光面爆破技术在隧道斜井施工中的应用.pdf

维普资讯 1 期 陈珊玲 光面爆破技术在隧道斜井施工中的应用 1 3 9 2 ． 1 钻爆台车设计 考虑到斜井的坡度和宽度进行钻爆台车的设计 并进行全断面开挖是可行的。钻爆台车的设计尺寸 要与斜井的开挖断面吻合， 高度适当。台车的设计 高度不考虑整平层和路面高度， 台车设计尺寸和形 状见图2 。设计不能影响开挖钻孔开眼角度 ， 以及 掏槽眼钻孔 ， 保证开挖 人员操作方便 全 断面开挖 计划布置 91 0台风钻机钻眼， 钻机布置如图 2 。 钻爆台车加工旨在轻便、 牢固， 主要材料选用 8 0 钢管、 5 0钢管 等 焊接 加 工 而成 ， 台车 表 面采 用 咖1 2 镀锌钢管做框架与 8盘条加工成网片， 可以 拆装， 方便架风钻支腿， 网格间距控制在 1 0 c m左 右。台车前方与左右设计可以收放的支撑架子， 可 以随意调整台车宽度 ， 不受开挖面的影响。台车采 用汽车轮胎行走， 靠电动绞车提升。为方便操作， 在 台车上加工一个转向架， 用来控制台车行走方向。 b 侧 视 I璺 l ④～⑧为风钻钻机位置。台车的转向架可以拆卸、安装， 转向架位置装在后轮 图 2 开挖台车设计图 单位 c m 2 ． 2 安装激光指向仪定位钻孔孔位 由于斜井掌子面开挖后很不规则， 会直接影响 下茬炮钻眼时间。受坡度影响 ， 钻机钻眼 的角度影 响 ， 使开挖人员无法准确掌握。可 以利用激光指向 仪， 把激光指向仪安装在中线上， 按设计坡度调整 好， 激光指向仪具有射程远、 能见度高的优点， 确定 了隧道的方向 、 坡度后 ， 可以减少测量放样时间。司 钻人员可以根据激光指向仪光线作参照来摆钻机， 降低钻眼角度与坡度不一致的影响， 同时也改正了对 炮眼底部位置不均匀造成对光面爆破质量的影响。 2 ． 3 炮眼布置及装药量 以 2 斜井 Ⅳ类围岩为例， 开挖断面面积 4 1 5 m ， 开挖高度 5 ． 9 8 m， 掏槽面积约 l l m ， 炮眼布置 见图 3 ， 周边眼钻眼深度 3 ． 0 m， 掏槽眼 3 ． 8 m， 每一 循环进尺 2 ． 6 2 ． 8 m， 掏槽眼爆破效果的好坏将直 接影响进尺， 受斜井坡度的影响， 隧道底部底眼与二 抬眼布眼也要相对加密， 并加大装药量， 详细装药参 数见表2 ， 炸药单耗为 1 ． 4 k g ／ m 。 ， 在以后的爆破中 分析爆破效果逐步调整装药量。 1 F - 1 -1 司 卜 1剖 面 图3 Ⅳ类围岩光面爆破炮眼布置图 表 2 装药参数 炮眼名称炮眼数量 每孔装药数量／ k g 合计药量／ l g 非 电段位 掏槽眼 l 0 2 ． 6 2 6 1 、 2 辅助眼 l 9 2 ． 0 3 8 3 、 5 周边眼 3 6 0 ． 6 2 1 ． 6 1 3 二圈眼 1 7 1 ． 4 2 3 ． 8 7 底 眼 1 1 2 ． 4 2 6 ． 4 1 1 二抬眼 6 1 ． 8 1 0 ． 8 9 2 ． 4 装药结构 周边眼装药采用空气间隔装药， 掏槽眼、 底眼等 采用连续装药 装药结构见图 4 ， 周边眼炮 眼布置及 装药参数见表 3 ， 起爆顺序从掏槽至周边眼逐层爆 破。周边眼要同时起爆 。为达 到同时起爆效果 ， 可 维普资讯 1 4 0 湖南交通科技 3 3卷 用光面爆破专用的导爆索连接传爆所有的周边眼。 周边眼装药结构 雷管 乳化炸药 炮泥 掏槽眼装药结构 图4 装药结构 表 3 周边眼炮眼布置及装药参数 2 ． 