CN102506622A - 一种隧道电子毫秒电***全断面***震动控制施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种隧道电子毫秒电***全断面***震动控制施工方法,涉及***震动控制技术,根据隧道工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和***器材结合***振动要求进行全断面***减震控制钻爆设计;其中,钻爆设计为实现掏槽眼、辅助眼和底板眼单响,对周边眼齐响进行分组,对每个炮眼的***延时进行设置,以实现***错相减震;设计电子毫秒电***使用流程,并按流程使用;施工中根据***效果和***监测取得的振动波形进行分析,反馈信息指导施工,不断调整***参数。该***施工方法能够显著降低全断面***震动。
Description
技术领域
本发明涉及***震动控制技术,具体涉及一种新型隧道电子毫秒电***全断面***震动控制施工方法,适用于在中硬岩地下工程中***震动控制施工。
背景技术
随着我国铁路、公路和城市基础建设步伐的加快,隧道多存在着浅埋下穿城乡构筑物和建筑物的情况,这些地段隧道施工多采用钻爆法施工。为保证地表居民、构筑物和建筑物安全,钻爆法施工必须采用***震动控制技术。传统***震动控制多采用毫秒延期导爆管***分多次***等手段进行施工,工效低,振速控制效果时好时坏,影响作业区居民的日常生活;且施工安全保障性差,施工进度影响严重。
如何控制***震害,正确处理***震动控制与工程效率之间的矛盾,已成为隧道***施工的关键问题之一。
电子毫秒电***(Electronic Detonator)的研究始于20世纪90年代初期,首先由瑞典诺贝尔公司于1988年推出,本质在于用一个微型电子控制器取代了电***中的化学延期药与电点火元件。2009年我国生产出自主知识产权的隆芯1号TM电子毫秒电***,具有高安全、高精度、宽延期范围、在线可编程等特点,然而在隧道施工中利用它进行铁路双线隧道全断面***震动控制还没有可借鉴的例子。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是应用电子毫秒电***提供一种新的、能够显著降低全断面***震动的***施工方法。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是:
根据隧道工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和***器材结合***振动要求进行全断面***减震控制钻爆设计;其中,钻爆设计为实现掏槽眼、辅助眼和底板眼单响,对周边眼齐响进行分组,对每个炮眼的***延时进行设置,以实现***错相减震;
设计电子毫秒电***使用流程,并按流程使用;
施工中根据***效果和***监测取得的振动波形进行分析,反馈信息指导施工,不断调整***参数。
进一步的,实现掏槽眼、辅助眼和底板眼单响,通过炮眼布置、炮眼斜率设置、装药量及起爆顺序实现;其中,炮眼装药量需满足单响所需的***能量。
进一步的,每个炮眼装填一发电子毫秒电***。
进一步的,炮眼布置时,
a、断面上的炮眼对称布置在隧道中线两侧,掏槽区位于断面的中心,辅助眼围绕掏槽区,辅助扩槽的辅助眼成排布置,其它炮眼环形布置;
b、掏槽采用单级楔形掏槽或采取复式楔形掏槽,炮眼沿竖向线形布置,炮眼竖向间距控制在0.45m至0.55m;其中,炮眼斜率按不超过60°控制。
进一步的,起爆的总体顺序是由内向外逐层起爆,先掏槽,而后辅助眼、周边眼光面***,最后底板眼;或者是先掏槽,而后辅助眼、底板眼,最后周边眼光面***;其中掏槽眼起爆为隧道中线左右侧呈“Z”字螺旋形交替起爆。
进一步的,隧道大跨高度处炮眼斜率,自掏槽开始向外侧炮眼逐渐调大炮眼斜率,至内圈眼时炮眼方向调整为线路方向;其它辅助眼方向为线路方向;底板眼沿开挖轮廓顺线路方向有±3%外插角。
进一步的,对周边眼每个炮眼装填一发电子毫秒电***,将周边眼设置为2-3孔齐响,自隧道拱顶向下成组左右交替起爆。
