[发明专利]一种公路隧道裂隙岩体光面爆破精细化控制方法

摘要

本发明涉及一种公路隧道裂隙岩体光面爆破精细化控制方法，如下步骤S1获得光面爆破精细化控制所需参数；S2光面爆破精细化控制,根据钻孔内裂隙位置不放置炸药卷的原则进行装药，计算单孔装药量，确定水袋中水的量，针对不同完整性的钻孔，分别控制；S3爆破完成后，根据超欠挖量和半孔率的大小调整，单孔装药量和水量；S4再次钻孔并根据更新后的单孔装药量和水量再次爆破，依次循环，直至隧道完成。该方法在施工过程中不断进行动态调整的方法，还尽可能地精细控制爆炸的效果，达到控制爆破超欠挖的目的，提高炸药的利用率，减少炸药的损耗，降低工程成本。

主权项

一种公路隧道裂隙岩体光面爆破精细化控制方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：获得光面爆破精细化控制所需参数：S101：在已有的公路隧道光面爆破设计所布置好的钻孔位置上进行钻孔，所有当前钻孔由所有当前周边眼和所有当前辅助眼组成；S102：爆破前隧道设计轮廓岩体断面上所有当前周边眼的数量记为N2，利用钻孔勘测设备对当前所有周边眼进行勘察，获得光面爆破精细化钻孔内结构面参数,该光面爆破精细化钻孔内结构面参数包括钻孔长度L、钻孔内部1:1比例全景图、钻孔与水平面之间的角度α、岩性描述和钻孔直径D；S103：对获得的光面爆破精细化钻孔内结构面参数进行记录，并对钻孔内部1:1比例全景图做如下处理：将钻孔内部1:1比例全景图展开，并将展开后的钻孔内部1:1比例全景图记为展开图，测量并记录展开图中钻孔内裂隙所处位置，裂隙走向以及相邻两条裂隙之间间距d和裂隙的宽度s；对当前周边眼所在岩体进行RQD评分，再根据RQD评分所得出的岩体级别从而评价当前周边眼的完整性等级，将所有当前周边眼划分为完整性较好的当前周边眼和完整性较差的当前周边眼两类；S2：光面爆破精细化控制：S201：取与当前周边眼长度相同的PVC管，该PVC管与当前周边眼紧配合；所述PVC管的侧壁上具有沿轴向设置的缝隙，用于将炸药卷从缝隙放入PVC管内固定，同时在当前周边眼内放入多个水袋，所述水袋固定在PVC管上，其固定位置处于PVC管的缝隙处，并且水袋与炸药卷相对应，每个炸药卷和与其对应的水袋构成一个炸药卷组；S202：根据S103对钻孔内部1:1比例全景图所做处理，在所述PVC管上标注出当前周边眼内每条裂隙对应在PVC管上的位置，走向和每条裂隙宽度s，每个PVC管内固定有多个炸药卷，并且每个炸药卷固定在PVC管上所标注的相邻两个裂隙位置之间；S203：取扣除第i个当前周边眼在光面爆破设计中的钻孔口封堵体积后余下的当前周边眼体积为Vi，i＝1,2,3……N2，第i个当前周边眼中单孔装药量的体积为V药i，第i个当前周边眼中的不耦合介质水的体积为V水i，第i个当前周边眼中空气的体积为V空i，其中Vi＝V药i+V水i+V空i，V药i：V水i：V空i＝1:1.9:4.2；根据V药i算出第i个当前周边眼的单孔装药量Q药i；使i遍历其取值，计算得到每个当前周边眼的单孔装药量；每个当前周边眼中所有炸药卷组中水的量和炸药卷的量比例相等；S204：对于完整性较好的当前周边眼，水袋固定在位于完整性较好的当前周边眼中的PVC管上所标注的相邻两个裂隙位置之间，并且水袋对准预留面；对于完整性较差的当前周边眼，位于完整性较差的当前周边眼内的PVC管中固定有EVA海绵，并且该EVA海绵对准预留面，水袋固定在位于完整性较差的当前周边眼中的PVC管上所标注的相邻两个裂隙位置之间，并且水袋对准预爆破面，EVA海绵的体积V海绵与对应的当前周边眼中水的体积相等，那么完整性较差的当前周边眼内中V药：V水：V海绵：V空＝1:1.9:1.9:2.3；S205：在所有当前辅助眼中也相应的装上炸药卷，对所有当前周边眼和所有当前辅助眼中的钻孔口的部分进行封堵，接通引爆装置引爆每个当前周边眼中PVC管中的炸药卷和当前辅助眼中的炸药卷；S3：爆破完成后，利用三维激光扫描仪扫描整个爆破后实际爆破开挖产生的隧道轮廓面，并生成三维的CAD图，计算爆破后所得立体断面的超欠挖量W和半孔率η；W＝V2‑V1，其中，V1表示本次光面爆破后隧道实际的开挖体积，利用生成的三维CAD图计算得到，V2表示光面爆破设计所预计的开挖体积，若W>0则产生超挖，W<0则产生欠挖；η＝N1/N2，其中，η表示半孔率，N1表示爆破后沿其轴线被炸掉一半的所有当前周边眼的数量，N2表示爆破前隧道设计轮廓岩体断面上当前周边眼的数量；S4：如果W≤15cm，η≥80％，爆破后产生的粉尘较少，且爆破后抛掷出的岩石块度大于20cm，则令V′水i＝V水i，V′药i＝V药i(1+5％)，V′空i＝V空i‑5％V药i，i＝1，2，…N2，并用V′水i更新S203中对应第i个当前周边眼中水的体积V水i，用V′药i更新S203中对应第i个当前周边眼中单孔装药量的体积V药i，V′空i更新S203中对应第i个当前周边眼中空气的体积V空i；如果W>15cm，η<80％，爆破后产生的粉尘较多，且爆破后抛掷出的岩石块度在15cm‑20cm之间，则令V′药i＝V药i(1‑5％)，V′水i＝V水i(1+5％)，V′空i＝V空i‑5％(V水i‑V药i)，i＝1，2，…N2，并用V′水i更新S203中对应第i个当前周边眼中水的体积V水i，用V′药i更新S203中对应第i个当前周边眼中单孔装药量的体积V药i，V′空i更新S203中对应第i个当前周边眼中空气的体积V空i；S5：如果每个钻孔沿其轴线爆破的总长度已达到预设长度，则控制方法结束；否则在爆破后的断面上，且沿S101中所有当前周边眼的轴线继续钻孔，更新所有当前周边眼，沿所有当前辅助眼的轴线钻孔，更新所有当前辅助眼，并返回步骤102。