[发明专利]预钻中孔竖井开挖爆破方法

说明书

技术领域

本发明特别涉及一种预钻中孔竖井开挖爆破方法。

背景技术

隧道是修建在地下或水下或者在山体中，铺设铁路或修筑公路供机动车辆通行的建筑物。目前在中国水利、水电、交通、矿山、市政等隧道工程中应用较多的是TBM施工方法。TBM是指全断面隧道掘进机，掘进、支护、出渣等施工工序并行连续作业，是机、电、液、光、气等系统集成的工厂化流水线隧道施工装备，具有掘进速度快、利于环保、综合效益高等优点，可实现传统钻爆法难以实现的复杂地理地貌深埋长隧洞的施工。在进行区间TBM施工之前，需要完成TBM竖井的开挖支护，再完成前导洞和后配套盲洞的钻爆开挖，在盲洞和前导洞衬砌的同时，进行竖井的结构衬砌，完成竖井井口部分的回填后，衬砌结构达到设计强度，进行TBM设备的吊装和调试，在竖井大里程端安装反力架进行始发。

钻爆开挖，即是通过钻孔、装药、爆破开挖岩石的方法，简称钻爆法。这一方法从早期由人工手把钎、锤击凿孔，用火雷管逐个引爆单个药包，发展到用凿岩台车或多臂钻车钻孔，应用毫秒爆破、预裂爆破及光面爆破等爆破技术。但是针对竖井深度和空高较大的情况，普通的钻爆法无法达成竖井钻爆要求。

因此本领域技术人员致力于开发一种针对较大深度和空高的竖井的开挖爆破方法。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种针对较大深度和空高的竖井的开挖爆破方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种预钻中孔竖井开挖爆破方法，其特征是包括以下步骤：

a、在爆破区域钻孔，用砂子回填中孔后，按照中央空孔直眼掏槽式要求钻出一次爆破掏槽孔，在一次爆破掏槽孔外圈按照分段式结构钻出一次爆破辅助孔，在一次爆破辅助孔外圈钻出一次爆破周边孔；

b、在一次爆破掏槽孔、一次爆破辅助孔和一次爆破周边孔内装入炸药；

c、对竖井进行全断面覆盖后起爆炸药；

d、在爆破区域再次钻孔，按照分段式结构钻出二次爆破辅助孔，在二次爆破辅助孔外圈钻出二次爆破周边孔；

e、在二次爆破辅助孔和二次爆破周边孔内装入炸药；

f、对竖井进行全断面覆盖后起爆炸药；

g、起爆后向井下进行通风，将有害气体完全排出；

h、重复步骤a至步骤g，分层进行爆破，直至设计标高。

采用上述爆破方法，通过二次爆破来提高了钻挖爆破的性能，通过回填的砂子来减小爆炸时的冲击，从而达到竖井的要求，并且用中央空孔直眼掏槽式要求钻出一次爆破掏槽孔，在一次爆破掏槽孔外圈按照分段式结构钻出一次爆破辅助孔能够实现多机凿岩、钻眼机械化和深眼爆破，为加快掘进速度提供有利条件。一次爆破掏槽孔和一次爆破辅助孔内的炸药为连续耦合装药结构，这种装药结构能够最大幅度利用炸药性能。而一次爆破周边孔内的炸药为间隔不耦合装药结构，这种装药结构爆炸时，爆轰波通过空气介质传播到孔壁岩石中，空气间隙犹如气垫一样，可将爆轰初始阶段的气体产物能量储存起来，削弱了作用于炮孔的初始压力峰值，而后受压气垫又将大量储存的能量释放出做功，延长了爆轰气体产物作用的时间，改善了爆破效果。

一次爆破掏槽孔、一次爆破辅助孔和二次爆破辅助孔内的炸药为连续耦合装药结构，一次爆破周边孔和二次爆破周边孔内的炸药为间隔不耦合装药结构，一次爆破周边孔和二次爆破周边孔内的炸药采用竹片绑扎固定，一次爆破周边孔和二次爆破周边孔内的炸药之间采用导爆索连接引爆。

较佳的，为了保证起爆质量，步骤的c和步骤f中的起爆方式采用电雷管引爆非电毫秒雷管的导爆管起爆，所述电雷管和非电毫秒雷管的导爆管均采用双发结构。

较佳的，步骤a中，设置有4个一次爆破掏槽孔，4个一次爆破掏槽孔包围成2*2的方形，一次爆破掏槽孔内的非电毫秒雷管簇联在一起；

一次爆破辅助孔包括16个第一段一次爆破辅助孔、17个第二段一次爆破辅助孔、6个第三段一次爆破辅助孔和36个第四段一次爆破辅助孔；16个第一段一次爆破辅助孔围成5*5的方形包围在一次爆破掏槽孔外，第一段一次爆破辅助孔内的非电毫秒雷管簇联在一起；17个第二段一次爆破辅助孔围在一次爆破掏槽孔的左侧、前侧和右侧，第二段一次爆破辅助孔内的非电毫秒雷管簇联在一起；6个第三段一次爆破辅助孔前后排成一列设置在第二段一次爆破辅助孔右侧，第三段一次爆破辅助孔内的非电毫秒雷管簇联在一起；36个第四段一次爆破辅助孔排列成6行6列设置在第二段一次爆破辅助孔左侧，每列第四段一次爆破辅助孔内的非电毫秒雷管簇联在一起；