进一步的,通过对每个炮眼的电子毫秒电***延时设置,具体是选择精确的延期时间和合理的微差***时间,实现***错相减震,实现利用***应力波的叠加;其中,双线隧道电子毫秒电***总延期设置在700ms以内,掏槽微差***时间3ms~5ms,每批次炮排内炮眼间延期间隔为2ms~3ms,每批次炮排间延期间隔在60ms以内选择。
进一步的,电子毫秒电***连线时,以层为单位左右分别扎成束,然后分别以电线连至起爆电线,形成起爆网络。
进一步的,设计电子毫秒电***使用流程为:领取电子毫秒电***,用铱钵表对电子毫秒电***进行注册,电子毫秒电***编号,用软件进行电子毫秒电***延时设置,用软件进行电子毫秒电***起爆顺序演示,对电子毫秒电***延时数据导入铱钵表用来控制起爆顺序,装药前对现场工人进行现场交底,按炮眼孔号位置对应装入电子毫秒电***,******装好后用铱钵表进行网络测试,人员撤至安全距离以外准备用铱钵***起爆;其中,所述电子毫秒***是***中含有电子毫秒电***控制芯片的***。
由于采用如上所述的技术方案,本发明创造具有如下积极进步效果:
该方法通过对每个炮眼的***延时设置,实现***错相减震;通过采用理论分析、工程类比和***试验相结合的新型方法,制订精确***错相减震参数。电子***的起爆时间精度偏差可以达到1‰,为实现利用***应力波的叠加成为可能。从而实现超100m2的全断面隧道***减震,并将2~3倍洞径覆盖层厚的地表振速控制在1.0cm/s以下。相比于传统的分部钻爆减震施工方法,在保证减震的前提下,增加了单循环进尺,进尺可达2.7m左右,改善了***效果,施工效率及安全性均大大提高。
附图说明
图1是铁路双线隧道全断面***震动控制开挖炮眼布置图;
图2是铁路双线隧道全断面***震动控制开挖钻孔平面布置示意图;
图3是铁路双线隧道全断面***震动控制电子毫秒电***延时设置图实例;
图4是铁路双线隧道全断面普通***振速效果图;
图5是铁路双线隧道全断面***震动控制振速效果图;
图中:1-开挖台架;2-开挖台架一层作业平台;3-开挖台架二层作业平台;4-开挖台架三层作业平台;5-开挖台架顶层作业平台;6-掏槽区开挖区轮廓线;7-掏槽区;8-扩掏槽区;9-底台扩槽区;10-台炮区;11-压顶区;12-扩挖区;13-掘进区;14-周边光爆区;15-底板开挖区。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明创造进一步说明,本示例仅是说明性的,而不是对本发明的限制。
一、隧道情况简介:
长洪岭隧道(13299m)为渝利铁路第二特长隧道,隧道出口位于重庆市丰都县江池镇。该隧道于DK183+050~DK183+350段下穿江池镇,埋深较浅,地表房屋密集。DK183+000~DK183+400段施工采用控制***,地表振速按不大于1.5cm/s进行控制。控爆段地质为<8-2>J3s砂岩,地层总体上单斜,岩层倾角较小,节理间距0.5~2m,延伸长度2~5m;断面跨度为13.82m,高11.82m;全断面开挖高度为9.98m(边墙脚以上部分),开挖断面面积116.82m2。
DK183+033处覆盖层厚为32.87米,循环进尺2.7m。
施工钻爆作业利用人工手持风钻在全断面多功能开挖台架上进行。
二、***和***的选择
2号岩石乳化***,药卷直径32mm;采用隆芯1号电子毫秒电***进行全断面***减震控制。
三、隧道全断面***减震控制钻爆设计方案。炮孔直径42mm。
为提高工效,全断面各区利用全断面多功能作业台架一次打眼。开挖的施工顺序为:利用开挖台架1,人员在地面及开挖台架作业平台2~5上进行钻孔作业,按照下大导坑开挖轮廓线6,进行掏槽区7,扩槽区8,底台扩槽区9,抬炮区10,压顶区11,扩挖区12,掘进区13,周边光爆区14及底板开挖区15钻孔。根据钻爆设计进尺L、掏槽区炮眼斜率α及钻孔开挖面间距B,孔底间距A尺寸要求进行钻孔;钻孔后按***参数装药***。
1、钻爆设计
铁路双线隧道全断面***震动控制隧道出口全断面开挖炮眼布置图如图1所示。
(1)掏槽眼、辅助眼和底板眼设置为单响
炮眼单响通过炮眼布置、斜率设置、装药量、起爆顺序等进行实现。
