一种花岗片麻岩区圆形硐室交叉型钻孔光面爆破及岩爆控制的方法与流程

本发明涉及水利水电工程技术领域，具体涉及一种花岗片麻岩区圆形硐室交叉型钻孔光面爆破及岩爆控制的方法。

背景技术：

硐室开挖过程中，岩体容易受到爆破扰动，引起岩爆。本发明的研究对象是花岗片麻岩，一种具有明显的片麻构造的变质岩浆岩。对于花岗片麻岩的开挖，一方面易引起岩爆，岩体震动强烈，岩爆持续时间长，破坏范围大；另一方面，爆破后的花岗片麻岩还易造成结构面开裂，岩体大片脱落，围岩坍塌，开挖面变形的危害，这将严重影响甚至摧毁地下开挖工程，增加后期的维护成本。

现今，国内较多采用以圆心为基准点的整体爆破开挖的办法，然而这种开挖办法后期需要耗费较大的人力、物力和时间成本。截至目前还不存在一种较为有效的用于花岗片麻岩区的光面爆破及岩爆控制的方法，而该种有效方法将成为控制工程施工安全、工程掘进进度、乃至工程成败的关键因素。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能够最大限度地使岩体破碎且同时保证距离掌子面较近的围岩完整性、减少不必要爆破损伤的花岗片麻岩区圆形硐室交叉型钻孔光面爆破及岩爆控制的方法。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

一种花岗片麻岩区圆形硐室交叉型钻孔光面爆破及岩爆控制的方法，包括如下步骤：

i．布置爆破孔

在圆形开挖边界均匀分布一圈呈水平方向的光面爆破孔，在开挖边界以内以掌子面中心为圆心均匀分布一圈呈水平方向的爆破孔，掌子面中轴线左侧均匀分布呈水平向右倾斜的爆破孔，掌子面中轴线右侧均匀分布呈水平向左倾斜的爆破孔，掌子面中轴线上均匀分布呈水平方向的爆破孔；掌子面中轴线左侧的爆破孔与掌子面中轴线右侧的爆破孔在掌子面之后相交，爆破孔之间的距离至少为1米；

ii．起爆

首先起爆位于掌子面中轴线上的爆破孔，间隔0.5秒后再起爆开挖边界的光面爆破孔，间隔0.5秒后接着起爆开挖边界以内的爆破孔，间隔1秒后最后起爆分布于掌子面中轴线左、右两侧的爆破孔。

进一步地，所述光面爆破孔有16个，孔深为6.5m，孔径为80mm，全部深度范围装药，爆破强度按0.03kg/t。

进一步地，所述开挖边界以内的爆破孔有16个，孔深为6.5m，孔径为50mm，全部深度范围装药，爆破强度按0.04kg/t。

进一步地，分布于掌子面中轴线左侧的所述爆破孔有11个，孔径40mm，以45-50度的角度水平倾斜右壁，钻孔深度距离右侧开挖边界为1m，全部深度范围装药，爆破强度按0.05kg/t。

进一步地，分布于掌子面中轴线右侧的所述爆破孔有11个，孔径40mm，以45-50度的角度水平倾斜左壁，钻孔深度距离右侧开挖边界为1m，全部深度范围装药，爆破强度按0.05kg/t。

进一步地，分布于掌子面中轴线上的所述爆破孔有5个，孔深为6.5m，孔径为60mm，孔内底部3m装药，爆破强度按0.08kg/t。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

本发明一种花岗片麻岩区圆形硐室交叉型钻孔的光面爆破及岩爆控制的方法，合理布置光面爆破孔的位置，可减少对花岗片麻岩区圆形硐室的稳定性扰动；掌子面上爆破孔的位置、数目、孔径大小、孔深、装药量的设计具有最大程度弱化岩体，同时不过分损伤岩体，以及消除或降低岩爆动力源以控制岩爆的效果。具体如下：

1、本发明中爆破孔的孔径大小、装药量、起爆顺序与现有技术均不同，本发明中爆破孔的孔径均放大，装药量作了调节，起爆顺序以先解决岩爆、再解决光面爆破、最后实现小块碎石爆破，爆破后的小块岩体便于出渣。

