[发明专利]一种盾构隧道聚能药包快速预致裂爆破方法

说明书

本发明公开一种盾构隧道聚能药包快速预致裂爆破方法，包括：在盾构机与隧道掌子面之间的狭小作业空间内，基于盾构机自身预留的超前地质钻机，对盾构隧道按照掌子面炮孔布置图进行隧道钻孔，得到水平炮孔；在水平炮孔中填入聚能药包预致裂爆破装置，并用导爆索连接相邻的聚能药包预致裂爆破装置，最后完成堵塞进行起爆。本发明可以充分地实现对掌子面内岩石的爆破预致裂；本发明的聚能药包预致裂爆破装置可以按照施工环境和炮孔尺寸定制，模型简单加工方便，针对盾构机在掘进过程中遇到不同坚硬基岩等类型情况都可适用，不受地面环境影响；本发明所需炮孔数少，减少了施工难度和炸药的使用量，因此每循环进尺所需成本也相应减少，加快了施工进度。

技术领域

本发明涉及爆破施工领域，特别涉及一种盾构隧道聚能药包快速预致裂爆破方法。

背景技术

随着城市地下铁路隧道的推广，适应城市地下铁路隧道修建的盾构法隧道掘进技术也得到蓬勃发展。盾构法隧道掘进技术由于其机械化、自动化程度高，可以实现少人化施工、成本低、施工速度快、不受外界天气以及地面建筑物环境干扰等优点。与其他类型的施工方法相比，埋深大、隧洞长的地下铁路项目采用盾构法施工更加的经济高效，对周边环境的影响也最低，所以伴随着对盾构机的推广，盾构施工的场所也越来越多。

在使用盾构法对地下隧道进行施工过程中，由于盾构法工作的原理是通过刀盘旋转切削盾构机刀盘前方土体或者松散岩石，然后由出土系统向外运送渣土，最后利用预制管片拼装或注浆工艺构建隧道主体结构。其中盾构机刀盘旋转切削岩土是盾构机能否安全高效顺利通过的关键，随着盾构机在实际工程中的应用，盾构法隧道掘进过程中通常会遇到如孤石，硬岩等坚硬地质条件。当盾构机刀盘在硬岩上作业时，会出现刀盘磨碎严重，掘进速度慢等问题，严重影响了盾构法施工的经济高效。而且盾构机换刀操作复杂，且伴有安全隐患，所以在掘进硬岩是频繁换刀的方法是不可取的。目前，盾构法施工过程中遇到坚硬孤石或者岩层时，最高效的方法是从地面钻垂直孔至盾构机前方，然后使用爆破的方法使盾构机前方岩石破碎，从而使盾构机可以经济高效的通过。但是该方法受到的外部影响因素太多，往往无法实施，部分可以使用地面钻孔爆破的工程环境，由于该方法上面覆盖的埋深较大，为达到盾构机安全通行的要求，爆破产生的振动和围岩损伤都很严重，且岩石破碎不均匀，严重影响了周围环境。

发明内容

为解决上述现有技术中所存在的问题，本发明提供一种盾构隧道聚能药包快速预致裂爆破方法，在盾构隧道中结合盾构机的超前地质钻机在掌子面上进行隧道钻孔，使掌子面上形成分布均匀的预致裂炮孔，在炮孔内装填聚能药包预致裂爆破装置，然后通过工业数码电子雷管进行起爆网络连接，实现从内到外的逐孔起爆，对盾构机前方的坚硬基岩进行均匀可靠的爆破超前预致裂，使盾构机掘进路线上掌子面内岩石的充分地预致裂；聚能药包预致裂爆破装置可以按照施工环境和炮孔尺寸定制，模型简单加工方便，针对于盾构机在掘进过程中遇到不同坚硬基岩等类型情况都可适用，不受地面环境影响；炮孔数少，减少了施工难度和炸药总药量，因此每循环进尺所需的成本也相应减少；掌子面岩石在进行爆破预致裂之后盾构机掘进速度提高，对刀盘的磨损减小，施工效率大大提升。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种盾构隧道聚能药包快速预致裂爆破方法，包括：

在盾构机与隧道掌子面之间的狭小作业空间内，基于所述盾构机自身预留的超前地质钻机，对盾构隧道按照掌子面炮孔布置图进行隧道钻孔，得到水平炮孔；

在所述水平炮孔中填入聚能药包预致裂爆破装置，并用导爆索连接相邻的所述聚能药包预致裂爆破装置，然后进行起爆网络连接，在最后一个聚能药包预致裂装置延伸的导爆索上连接数码电子雷管，最后进行堵塞，设置所述数码电子雷管的延时，完成掌子面内炮孔从内到外逐孔逐响起爆。

可选地，所述聚能药包预致裂爆破装置包括：管壁上均匀分布有聚能罩的薄壁金属铝管、炸药和导爆索。

可选地，所述分布有聚能罩的薄壁金属铝管是在工厂机械一次冲压加工完成的，所述聚能罩的锥顶角度为30°～70°。