5 光面爆破效果 通过对某月爆破效果统计 ， 该月进尺 1 2 2 m， 周 边眼数量 1 7 2 8个 ， 实际炮痕保留数量有 1 5 8 0， 炮痕 保留率为 9 1 ％ ， 影响炮痕保 留的部位 主要在隧道两 侧边墙， 拱顶炮痕保留率更高， 基本满足了光面爆破 要求 ， 通过现场全站仪断面测量数据统计分析 ， 超挖 量也控制在范围内， 见表 4所示。 表 4测量数据统计 2 ． a 斜井开挖施工应注意的问题 1 台车就位以前要对掌子面进行查看 ， 主要是 检查掌子面高度是否能达到台车高度要求， 若高度 不能达到要求， 就要先处理底部欠挖， 满足台车高度 要求 。开挖人员每班要对底部形成 的三角区钻眼处 理 ， 这是斜井开挖一大特点 ， 否则很难保证台车能否 进入掌子面， 以及顶部钻眼高度 。所 以对斜井底部 的布眼加密、 装药量加大 ， 尽量缩小三角 区对台车的 影 响。 2 钻眼以前要先将所有风水管路吹洗干净 ， 仔 细检查风水 管接头是否牢 固， 开挖钻 眼要定机 、 定 人 、 定位 ， 技术人员先布置炮 眼， 司钻人员严格按照 光面爆破设计的炮眼布置开眼， 开眼位置避开 围岩 裂缝， 不准打残眼。装药量按光面爆破设计装药参 数 ， 爆破后进行记 录分析 ， 调整参数 ， 才能更改装药 量。装药连线要仔细 ， 不要出现漏装漏连 ， 炮泥要用 优质黄泥， 粘连性好， 把炮眼堵塞密实。起爆雷管注 意防潮， 以保证起爆效果。 3 退 出台车由绞车提升至安全距离以外 ， 并用 2条钢丝绳分别把台车固定在两侧边墙上， 才能通 知掌子面点炮。台车放下到掌子面 的时候 ， 先将绞 车钢丝绳与台车连接牢固后 ， 安装上转向架 ， 才能松 开固定台车的钢丝绳 。指挥信号按照绞车运输信号 “ 一 停、 二提、 三放” 来控制台车升降。绞车钢丝绳 提升台车安全系数 A可用公式 AF ／ q计算。其 中 F为钢丝绳破断力， N ； Q为台车提升力， N 。 Q Cs i n B ， C为台车总重量 ， k g ； 为斜井坡度 ； 为轮胎磨擦力 。 4 排水。 ①在出碴时段不能抽排水、 出碴完毕后， 所有渗 水都聚积在掌子面。要节约排水时间对施工循环的 影响， 需加大抽排水设备的投入 。 ②根据抽水设备的扬程 ， 合理设置积水坑， 并在 积水坑位置设专人值班抽水。 ③在开挖时， 掌子面底部不得有积水， 以免影响 底部钻眼、 装药。 5 出碴 。出碴采用轨道运输 ， 绞车提升。绞车 动力和提升用 的钢丝绳必须大于安全系数 ， 矿车装 碴量要满足要求。按单循环 2 ． 5 m计， 虚方约 1 5 6 m ， 按最远距离 、 最大运力需要 6～7 h可以运完。 在出碴过程中注意对绞 车和钢丝绳、 钢丝绳与矿 车 连接处的检查及保养。 斜井开挖 的进度受其他工序 的制约 ， 尤其是 出 碴这道工序 ， 出碴的快慢将影响整个工程进度 ， 在出 碴这个环节上必须加强安全管理， 制定严格的管理 规章制度。投入人力、 物力， 保证了安全才能保证施 工正常 、 保证出碴能顺利进行 。 2 ． 7 循环作业计划 按斜井最长距 离 ， 计划每天施工作 业循环 1 ． 5 ～ 2个 ， 每天进尺在 3～ 5 m左右 ， 总计 7 2 0 m i n 。循 环作业时间表见表 5 。 3 结束 语 在斜井施工中， 所有工序 、 人员 、 设备都是为 开 挖服务。把其他工序理顺了， 开挖进度就会提高， 斜 井施工 的难点就会迎刃而解。 合理组织斜井施工 ， 狠抓运输安全管理 ， 克服斜 井施工运输带来 的困难 ， 提高了工作效率 ， 是完成计 划任务的重要保证 ， 在开挖过程中， 严格按照光面爆 破技术要求， 控制了超挖， 杜绝了欠挖， 降低了初期 下转第 1 5 2页 维普资讯 1 5 2 湖南交通科技 3 3卷 设费为 1 5 ． 