[发明专利]隧道钢筋砼二衬控爆拆除装药结构及施工方法

说明书

本发明在此提供一种隧道钢筋砼二衬控爆拆除装药结构及施工方法，其特征在于，在二衬两侧拱腰和边墙处对称布置爆破区段，其中拱腰布置5个竖直剖面，每个剖面内钻孔平行向上倾斜；其中边墙布置4个平剖面，每个剖面内钻孔平行向隧道外侧倾斜。钻孔底留3cm厚砼作保护层，孔内采用不连续间隔装药结构。起爆顺序为，先起爆两侧拱腰炮孔，延时半秒再起爆两侧边墙炮孔，沿隧道纵向相邻炮孔延时100ms。其原理在于，采用密集炮孔及间隔装药结构易使爆破区内砼碎块化，砼碎块与钢筋剥离形成薄弱区；处于非爆区段的拱顶二衬砼克服拱腰薄弱区的钢筋支承力下坠，并带动非爆区段的拱墙绕边墙薄弱区下挠至二衬砼落地。本方法适用于隧道钢筋砼二次衬砌的拆除。

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域中的一种二次衬砌结构拆除方法，具体来讲是隧道钢筋砼二衬控爆拆除装药结构及施工方法。

背景技术

在隧道施工和营运过程中，由工程质量缺陷或不良地质等原因可能导致二次衬砌砼不能抵抗围岩压力产生变形开裂，甚至发生破坏。常用的隧道二衬砼包括素砼和钢筋砼两种结构。当发生破坏需要拆换时，素砼二衬结构内由于无钢筋骨架，破拆相对容易。而拆除钢筋砼二衬时，将由于二衬砼结构内的钢筋骨架牵扯作用而大幅增加作业难度，采用传统的弱松动爆破时对周边初期支护和围岩扰动大，易引发次生灾害；采用破碎头破拆时工效较低且安全风险大。因此，有必要研制一种能降低拆除作业安全风险且能减轻对周边初期支护和围岩扰动的控制爆破拆除技术，确保钢筋砼二衬的安全快速拆除。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，在此提供一种隧道钢筋砼二衬控爆拆除装药结构及施工方法，适用于隧道钢筋砼二次衬砌的拆除。

本发明是这样实现的，构造一种隧道钢筋砼二衬控爆拆除装药结构，其特征在于：以二衬砼施工缝位置划分拆除分段，在二衬两侧拱腰处对称布置拱腰爆破区，拱腰爆破区内布置5个竖直剖面，相邻剖面间距25cm～40cm，每个剖面内钻孔平行向上倾斜；在二衬两侧边墙处对称布置边墙爆破区，边墙爆破区内布置4个平剖面，相邻剖面间距25cm～40cm，每个剖面内钻孔平行向隧道外侧倾斜；钻孔内采用不连续间隔装药结构形成炮孔，钻孔同样采用不连续间隔装药结构形成炮孔；起爆方向为，由临近二衬砼内侧的炮孔向二衬砼外侧的炮孔逐层起爆。起爆顺序为，先同时起爆两侧拱腰炮孔，沿隧道纵向相邻炮孔延时100ms依次起爆；以炮孔和炮孔的孔口所处横断面计，同一横断面的炮孔起爆后，延时半秒再同时起爆两侧边墙炮孔；其原理在于，采用密集炮孔及不连续间隔装药结构易使爆破区内砼碎块化，砼碎块与钢筋剥离并分别形成拱腰薄弱区和边墙薄弱区，处于非爆区段的拱顶二衬砼凭借自重克服拱腰薄弱区的钢筋支承力下坠，并带动非爆区段的拱墙二衬砼绕边墙薄弱区下挠至二衬砼落地；本方法适用于隧道钢筋砼二次衬砌的拆除。

根据本发明所述隧道钢筋砼二衬控爆拆除装药结构，其特征在于；所述钻孔和钻孔与二衬砼内侧壁面的夹角均为30°，处于同一剖面的相邻钻孔孔口中心距30cm～40cm，处于同一剖面的相邻钻孔孔口中心距30cm～50cm。所述钻孔和钻孔的直径为42mm，均不贯穿二衬砼，在孔底留3cm厚度的二衬砼作为保护层。

根据本发明所述隧道钢筋砼二衬控爆拆除装药结构，其特征在于；所述不连续间隔装药结构是采用节段长度为10cm、直径为φ32mm的乳化条状炸药，在距炮孔、炮孔底端约10cm处安装孔底炸药，第二节炸药与孔底炸药净距40～50cm，其余各节炸药的净距为30～40cm，炸药采用导爆索串联并用防水绝缘胶带捆绑于竹条上，以便于安装；孔口用长度不少于20cm的炮泥堵塞。

一种隧道钢筋砼二衬控爆拆除装药施工方法，其特征在于：按照如下方式进行；

A，爆破参数设计：根据钢筋砼二衬厚度、砼强度、爆破飞石距离等设计钻孔剖面间距、钻孔孔口中心距、不连续间隔装药结构的炸药净距等参数；