1.本发明涉及隧道施工技术领域，具体是一种精细化爆破控制的隧道钻孔布设方法。
背景技术：2.我国当前建造的隧道常采用钻爆法进行施工。由于钻爆法对地质条件适应性强、开挖成本低，特别适合于坚硬岩石隧道、破碎岩石隧道及大量短隧道的施工，所以钻爆法是目前隧道掘进的主要手段。但是现有的爆破方式中，都是直接按统一的施工方法进行炮眼的钻孔，然后填药进行爆破，爆破振动对不同等级的围岩扰动均很大。
技术实现要素：3.本发明要解决的技术问题是提供一种精细化爆破控制的隧道钻孔布设方法，针对不同等级的围岩，钻设对应深度的炮眼，然后进行填药量和炮眼堵塞长度的调整，使得隧道实现光面爆破，保护隧道围岩及最大限度的减少爆破振动对围岩的扰动，提高隧道爆破质量，减少隧道钻孔、出渣、排险等工序的作业时间。
4.本发明的技术方案为：
5.一种精细化爆破控制的隧道钻孔布设方法，具体包括有以下步骤：
6.(1)、测量放线，布置炮眼：沿被爆破掌子面的轮廓线边缘布设周边眼，位于周边眼内侧并沿轮廓线布设二圈眼，在位于二圈眼内侧的掏槽区布设掏槽炮眼；
7.(2)、钻孔：根据隧道围岩级别的分布，单次开挖长度的取值为：
ⅴ
级围岩的单次开挖长度为1.0-1.3米，ⅳ级围岩的单次开挖长度为2.8-3.2米，ⅲ级和ⅱ级围岩的单次开挖长度为3-4米；根据开挖长度，钻设对应深度的炮眼，炮眼钻孔时，周边眼和二圈眼的钻孔直径小于掏槽炮眼的钻孔直径，即炸药外径与周边眼或二圈眼的直径差小于炸药外径与掏槽炮眼的直径差；
8.(3)、装药：根据隧道围岩级别、单次开挖长度的不同，设置不同的炸药量；周边眼采用不耦合间隔装药的方式，按照0.1米一节的长度布设炸药，相邻两节炸药之间的距离为0.4-0.6米，炸药间采用导爆索串联；二圈眼采用不耦合间隔装药的方式，按照0.3米一节的长度布设炸药，相邻两节炸药之间的距离为0.15-0.25米，炸药间采用导爆索串联；掏槽炮眼采用不耦合连续状态的方式装满炸药；
9.(4)、炮眼填塞：对于周边眼和二圈眼，填塞封泥长度不小于0.3m；对于掏槽炮眼：炮眼深度为0.6-1m时，炮眼的填塞封泥长度不小于炮眼深度的二分之一；炮眼深度为1-2.5m时，炮眼的填塞封泥长度不小于0.5m；炮眼深度超过2.5m时，炮眼的填塞封泥长度不小于1m。
10.所述的步骤(2)中，根据开挖长度，炮眼的钻孔深度为开挖长度加上0.4-0.6米。
11.所述的周边眼和二圈眼的钻孔直径相等，周边眼的钻孔直径比掏槽炮眼的钻孔直径小4-6cm，且周边眼、二圈眼和掏槽炮眼的直径均满足炸药采用不耦合装药的方式。
12.所述的步骤(3)中，不同级别围岩的装药量分别为：
13.ⅴ
级围岩：单次开挖长度为1.0-1.3米，周边眼采用不耦合间隔装药的方式，按照0.1米一节的长度布设炸药，相邻两节炸药之间的距离为0.4-0.6米，炸药间采用导爆索串联；二圈眼采用不耦合间隔装药的方式，按照0.3米一节的长度布设炸药，相邻两节炸药之间的距离为0.18-0.22米，炸药间采用导爆索串联；掏槽炮眼采用不耦合连续状态的方式装满炸药；
[0014]ⅳ级围岩：单次开挖长度为2.8-3.2米，周边眼采用不耦合间隔装药的方式，按照0.1米一节的长度布设炸药，相邻两节炸药之间的距离为0.55-0.6米，炸药间采用导爆索串联；二圈眼采用不耦合间隔装药的方式，按照0.3米一节的长度布设炸药，相邻两节炸药之间的距离为0.15-0.18米，炸药间采用导爆索串联；掏槽炮眼采用不耦合连续状态的方式装满炸药；
[0015]ⅲ级和ⅱ级围岩：单次开挖长度为3-4米，周边眼采用不耦合间隔装药的方式，按照0.1米一节的长度布设炸药，相邻两节炸药之间的距离为0.4-0.55米，炸药间采用导爆索串联；二圈眼采用不耦合间隔装药的方式，按照0.3米一节的长度布设炸药，相邻两节炸药之间的距离为0.15-0.25米，炸药间采用导爆索串联；掏槽炮眼采用不耦合连续状态的方式装满炸药。
[0016]
所述的周边眼、二圈眼和掏槽炮眼均采用非电亳秒雷管起爆，电雷管引爆的方式进行爆破。
[0017]
本发明的优点：
[0018]
(1)、传统的周边眼、二圈眼和掏槽炮眼的钻孔直径一致，钻孔的直径较大，而炸药药卷装进炮眼内后，不能与孔壁很好的密贴，在起爆时，容易造成爆轰波损失，影响爆破效果。本发明通过缩小周边眼、二圈眼孔壁与炸药间的间隙，减少爆轰波损失，从而提高隧道光面爆破的爆破质量，达到缩短施工周期的目的。
[0019]
(2)、本发明采用不耦合间隔装药方式，调整优化周边眼和二圈眼的装药结构，大大提高了隧道光面爆破效果，减少了隧道爆破后掌子面的排险时间，圆顺了隧道的初支面，减少了隧道衬砌质量缺陷率。而隧道实现光面爆破不仅有效缩短隧道单循环作业时间，而且对隧道的安全质量、成本控制、进度管理等方面都会起到明显的促进作用，大大缩短隧道施工周期、提高隧道工序衔接的能力。
[0020]
(3)、当炮眼不堵塞时，由于炮眼内的轴向压力大大超过横向压力，使得炮眼内的部分气体消散在空气以外的空间，形成较强的空气冲击波，对爆破效果不利；而炮眼堵塞过长、过大时，炮眼内的气体虽不冲出，增强了气体的作用时间，但是爆破就会产生“挂门帘”现象或光面爆破质量较差的情况。本发明根据不同级别的围岩，对掏槽炮眼的填塞封泥长度进行调整，大大提高了光面爆破的质量，爆破效果好。
附图说明
[0021]
图1是本发明炮眼布设的结构示意图。
[0022]
图2是本发明
ⅴ
级围岩周边眼装药填塞的结构示意图。
[0023]
图3是本发明
ⅴ
级围岩二圈眼装药填塞的结构示意图。
具体实施方式
[0024]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0025]
一种精细化爆破控制的隧道钻孔布设方法，具体包括有以下步骤：
[0026]
(1)、见图1，测量放线，布置炮眼：沿被爆破掌子面的轮廓线边缘布设周边眼1，相邻周边眼1之间的距离为0.5米，位于周边眼1内侧并沿轮廓线布设二圈眼2，相邻周边眼2之间的距离为1米，在位于二圈眼2内侧的掏槽区布设掏槽炮眼3；
[0027]
(2)、钻孔：根据隧道围岩级别的分布，单次开挖长度的取值为：
ⅴ
级围岩的单次开挖长度为1.2米，ⅳ级围岩的单次开挖长度为3米，ⅲ级和ⅱ级围岩的单次开挖长度为3-4米；根据开挖长度，炮眼的钻孔深度为开挖长度加上0.5米，炮眼钻孔时，由于采用的炸药为外径φ32mm的乳化炸药，周边眼和二圈眼采用φ38mm的钻头进行钻孔，钻孔直径为46mm,掏槽炮眼采用φ42mm的钻头进行钻孔,钻孔直径为50mm；
[0028]
(3)、装药：根据隧道围岩级别、单次开挖长度的不同，不同级别围岩的装药量分别为：
[0029]
ⅴ
级围岩：见图2，单次开挖长度为1.2米，周边眼采用不耦合间隔装药的方式，按照0.1米一节的长度布设炸药4，炸药3距离炮眼口的距离为0.59米，相邻两节炸药4之间的距离为0.41米，炸药间采用导爆索串联；见图3，二圈眼采用不耦合间隔装药的方式，按照0.3米一节的长度布设炸药4，炸药4距离炮眼口的距离为0.4米，相邻两节炸药4之间的距离为0.2米，炸药间采用导爆索串联；掏槽炮眼采用不耦合连续状态的方式装满炸药；
[0030]ⅳ级围岩：单次开挖长度为3米，周边眼采用不耦合间隔装药的方式，按照0.1米一节的长度布设四节炸药，炸药距离炮眼口的距离为0.8米，相邻两节炸药之间的距离为0.6米，炸药间采用导爆索串联；二圈眼采用不耦合间隔装药的方式，按照0.3米一节的长度布设六节炸药，炸药距离炮眼口的距离为0.4米，相邻两节炸药之间的距离为0.16米，炸药间采用导爆索串联；掏槽炮眼采用不耦合连续状态的方式装满炸药；
[0031]ⅲ级围岩：单次开挖长度为3米，周边眼采用不耦合间隔装药的方式，按照0.1米一节的长度布设五节炸药，炸药距离炮眼口的距离为0.8米，相邻两节炸药之间的距离为0.43米，炸药间采用导爆索串联；二圈眼采用不耦合间隔装药的方式，按照0.3米一节的长度布设六节炸药，炸药距离炮眼口的距离为0.4米，相邻两节炸药之间的距离为0.16米，炸药间采用导爆索串联；掏槽炮眼采用不耦合连续状态的方式装满炸药；