4万元。L T 一 0 5 岸标灯遥测系统的遥测 终端全部采用工业级元器件制作， 平均寿命大于 1 0 年， 按平均寿命 1 0年计算 ， 折算到每年的建设费为 1 ． 5 4万元 。如果遥测系统能进行大范围推广 ， 建设 费还将进一步降低。长江航道拟在南京至浏河口河 段开发智能航运建设工程， 初步设计预算方案中岸 标遥测终端为 7 8 0 0 套， 安装工程费 3 0 0 套， 建设费大大高于本项目研发的遥测系统费用。 2 ． 1 ． 2 网络通信费 系统建成后主要运行费用就是短信通信费， 以 7 0 座岸标为例， 每套遥测终端每天发送 2次短信计 算， 每月通信费用 6 元钱， 整个系统每月通信费 4 2 0 元， 加上网络使用费， 全年的网络通信费约5 6 0 0元。 2 ． 1 ． 3 岸标 维护费 该 1 5 8 k m航道 目前 由6个航道站负责管理 ， 据 了解一个 航道站每年 因巡航检查 航标消耗 的柴油 费用约 2万元， 配备遥测系统后， 巡航次数可减少 2 ／ 3 ， 节约的柴油费用约 1 ． 3 万元， 考虑到船舶损耗 等其它原因， 6个航道站共节约费用 7 ． 8万 年。 考虑到新系统的投入引起岸标维护量的大大降低， 原有的 6个航道站可考虑减少为 4个 ， 减少一个航 道站每年至少可节约费用 3 0万元以上。 综上所述 ， 遥测系统投入后的经济效益明显 ， 每 年可节约费用约 5 ． 7万元 ； 若考虑 到减少 2个航道 站 ， 每年可节 约费用至少 6 5 ． 7万元 见表 2 ， 平均 每百公里节约养护费用4 1 ． 5 8 万元。 表 2 遥测系统应用前后费用对 比表 万元 据第2次全国内河航道普查资料， 全国现有库 区等级航道4 7 6 8 k m， 如在全国推广该系统， 每年将 产生直接经济效益 1 9 8 2万元； 若在其它天然及渠 化航道 中应用 ， 将会产生更大的效益。 2 ． 2 社会效益 L T 一 0 5航标灯遥测装置和与之配套 的应用软件 是一种简便、 可靠、 低成本的岸标灯维护管理系统， 该系统综合运用信息、 通信、 自动检测技术改造传统 产业， 是降低江河航道航标灯导航系统维护成本、 提 高航道维护水平的有效手段 。 该研 究成果 已应用于航道 日常管理工作 中， 岸 标的检查频率由现在的 1 次／ 2 d ， 提高到 2次／ d ， 维 护水平稳步提高， 大大减轻了航标工人劳动强度， 提 高了劳动效率， 同时确保通航更安全， 减少海损事故 的发生， 也有助于提高湖南航标现代化建设的技术 水平 ， 为将来文明航道的建设奠定了坚实的基础 ， 促 使我省现代化水运交通进一步发展。 参考文献 [ 1 ] 邬春学， 陈先国． 基于 G S M的航标3 G监测监控系统[ J ] 、 仪器仪 表用户 ， 2 0 0 3 ． [ 2 ] 吴宝昌， 李定楚． 航标 自动监控系统研讨[ J ] ． 中国航海， 1 9 9 9 ． [ 3 ] 张利中． 镇海航标区航标遥测系统研制[ J ] ． 交通部上海船舶运 输科学研究所学报 ， 2 0 0 0 ． 测量放样 台车就位 钻眼装药 放炮排烟 出 碴 排 水 支护成本， 保证了二次衬砌厚度， 保证了隧道成型质 量， 同时为企业创造可观的经济效益。 参考 文献 [ 1 ] 钱东升． 公路隧道施工技术[ M] ．北京 人民交通出版社 ， 2 0 0 3 [ 2 ] 黄成光． 公路隧道施工[ M] ． 北京 人民交通出版社， 2 0 0 2 ． 维普资讯