一种直角三角形预裂掏槽方法与流程

本发明属于小断面隧道爆破开挖领域，涉及一种直角三角形预裂掏槽方法。

背景技术：

随着国家交通网络的建设，隧道施工日益趋多，且施工环境越来越复杂，隧道断面形式多种多样。现阶段隧道开挖施工仍以爆破开挖为主，大断面公路隧道，采用的多是台阶爆破开挖方式。由于断面较大，工作空间较为灵活，可以采用大角度楔形掏槽形式，有利于爆破岩石块体的抛出。但是对于小断面隧道，由于断面小，楔形掏槽施工困难，掏槽效果较差，循环进尺较短。现场一般改用直眼掏槽解决这一问题，较斜眼掏槽，直眼掏槽存在钻孔工作量大、爆破器材使用量高、爆破震动大等缺点。本发明针对小断面隧道爆破开挖掏槽施工困难、循环进尺短、爆破震动大的问题。通过采用直眼预裂掏槽方法，改善了掏槽效果、降低掏槽孔一次起爆药量，有效控制掏槽过程中产生的爆破震动在允许范围内，并保证爆破施工循环进尺。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种应用于环境复杂对爆破震动有严格控制要求的小断面隧道爆破开挖的直角三角形预裂掏槽方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种直角三角形预裂掏槽方法，包括以下步骤：

s1：预裂孔施工，在断面中下部掏槽部位上下及有结构物一侧钻凿预裂炮孔，预裂孔作用为降低岩石夹制作用，保证掏槽效果；

s2：掏槽孔施工，掏槽孔成扇形布置，共计两排；

s3：掏槽辅助孔施工，钻机在掏槽孔右侧钻凿掏槽辅助孔，共计两排，孔底距掌子面距离同第二排掏槽孔，第二排掏槽辅助孔垂直于掌子面；

s4：辅助眼、底板眼及周边光爆眼施工，钻机钻凿辅助眼、底板眼及周边光爆眼，炮孔深度为循环进尺深度，炮孔均采用水平炮孔；

s5：清孔，对钻凿的炮孔进行清孔；

s6：装填炸药；

s7：起爆。

进一步的，步骤s1中钻机钻设掏槽预裂孔共计9个，上部、下部分别为四个且间隔分布，左侧一个，预裂孔孔深2米，孔距50cm,预裂孔采用不耦合装药结构装填炸药及1段导爆管雷管。

进一步的，步骤s2中掏槽孔共计布设5个，第一排布设3个，孔距为30cm，与掌子面呈45°夹角，孔深90cm，孔口距左侧预裂孔间距为100cm，孔底距预裂孔间距为10cm,采用耦合装药结构，装填3段导爆管雷管；第二排掏槽孔布设2个，孔距为30cm，与掌子面呈59°夹角，孔深210cm，孔口距左侧预裂孔间距为120cm，孔底超深10cm,采用耦合装药结构，装填5段导爆管雷管。

进一步的，步骤s3中钻机在掏槽孔右侧钻凿掏槽辅助孔，共计布设5个，第一排布设3个，孔距为30cm，与掌子面呈73°夹角，孔深210cm，孔底超深10cm,采用耦合装药结构，装填7段导爆管雷管；第二排掏槽辅助孔布设2个，孔距为30cm，垂直于掌子面，孔深210cm，孔口距左侧预裂孔间距为160cm，孔底超深10cm,采用耦合装药结构，装填9段导爆管雷管。

进一步的，步骤s4中钻机钻凿辅助眼、底板眼及周边光爆眼，炮孔深度为2米，炮孔均与掌子面垂直，雷管采用普通毫秒导爆管雷管，段位由内而外依次为10段、11段、12段、13段及15段，其中，周边孔采用间隔装药结构，间隔体采用水袋，药卷间采用导爆索连接，确保周边孔同时起爆。

进一步的，步骤s5中对钻凿的炮孔进行清孔，采用高压风将孔内残留的水、岩屑及泥土吹净。

进一步的，步骤s6中装填炸药及毫秒导报管雷管,孔口位置加装一条水袋后采用炮泥填塞，水袋和炮泥填塞可提高炸药能量的利用率，并有效降低爆后粉尘污染。

进一步的，步骤s7中将雷管采用瞬发导爆管雷管成簇连网络后警戒起爆。

进一步的，预裂孔、掏槽孔、掏槽辅助孔、辅助眼、底板眼及周边光爆眼分别采用直径为φ40mm的钻机钻凿。

本发明的有益效果在于：

(1)直角三角形预裂掏槽方法便于小断面隧道钻凿掏槽炮孔，缩短了钻孔时间，提高了钻孔效率；

(2)隧道爆破掏槽孔爆破震动影响最大，预裂孔阻断了爆破冲击波的传播，有效降低了掏槽孔爆破对周边结构物的影响；

(3)提高了每循环爆破作业进尺，加快了开挖掘进进度，缩短施工工期。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为隧道断面炮孔平面布置图；

图2为图中a-a的剖面图。

附图标记：

1、预裂孔；2、掏槽孔；3、掏槽辅助孔；4、辅助眼；5、底板眼；6、周边光爆眼。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1～图2，为一种直角三角形预裂掏槽方法，包括以下步骤：

(1)预裂孔1施工：采用直径为φ40mm的凿岩机在断面中下部掏槽部位上下及有结构物一侧钻凿预裂炮孔，孔深较掏槽孔2减小10cm。预裂孔1采用空气间隔装药结构，预裂孔1作用为降低岩石夹制作用，保证掏槽效果。

(2)掏槽孔2施工：采用直径为φ40mm的钻机钻凿掏槽孔2，掏槽孔2成扇形布置，共计2排。掏槽孔2孔底距预裂孔110cm，距掌子面为100cm，雷管采用3段雷管；孔底超深10cm，距掌子面为210cm，雷管采用5断雷管。掏槽孔2采用耦合装药结构，掏槽后形成直角三角形临空面。

(3)掏槽辅助孔3施工：采用直径为φ40mm的钻机在掏槽孔2右侧钻凿掏槽辅助孔3，共计两排，孔底距掌子面距离同第二排掏槽孔2，第二排辅助孔垂直于掌子面，雷管采用普通毫秒导报管雷管，段位分别为7段及9段，掏槽辅助孔3采用耦合装药结构，掏槽辅助孔3起爆后掌子面形成矩形临空面。

(4))辅助眼4、底板眼5及周边光爆眼6施工：采用直径为φ40mm的钻机钻凿辅助眼4、底板眼5及周边光爆眼6，炮孔深度为循环进尺深度，炮孔均采用水平炮孔，雷管采用普通毫秒导爆管雷管，段位由内而外依次为10段、11段、12段、13段及15段。其中，周边孔采用间隔装药结构，间隔体采用水袋，药卷间采用导爆索连接，确保周边孔同时起爆。

(5)清孔：对钻凿的炮孔进行清孔，采用高压风将孔内残留的水、岩屑及泥土吹静。

(6)装填炸药：装填炸药及毫秒导报管雷管,孔口位置加装一条水袋后采用炮泥填塞，水袋和炮泥填塞可提高炸药能量的利用率，并有效降低爆后粉尘污染。

(7)起爆：将雷管采用瞬发导爆管雷管成簇连网络后警戒起爆。

具体的实施方式

(1)在掌子面中下部掏槽部位上部、下部、左侧采用直径为φ40mm的钻机钻设掏槽预裂孔1共计9个，孔深2米，孔距50cm,采用不耦合装药结构装填炸药及1段导爆管雷管。

(2)在断面中下部采用φ40mm的钻机钻凿掏槽眼，掏槽眼共计布设5个，第一排布设3个，孔距为30cm，与掌子面呈45°夹角，孔深90cm，孔口距左侧预裂孔1间距为100cm，孔底距预裂孔1间距为10cm,采用耦合装药结构，装填3段导爆管雷管；第二排掏槽孔2布设2个，孔距为30cm，与掌子面呈59°夹角，孔深210cm，孔口距左侧预裂孔1间距为120cm，孔底超深10cm,采用耦合装药结构，装填5段导爆管雷管。

(3)采用直径为φ40mm的钻机在掏槽眼右侧钻凿掏槽辅助孔3，共计布设5个，第一排布设3个，孔距为30cm，与掌子面呈73°夹角，孔深210cm，孔底超深10cm,采用耦合装药结构，装填7段导爆管雷管；第二排掏槽辅助孔3布设2个，孔距为30cm，垂直于掌子面，孔深210cm，孔口距左侧预裂孔1间距为160cm，孔底超深10cm,采用耦合装药结构，装填9段导爆管雷管。

(4))采用直径为φ40mm的钻机钻凿辅助眼4、底板眼5及周边光爆眼6，炮孔深度为2米，炮孔均与掌子面垂直，雷管采用普通毫秒导爆管雷管，段位由内而外依次为10段、11段、12段、13段及15段。其中，周边孔采用间隔装药结构，间隔体采用水袋，药卷间采用导爆索连接，确保周边孔同时起爆。

(5)对钻凿的炮孔进行清孔，采用高压风将孔内残留的水、岩屑及泥土吹静。

(6)装填炸药及毫秒导报管雷管,孔口位置加装一条水袋后采用炮泥填塞，水袋和炮泥填塞可提高炸药能量的利用率，并有效降低爆后粉尘污染。

(7)将雷管采用瞬发导爆管雷管成簇连网络后警戒起爆。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。