①每个炮眼装填一发电子毫秒电***。每个掏槽眼、辅助眼、底板眼设置为单响。
②炮眼布置:根据单响原则进行炮眼布置,炮眼密度较普通***适当加大。
A、断面上的炮眼对称布置在隧道中线两侧,左右侧对称炮眼位于同一水平线上。掏槽区7基本位于断面的中心。辅助眼围绕掏槽区,以掏槽区形成的临空面,按持续扩槽由中心向开挖轮廓方向布置,辅助扩槽的辅助眼成排布置,其它炮眼环形布置;
B、掏槽采用单级楔形掏槽。16个掏槽眼,每侧8个。炮眼沿竖向线形布置,炮眼竖向间距0.5m。炮眼斜率α按57°控制。铁路双线隧道全断面***震动控制全断面开挖钻孔布置形式图如图2所示;
C、炮眼的排(圈)距和间距A、B需控制适当。辅助掏槽的辅助眼排距,以及与掏槽眼间的排距取小值。掏槽区至底板眼间炮排间距因向上抛掷石砟而取小值。掏槽区至拱顶间炮排间距因向下抛掷石砟而适当取大值。炮排(圈)内炮眼间距一般控制在1.0m左右。在隧道大跨位置隧道中线左右侧各七排炮眼。根据地表振速要求开挖进尺L在1.5~2.8米之间
③药量
为实现单响和掏槽成功,炮眼装药量需满足单响所需的***能量。掏槽眼和辅助掏槽的辅助眼装药量要适当加大,一般情况下药卷装填长度占炮眼深度的50%左右。其它辅助炮眼药卷装填长度占炮眼深度的40%左右。
④起爆顺序
起爆的总体顺序是由内向外逐层起爆,先掏槽,而后辅助眼、周边眼光面***,最后底板眼。或者是先掏槽,而后辅助眼、底板眼,最后周边眼光面***。
a.断面中间区域部分具体为:掏槽眼→一次扩槽眼→压顶眼→二次扩槽眼→一抬眼→二抬眼;
b.掏槽眼:隧道中线左右侧“Z”字螺旋形交替起爆;
c.辅助眼起爆顺序:一层至三层竖向炮排炮眼起爆顺序为自上而下,左右侧炮排交替起爆;掏槽区下部炮眼抬炮从中间向周边方向起爆;四层及以上炮眼自顶部向下成组左右交替起爆;
d.底板眼:自底部一侧周边向另一侧方向依次起爆。
⑤炮眼斜率
二、三层炮眼斜率,自掏槽开始向外侧炮眼逐渐调大炮眼斜率,至内圈眼时炮眼方向调整为线路方向。其它辅助眼方向为线路方向。底板眼沿开挖轮廓顺线路方向有一定外插角。
(2)周边眼减震光面***
①每个炮眼装填一发电子毫秒电***。
②为保证周边眼光面***需要足够的能量,又能减震,将周边眼设置为二孔以上齐响,不超过三孔。
③起爆顺序:自隧道拱顶向下成组左右交替起爆。
(3)***延时进行设置,实现***错相减震
通过对每个炮眼的***延时设置,具体是选择精确的延期时间和合理的微差***时间,实现***错相减震,实现利用***应力波的叠加。双线隧道电子毫秒电***总延期设置693ms,掏槽微差***时间3ms,每批次炮排内炮眼间延期间隔为2ms~3ms,每批次炮排间延期最大间隔为54ms,其它小于此间隔。铁路双线隧道全断面***震动控制电子毫秒电***延时设置图如图3所示。
(4)连线
以层为单位左右分别扎成束,然后分别以电线连至起爆电线,形成起爆网络。
2.根据***效果和***监测取得的振动波形进行分析,反馈信息指导施工,不断调整***参数。
四、隧道全断面***减震控制***参数如下:
DK183+033长洪岭隧道下穿江池***参数表(2010年2月10日12点)
说明:“TC”指掏槽眼,“KC”指辅助扩槽眼,“YD”指压顶辅助眼,“YT”指一抬辅助眼,“ET”二抬辅助眼,“JJ”指掘进辅助眼,“NQ”指内圈辅助眼,“DB”指底板眼,“ZB”指周边眼。
2月10日减震***试验参数汇总表
五、电子毫秒***使用流程是:领取电子毫秒电***,用EBR-812铱钵表对数码子***进行注册,***编号,用EBtronic Plus软件进行***延时设置,用EBtronic Plus软件进行电子毫秒电***起爆顺序演示,对数码***延时数据导入EBR-812铱钵表用来控制起爆顺序,装药前对现场工人进行现场交底,按炮眼孔号位置对应装入电子毫秒电***,******装好后用EBR-812铱钵表进行网络测试,人员撤至安全距离以外准备用铱钵***起爆。
六、***振速监测数据
2月10日***地表振速监测数据
七、与非电毫秒******相比
