[发明专利]提高高铁隧道V级围岩单循环进尺的爆破方法

说明书

本发明提供了提高高铁隧道V级围岩单循环进尺的爆破方法，属于地下工程技术领域，包括以下步骤，S1、隧道V级围岩开挖断面，采用上、下两层分部开挖，上部先行，下部同时跟进，上部掌子面超前下部8～15m；开挖台阶，由三台阶法改为二台阶法开挖，增大核心土高度用于保证上台阶掌子面的稳定性；提高设计单循环进尺；采用双侧单向掏槽，确保每一茬炮后留下完整的核心土。S2、确定炮孔数量，在上部设置炮孔，进行爆破试验，周边孔采用光面爆破。本发明将设计单循环进尺提高，有效降低了成本、缩短了工期。

技术领域

本发明属于地下工程技术领域，涉及提高高铁隧道V级围岩单循环进尺的爆破方法。

背景技术

对于高速铁路V级围岩隧道，施工技术规程规定：其开挖单循环进尺应根据围岩的地质条件、自稳能力和初期支护的钢架间距合理确定，上台阶循环进尺不得大于1榀钢架设计间距。这对于只有少量V级围岩的隧道影响不大，但对于以V级围岩为主的长距离隧道，单循环进尺将决定整个隧道的工期，甚至于决定整个铁路工程的总工期。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种提高高铁隧道V级围岩单循环进尺的爆破方法。本发明解决了以上背景技术中存在的问题，将设计单循环进尺提高，降低了成本，缩短了工期。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：通过研究优化开挖程序、爆破技术，合理提高高铁隧道V级围岩单循环进尺的爆破方法，包括以下步骤，

S1、隧道V级围岩开挖断面，采用上、下两层分部开挖，上部先行，下部同时跟进，上部掌子面超前下部8～15m；

开挖台阶，由三台阶法改为二台阶法开挖，增大核心土高度用于保证上台阶掌子面的稳定性；采用双侧单向掏槽，确保每一茬炮后留下完整的核心土；提高设计单循环进尺；

S2、确定炮孔数量，在上部设置炮孔，进行爆破试验，周边孔采用光面爆破。

进一步的，炮孔数量按进行估算，

式中：f—岩石坚固性系数；S—隧道开挖断面面积，m²。

进一步的，在步骤S1中，

上台阶开挖高度提高到6m以上；

核心土的高度增大到3.8m以上，底部宽度5m以上；

在上台阶核心土两侧采用单向掏槽，设置多个掏槽孔；

在V级围岩超前支护及上台阶核心土的保护下，将设计单循环进尺提高到1.8m以上。

进一步的，掏槽孔倾角采用60°～80°，掏槽孔包括从靠近核心土位置向外依次设置的主掏槽孔、辅助掏槽孔1、辅助掏槽孔2和辅助掏槽孔3，且倾斜角依次增大，单孔药量依次减小。

进一步的，主掏槽孔的间距小于辅助掏槽孔1的间距，辅助掏槽孔1和辅助掏槽孔2的间距不大于辅助掏槽孔3的间距，辅助掏槽孔1和辅助掏槽孔2的间距相同或不同。

进一步的，炮孔还包括内圈崩落孔、外圈崩落孔、底孔和周边光爆孔。内圈崩落孔位于核心土的上方，且多个内圈崩落孔形成与上台阶相同的弧形；外圈崩落孔靠近周边光爆孔，数量为多个且形成同心的弧形，上部的外圈崩落孔与内圈崩落孔同心且设在内圈崩落孔的外圈，两侧的外圈崩落孔设在掏槽孔的外圈；底孔设在上台阶的下端水平面上；所述周边光爆孔采用光面爆破。

进一步的，周边光爆孔的在上台阶的外弧面(设计开挖线)上均布设置，周边光爆孔的间距是所有炮孔间距中最小的，且单孔药量最小。

进一步的，在步骤S1中，每循环开挖爆破，顶拱140°范围内均设置超前支护保护，超前小导管采用Φ42mm、厚3.5mm的热轧无缝钢管，长3.5m，间距35cm；每循环掌子面中部预留核心土。