2、设于掌子面中轴线上的爆破孔为岩爆解除孔，可使得应力往更深部的岩体集中，优先爆破，分散应力，解决开挖面的高地应力问题。

3、光面爆破孔采用80mm大直径钻孔，装药量较小，可保护开挖边界受到最小的扰动。

4、掌子面左、右两侧布设可在掌子面之后相互交叉的爆破孔，交叉的角度约45度，可最大限度地使岩体破碎，减少二次爆破，同时保证距离掌子面较近的围岩的完整性，减少不必要的爆破开挖损伤。

附图说明

图1是本发明一种花岗片麻岩区圆形硐室交叉型钻孔光面爆破及岩爆控制的方法中开挖掌子面爆破孔分布示意图。

图2是本发明一种花岗片麻岩区圆形硐室交叉型钻孔光面爆破及岩爆控制的方法中开挖掌子面水平线a-a’剖面示意图。

图3是本发明一种花岗片麻岩区圆形硐室交叉型钻孔光面爆破及岩爆控制的方法中开挖掌子面中轴线b-b’剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的实施例作进一步详细的描述。

以直径为8米的花岗片麻岩区圆形硐室的掌子面为例，实施本发明的技术方案。

一种花岗片麻岩区圆形硐室交叉型钻孔光面爆破及岩爆控制的方法，包括如下步骤：

i．布置爆破孔

如图1、2、3所示，在圆形开挖边界均匀分布16个呈水平方向的光面爆破孔301，孔深为6.5m，孔径为80mm，全部深度范围装药，爆破强度按0.03kg/t；在开挖边界以内以掌子面中心为圆心均匀分布16个呈水平方向的爆破孔302，光面爆破孔301与爆破孔302的距离为1米，孔深为6.5m，孔径为50mm，全部深度范围装药，爆破强度按0.04kg/t；掌子面中轴线左侧均匀分布11个呈水平向右倾斜的爆破孔303，孔径40mm，以45-50度的角度水平倾斜右壁，钻孔深度距离右侧开挖边界为1m，全部深度范围装药，爆破强度按0.05kg/t；掌子面中轴线右侧均匀分布11个呈水平向左倾斜的爆破孔304，孔径40mm，以45-50度的角度水平倾斜左壁，钻孔深度距离右侧开挖边界为1m，全部深度范围装药，爆破强度按0.05kg/t；掌子面中轴线上均匀分布5个呈水平方向的爆破孔305，孔深为6.5m，孔径为60mm，孔内底部3m装药，爆破强度按0.08kg/t；掌子面中轴线左侧的爆破孔303与掌子面中轴线右侧的爆破孔304在掌子面之后相交。

ii．起爆

首先起爆位于掌子面中轴线上的爆破孔305，间隔0.5秒后再起爆开挖边界的光面爆破孔301，间隔0.5秒后接着起爆开挖边界以内的爆破孔302，间隔1秒后最后起爆分布于掌子面中轴线左、右两侧的爆破孔303和爆破孔304。

根据圆形硐室的大小，可灵活调节交叉爆破孔303与304的深度，爆破孔间的距离也可调节，一般孔距在0.8-1.2米之间。

以上所述仅是本发明优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种花岗片麻岩区圆形硐室交叉型钻孔光面爆破及岩爆控制的方法，包括如下步骤：I．布置爆破孔，包括圆形开挖边界的光面爆破孔、开挖边界以内的爆破孔、掌子面上水平倾斜的交叉爆破孔和掌子面中轴线上的爆破孔，爆破孔之间的距离为1米；II.起爆，首先起爆掌子面中轴线上的爆破孔，再起爆光面爆破孔，接着起爆边界内的爆破孔，最后起爆掌子面上的交叉爆破孔。本发明通过布置爆破孔、设定起爆顺序以及设计爆破孔的孔深、孔径和爆破强度的方式，来实现最大程度弱化岩体，不过分损伤岩体，消除或降低岩爆动力源以控制岩爆等的有益效果。

技术研发人员：彭鹏;单治钢;李华
受保护的技术使用者：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2017.07.07
技术公布日：2017.12.08