(1)、降震:覆盖层厚50多米时,全断面非电毫秒******振速为4.123cm/s,铁路双线隧道全断面普通***振速效果图如图4所示。采用隆芯1号电子毫秒电***进行全断面***减震控制,在覆盖层30多米时,可将振速控制在1.0cm/s以下,铁路双线隧道全断面***震动控制振速效果图如图5所示。
(2)、采用隆芯1号电子毫秒电***进行全断面***减震控制,施工用时270分钟。采用非电毫秒***分部开挖***减震三部开挖施工用时450分钟。
文中未详尽叙述部分为公知技术。
Claims (10)
1.一种隧道电子毫秒电***全断面***震动控制施工方法,其特征是:根据隧道工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和***器材结合***振动要求进行全断面***减震控制钻爆设计;其中,钻爆设计为实现掏槽眼、辅助眼和底板眼单响,对周边眼齐响进行分组,对每个炮眼的***延时进行设置,以实现***错相减震;
设计电子毫秒电***使用流程,并按流程使用;
施工中根据***效果和***监测取得的振动波形进行分析,反馈信息指导施工,不断调整***参数。
2.根据权利要求1所述的隧道电子毫秒电***全断面***震动控制施工方法,其特征是:实现掏槽眼、辅助眼和底板眼单响,通过炮眼布置、炮眼斜率设置、装药量及起爆顺序实现;其中,炮眼装药量需满足单响所需的***能量。
3.根据权利要求2所述的隧道电子毫秒电***全断面***震动控制施工方法,其特征是:每个炮眼装填一发电子毫秒电***。
4.根据权利要求2所述的隧道电子毫秒电***全断面***震动控制施工方法,其特征是:炮眼布置时,
a、断面上的炮眼对称布置在隧道中线两侧,掏槽区位于断面的中心,辅助眼围绕掏槽区,辅助扩槽的辅助眼成排布置,其它炮眼环形布置;
b、掏槽采用单级楔形掏槽或采取复式楔形掏槽,炮眼沿竖向线形布置,炮眼竖向间距控制在0.45m至0.55m;其中,炮眼斜率按不超过60°控制。
5.根据权利要求2所述的隧道电子毫秒电***全断面***震动控制施工方法,其特征是:起爆的总体顺序是由内向外逐层起爆,先掏槽,而后辅助眼、周边眼光面***,最后底板眼;或者是先掏槽,而后辅助眼、底板眼,最后周边眼光面***;其中掏槽眼起爆为隧道中线左右侧呈“Z”字螺旋形交替起爆。
6.根据权利要求2所述的隧道电子毫秒电***全断面***震动控制施工方法,其特征是:隧道大跨高度处炮眼斜率,自掏槽开始向外侧炮眼逐渐调大炮眼斜率,至内圈眼时炮眼方向调整为线路方向;其它辅助眼方向为线路方向;底板眼沿开挖轮廓顺线路方向有±3%外插角。
7.根据权利要求2所述的隧道电子毫秒电***全断面***震动控制施工方法,其特征是:对周边眼每个炮眼装填一发电子毫秒电***,将周边眼设置为2-3孔齐响,自隧道拱顶向下成组左右交替起爆。
8.根据权利要求1所述的隧道电子毫秒电***全断面***震动控制施工方法,其特征是:通过对每个炮眼的电子毫秒电***延时设置,具体是选择精确的延期时间和合理的微差***时间,实现***错相减震,实现利用***应力波的叠加;其中,双线隧道电子毫秒电***总延期设置在700ms以内,掏槽微差***时间3ms~5ms,每批次炮排内炮眼间延期间隔为2ms~3ms,每批次炮排间延期间隔在60ms以内选择。
9.根据权利要求1所述的隧道电子毫秒电***全断面***震动控制施工方法,其特征是:电子毫秒电***连线时,以层为单位左右分别扎成束,然后分别以电线连至起爆电线,形成起爆网络。
10.根据权利要求1所述的隧道电子毫秒电***全断面***震动控制施工方法,其特征是:设计电子毫秒电***使用流程为:领取电子毫秒电***,用铱钵表对电子毫秒电***进行注册,电子毫秒电***编号,用软件进行电子毫秒电***延时设置,用软件进行电子毫秒电***起爆顺序演示,对电子毫秒电***延时数据导入铱钵表用来控制起爆顺序,装药前对现场工人进行现场交底,按炮眼孔号位置对应装入电子毫秒电***,******装好后用铱钵表进行网络测试,人员撤至安全距离以外准备用铱钵***起爆;其中,所述电子毫秒***是***中含有电子毫秒电***控制芯片的***。
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