[发明专利]应对复杂围岩条件的炮孔布置爆破方法

说明书

本发明涉及隧道施工爆破领域，特别是一种应对复杂围岩条件的炮孔布置爆破方法。包括以下步骤：布置炮孔、炮孔钻孔、孔位装药、炮孔爆破。能够克服在同一掌子面从硬岩过渡到软岩的围岩条件差异性问题，优化光面爆破效果，同时能够针对公路隧道地形坡度起伏较大的问题，对装药方式和爆破方法进行一定改进，防止出现拒爆现象，有效控制超挖量，增加爆破进尺，加快施工进程。

技术领域

本发明涉及隧道施工爆破领域，特别是一种应对复杂围岩条件的炮孔布置爆破方法。

背景技术

钻爆法是目前隧道掘进的主要手段，对于公路隧道的施工普遍采用光面爆破施工方法，光面爆破能够减少超挖和出岩量，使壁面平整，提高巷道的轮廓质量，同时加快巷道的掘进速度，降低成本。在现有的钻爆法中，普遍认为光面爆破方法对围岩强度的破坏较小，因此，现有的光面爆破方法主要考虑掌子面整体的围岩条件来调整光面爆破参数，同一个掌子面的同类炮孔之间采用相同的距离，并且爆破顺序采用周边孔最后爆破的方式。而隧道在掘进的过程中，同一掌子面往往会穿过岩性迥异的岩层，以及断层、软弱层和破碎带等，造成同一掌子面上的围岩条件相差较大。因此如果仍采用常规的布孔方式、装药方法和起爆方式，极易使爆区发生严重的超欠挖，在岩层交界面附近产生拒爆现象，造成安全隐患。

在隧道爆破掘进过程中经常会遇到以下情况：隧道掘进围岩地层条件变化较大，在同一掌子面左右两侧岩性存在明显的差异，岩性由完整性较好的硬质灰岩向性质较软的风化岩石过渡，围岩条件变化较为剧烈。针对具有上述地质情况的隧道，在施工中仍然采用了现有的光面爆破方法，结果造成了左右两侧的爆破效果相差较大。其原因是，现有的光面爆破方法未针对在同一掌子面围岩条件剧烈变化这一特点，导致软岩部分爆破效果较差，超挖量较大，造成围岩区域爆破进尺的差异性，严重影响施工进度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提出了一种应对复杂围岩条件的炮孔布置爆破方法，能够克服在同一掌子面从硬岩过渡到软岩的围岩条件差异性问题，优化光面爆破效果，同时能够针对公路隧道地形坡度起伏较大的问题，对装药方式和爆破方法进行一定改进，防止出现拒爆现象，有效控制超挖量，增加爆破进尺，加快施工进程。

本发明的技术方案是：一种应对复杂围岩条件的炮孔布置爆破方法，其中，包括以下步骤：

S1.布置炮孔：针对硬岩区域和软岩区域的围岩条件分别进行周边孔、辅助孔、掏槽扩大孔和掏槽孔的孔位布置:

沿隧道拱部的爆破轮廓线和隧道底部分别布置周边孔，沿隧道拱部的爆破轮廓线布置的周边孔包括软岩区域隧道拱部周边孔和硬岩区域隧道拱部周边孔，各软岩区域隧道拱部周边孔的环向间距小于各硬岩区域隧道拱部周边孔的环向间距，岩性分界线上布置数个空心孔；

掏槽孔呈楔形，硬岩区域的掏槽孔与软岩区域的掏槽孔分别位于岩性分界线的两侧且呈平行布置，掏槽孔的上方布置拱部辅助孔，掏槽孔的外侧布置拱脚辅助孔，拱部辅助孔位于软岩区域隧道拱部周边孔和硬岩区域隧道拱部周边孔的内侧，且沿环形方向间隔设置，掏槽孔的外侧布置拱脚辅助孔，其中靠近掏槽孔一侧的拱脚辅助孔沿平行于岩性分界线的方向布置，掏槽孔和拱脚辅助孔之间设有数组掏槽扩大孔，掏槽扩大孔沿平行于掏槽孔的方向布置；

S2.炮孔钻孔：根据S1得到的炮孔布置方案，由外向内分别对周边孔、辅助孔、掏槽扩大孔和掏槽孔进行钻孔施工；

S3.孔位装药:

软岩区域周边孔按照预裂爆破装药，硬岩区域周边孔按照光面爆破装药，软岩区域周边孔和硬岩区域周边孔的装药均采用不耦合空气间隔装药结构，软岩区域周边孔和硬岩区域周边孔的直径比药卷直径至少大10毫米，软岩区域周边孔和硬岩区域周边孔均采用反向装药方式，掏槽孔、掏槽扩大孔和辅助孔采用密实装药；

S4.炮孔爆破: