷间间隔长度CJG、孔口留空长度LK。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合说明书附图对本发明技术方案做进一步的说明。

实施例一：

如图1、图2、图3和图4所示，为一种隧道掌子面爆破施工方法，

首先，按照图1和图2中周边眼形状和结构进行周边眼的钻孔，隧道施工掌子面12为拱形平面，初期支护11紧贴掌子面12安装，周边眼分为短眼21和长眼22，短眼21和长眼22在拱形掌子面12上呈径向方向钻取，短眼21在掌子面12上开口位置紧贴初期支护11内侧下部位置，长眼22位于短眼21内侧，短眼21孔长DL为1.5m，短眼孔底与隧道开挖边界偏移距离DPL为10cm，长眼22在掌子面12上开口位置由短眼开口位置向内侧偏移且偏移的长短眼孔口距KL为15cm，长眼孔长CL为3.5m，长眼孔底与隧道开挖边界偏移距离CPL为10cm，所述长眼22、短眼21搭接长度JL为0.5m；

然后，向短眼21内装药：采用分段轴向及径向不耦合的装药方式，选用合适长度的短眼用导爆索33，短眼用导爆索33长度大于短眼21孔长，选用单个重量为80g的短眼用炸药卷32，然后，利用胶带等捆绑器具将短眼用炸药卷32捆绑在短眼用导爆索33上，短眼用炸药卷32由伸于短眼21孔底端开始捆绑，两短眼用炸药卷32间间隔长度DJG为0.4m，在短眼21的孔口设置孔口堵塞段31，孔口堵塞段31长度DDS为0.4m；

再后，向长眼内填装炸药，采用分段轴向及径向不耦合的装药方式，选用合适长度的长眼用导爆索36，长眼用导爆索36长度大于长眼22孔长，选用单个重量为80g的长眼用炸药卷35，然后，将长眼用炸药卷捆绑在长眼用导爆索上，并由长眼用导爆索置于长眼孔底端开始间隔设置，两长眼用炸药卷间间隔长度CJG为0.4m，在长眼孔口留空，孔口留空长度LK为0.7m，在孔口留空内侧设置孔内堵塞段，内堵塞段长度CDS为0.4m；

最后，准备点火爆破。

实施例二：

如图1、图2、图3和图4所示，为一种隧道掌子面爆破施工方法，

首先，按照图1和图2中周边眼形状和结构进行周边眼的钻孔，隧道施工掌子面12为拱形平面，初期支护11紧贴掌子面12安装，周边眼分为短眼21和长眼22，短眼21和长眼22在拱形掌子面12上呈径向方向钻取，短眼21在掌子面12上开口位置紧贴初期支护11内侧下部位置，长眼22位于短眼21内侧，短眼21孔长DL为2.5m，短眼孔底与隧道开挖边界偏移距离DPL为10cm，长眼22在掌子面12上开口位置由短眼开口位置向内侧偏移且偏移的长短眼孔口距KL为15cm，长眼孔长CL为4.5m，长眼孔底与隧道开挖边界偏移距离CPL为10cm，所述长眼22、短眼21搭接长度JL为0.5m；

然后，向短眼21内装药：采用分段轴向及径向不耦合的装药方式，选用合适长度的短眼用导爆索33，短眼用导爆索33长度大于短眼21孔长，选用单个重量为120g的短眼用炸药卷32，然后，利用胶带等捆绑器具将短眼用炸药卷32捆绑在短眼用导爆索33上，短眼用炸药卷32由伸于短眼21孔底端开始捆绑，两短眼用炸药卷32间间隔长度DJG为0.5m，在短眼21的孔口设置孔口堵塞段31，孔口堵塞段31长度DDS为0.4m；

再后，向长眼内填装炸药，采用分段轴向及径向不耦合的装药方式，选用合适长度的长眼用导爆索36，长眼用导爆索36长度大于长眼22孔长，选用单个重量为120g的长眼用炸药卷35，然后，将长眼用炸药卷捆绑在长眼用导爆索上，并由长眼用导爆索置于长眼孔底端开始间隔设置，两长眼用炸药卷间间隔长度CJG为0.5m，在长眼孔口留空，孔口留空长度LK为0.5倍短眼孔长DL，在孔口留空内侧设置孔内堵塞段，内堵塞段长度CDS为0.4m；

最后，准备点火爆破。

实施例三：

如图1、图2、图3和图4所示，为一种隧道掌子面爆破施工方法，

首先，按照图1和图2中周边眼形状和结构进行周边眼的钻孔，隧道施工掌子面12为拱形平面，初期支护11紧贴掌子面12安装，周边眼分为短眼21和长眼22，短眼21和长眼22在拱形掌子面12上呈径向方向钻取，短眼21在掌子面12上开口位置紧贴初期支护11内侧下部位置，长眼22位于短眼21内侧，短眼21孔长DL为2m，短眼孔底与隧道开挖边界偏移距离DPL为10cm，长眼22在掌子面12上开口位置由短眼开口位置向内侧偏移且偏移的长短眼孔口距KL为15cm，长眼孔长CL为4m，长眼孔底与隧道开挖边界偏移距离CPL为10cm，所述长眼22、短眼21搭接长度JL为0.5m；

然后，向短眼21内装药：采用分段轴向及径向不耦合的装药方式，选用合适长度的短眼用导爆索33，短眼用导爆索33长度大于短眼21孔长，选用单个重量为100g的短眼用炸药卷32，然后，利用胶带等捆绑器具将短眼用炸药卷32捆绑在短眼用导爆索33上，短眼用炸药卷32由伸于短眼21孔底端开始捆绑，两短眼用炸药卷32间间隔长度DJG为0.45m，在短眼21的孔口设置孔口堵塞段31，孔口堵塞段31长度DDS为0.4m；

再后，向长眼内填装炸药，采用分段轴向及径向不耦合的装药方式，选用合适长度的长眼用导爆索36，长眼用导爆索36长度大于长眼22孔长，选用单个重量为100g的长眼用炸药卷35，然后，将长眼用炸药卷捆绑在长眼用导爆索上，并由长眼用导爆索置于长眼孔底端开始间隔设置，两长眼用炸药卷间间隔长度CJG为0.45m，在长眼孔口留空，孔口留空长度LK为0.5倍短眼孔长DL，在孔口留空内侧设置孔内堵塞段，内堵塞段长度CDS为0.4m；

最后，准备点火爆破。

本发明技术方案一种隧道掌子面爆破施工方法中，核心技术为周边眼的长、短眼布置和轴向、径向不耦合的装药方法，本隧道掌子面爆破施工方法，控制隧道在爆破掘进过程中的超挖现象，缩小爆破对围岩的扰动范围，从而使开挖面更加平顺、光滑，充分保持围岩的自稳能力，确保隧道施工安全，提高施工效率，降低隧道加固及维护费用。

本发明技术方案在上面结合附图对发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。