[發明專利]應力解除爆破法

有效

• 申請號: 200810061514.2
• 申請日: 2008-04-30
• 公開（公告）號: CN101270967A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發明（設計）人: 單治鋼;朱煥春;張春生;陳祥榮;侯靖
• 申請（專利權）人: 中國水電顧問集團華東勘測設計研究院
• 主分類號: F42D3/04
• 分類號: F42D3/04
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司
• 代理人: 韓小燕

技術領域

本發明涉及一種應力解除爆破法。主要用于各種水利水電工程、交通、礦山等地下工程和深埋隧洞的開挖工程中。

背景技術

巖爆是地下工程開挖過程中，巖體中積累的勢能或應變能的突然釋放導致的圍巖破壞，可導致人員傷亡、工作面或設備發生破壞，其基本特性是突然和劇烈。強巖爆可使圍巖大片爆裂脫落，出現強烈彈射，發生巖塊的拋射及巖粉噴射現象；有似爆破的爆裂聲，聲響強烈；持續時間長，并向圍巖深度發展，破壞范圍和塊度大，影響深度1～3m；極強巖爆可使圍巖嚴重爆裂，大塊巖片出現劇烈彈射，震動強烈，有似炮彈、悶雷聲，聲響劇烈；迅速向圍巖深部發展，破壞范圍和塊度大，影響深度大于3m；嚴重影響甚至摧毀工程。成為控制工程施工安全、掘進進度、乃至成敗的關鍵因素。到目前為止，全世界的深埋地下工程建設中還沒有一個固定的強、極強巖爆區施工控制方法，國內的強、極強巖爆控制基本處于空白狀態。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：針對上述存在的問題提供一種在極強巖爆、強巖爆條件下適用的應力解除爆破法，能夠有效降低或解除巖體應力集中區的能量水平，以解決深埋隧洞(隧道、巷道)掘進過程中巖爆引起的施工安全問題，從而保證掘進的進度。

本發明所采用的技術方案是：應力解除爆破法，其步驟包括，

a、在掌子面上鉆爆破孔，其孔徑與開挖爆破孔孔徑一致；

b、在爆破孔內裝藥；

c、裝藥完成后起爆；

其特征在于：在極強巖爆條件下，掌子面上自上而下均勻布置三排爆破孔，第一排孔沿頂拱的弧度均勻布置，其中頂孔距拱頂0.4-0.8m，孔長3-5m，仰角α10-14度，底部1-1.4m深度范圍裝藥；第二排孔沿水平方向均勻布置，孔長8-10m，仰角β4-8度，全程裝藥；第三排孔沿水平方向均勻布置，孔長8-10m，水平布置，全程裝藥；同時掌子面與隧洞兩側壁相交處的上半段均鉆有輔助爆破孔，其孔長3-5m，外偏角γ21-29度，仰角10-14度，全程裝藥，應力集中區的裝藥量與解除范圍內巖體重量比不超過0.07kg/T。

所述第一排孔有四個，其中頂孔距拱頂0.6m，孔長4m，仰角α12度，底部1.4m深度裝藥；第二排孔和第三排孔均為三個，其中第二排孔長9m，仰角β5度；第三排孔長9m；輔助爆破孔有四個，并對稱布置在掌子面與隧洞兩側壁的相交處，其孔長4m，外偏角γ25度，仰角12度；裝藥量與解除范圍內巖體重量比為0.04kg/T。

在強巖爆條件下，掌子面上自上而下均勻布置三排爆破孔，孔長均為兩倍開挖進尺，且孔的底部1-1.4m深度范圍內裝藥，裝藥量與解除范圍內巖體重量比為0.03-0.07kg/T，第一排孔沿頂拱的弧度均勻布置，其中頂孔距離拱頂小于1m，外偏角δ8-12度，仰角θ13-17度；第二排孔和第三排孔均為水平布置。

所述爆破孔的數量為九個，每排均布置三個，其中第一排孔的外偏角δ為10度，仰角θ為15度，頂孔距拱頂0.7m；裝藥量與解除范圍內巖體重量比為0.05kg/T。

本發明的有益效果是：在深埋隧洞掘進過程中采取上述措施后，有效地消除了巖爆引起的危害，大大提高了施工的安全性，保證了施工人員和設備的安全以及掘進的進度。

附圖說明

圖1是本發明中極強巖爆條件下的平面示意圖。

圖2是圖1的A-A向剖視圖。

圖3是圖1的B-B向剖視圖。

圖4是本發明中強巖爆條件下的平面示意圖。

圖5是圖4的C-C向剖視圖。

圖6是圖4的D-D向剖視圖。

具體實施方式

本實施例的步驟包括：

a、在掌子面上鉆爆破孔，其孔徑與開挖爆破孔孔徑一致；

b、在爆破孔內裝藥；

c、裝藥完成后起爆；

對于隧洞(隧道、巷道)工程而言，上述應力解除爆破法可以納入到正常爆破工作程序中，只是將應力解除爆破孔優先起爆，此后才是正常的開挖爆破，二者之間的時間延時不作特別要求，可以采用現場開挖爆破任意兩個相鄰起爆順序之間的延時。爆破孔一般布置在應力集中區內，孔深以達到或穿過應力集中區為原則；同時根據地質條件的不同確定爆破孔的數目、孔徑大小以及裝藥量，以最大程度弱化巖體，同時不過分損傷巖體造成支護工作量的增加，并考慮潛在巖爆強度和現場支護的有效性。