[0032]ⅱ级围岩：单次开挖长度为4米，周边眼采用不耦合间隔装药的方式，按照0.1米一节的长度布设六节炸药，炸药距离炮眼口的距离为0.8米，相邻两节炸药之间的距离为0.52米，炸药间采用导爆索串联；二圈眼采用不耦合间隔装药的方式，按照0.3米一节的长度布设七节炸药，炸药距离炮眼口的距离为0.4米，相邻两节炸药之间的距离为0.25米，炸药间采用导爆索串联；掏槽炮眼采用不耦合连续状态的方式装满炸药；
[0033]
(4)、炮眼填塞：对于周边眼和二圈眼，填塞封泥5(见图2和图3)的长度均为0.3m；对于掏槽炮眼：炮眼深度为1.2m时，炮眼的填塞封泥长度为0.5m；炮眼深度为3米时，炮眼的填塞封泥长度为1m；炮眼深度为4米时，炮眼的填塞封泥长度为1.5m。
[0034]
(5)、周边眼、二圈眼和掏槽炮眼均采用非电亳秒雷管起爆，电雷管引爆的方式进行爆破。
[0035]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
技术特征：1.一种精细化爆破控制的隧道钻孔布设方法，其特征在于：具体包括有以下步骤：(1)、测量放线，布置炮眼：沿被爆破掌子面的轮廓线边缘布设周边眼，位于周边眼内侧并沿轮廓线布设二圈眼，在位于二圈眼内侧的掏槽区布设掏槽炮眼；(2)、钻孔：根据隧道围岩级别的分布，单次开挖长度的取值为：
ⅴ
级围岩的单次开挖长度为1.0-1.3米，ⅳ级围岩的单次开挖长度为2.8-3.2米，ⅲ级和ⅱ级围岩的单次开挖长度为3-4米；根据开挖长度，钻设对应深度的炮眼，炮眼钻孔时，周边眼和二圈眼的钻孔直径小于掏槽炮眼的钻孔直径，即炸药外径与周边眼或二圈眼的直径差小于炸药外径与掏槽炮眼的直径差；(3)、装药：根据隧道围岩级别、单次开挖长度的不同，设置不同的炸药量；周边眼采用不耦合间隔装药的方式，按照0.1米一节的长度布设炸药，相邻两节炸药之间的距离为0.4-0.6米，炸药间采用导爆索串联；二圈眼采用不耦合间隔装药的方式，按照0.3米一节的长度布设炸药，相邻两节炸药之间的距离为0.15-0.25米，炸药间采用导爆索串联；掏槽炮眼采用不耦合连续状态的方式装满炸药；(4)、炮眼填塞：对于周边眼和二圈眼，填塞封泥长度不小于0.3m；对于掏槽炮眼：炮眼深度为0.6-1m时，炮眼的填塞封泥长度不小于炮眼深度的二分之一；炮眼深度为1-2.5m时，炮眼的填塞封泥长度不小于0.5m；炮眼深度超过2.5m时，炮眼的填塞封泥长度不小于1m。2.根据权利要求1所述的一种精细化爆破控制的隧道钻孔布设方法，其特征在于：所述的步骤(2)中，根据开挖长度，炮眼的钻孔深度为开挖长度加上0.4-0.6米。3.根据权利要求1所述的一种精细化爆破控制的隧道钻孔布设方法，其特征在于：所述的周边眼和二圈眼的钻孔直径相等，周边眼的钻孔直径比掏槽炮眼的钻孔直径小4-6cm，且周边眼、二圈眼和掏槽炮眼的直径均满足炸药采用不耦合装药的方式。4.根据权利要求1所述的一种精细化爆破控制的隧道钻孔布设方法，其特征在于：所述的步骤(3)中，不同级别围岩的装药量分别为：
ⅴ
级围岩：单次开挖长度为1.0-1.3米，周边眼采用不耦合间隔装药的方式，按照0.1米一节的长度布设炸药，相邻两节炸药之间的距离为0.4-0.6米，炸药间采用导爆索串联；二圈眼采用不耦合间隔装药的方式，按照0.3米一节的长度布设炸药，相邻两节炸药之间的距离为0.18-0.22米，炸药间采用导爆索串联；掏槽炮眼采用不耦合连续状态的方式装满炸药；ⅳ级围岩：单次开挖长度为2.8-3.2米，周边眼采用不耦合间隔装药的方式，按照0.1米一节的长度布设炸药，相邻两节炸药之间的距离为0.55-0.6米，炸药间采用导爆索串联；二圈眼采用不耦合间隔装药的方式，按照0.3米一节的长度布设炸药，相邻两节炸药之间的距离为0.15-0.18米，炸药间采用导爆索串联；掏槽炮眼采用不耦合连续状态的方式装满炸药；ⅲ级和ⅱ级围岩：单次开挖长度为3-4米，周边眼采用不耦合间隔装药的方式，按照0.1米一节的长度布设炸药，相邻两节炸药之间的距离为0.4-0.55米，炸药间采用导爆索串联；二圈眼采用不耦合间隔装药的方式，按照0.3米一节的长度布设炸药，相邻两节炸药之间的距离为0.15-0.25米，炸药间采用导爆索串联；掏槽炮眼采用不耦合连续状态的方式装满炸药。5.根据权利要求1所述的一种精细化爆破控制的隧道钻孔布设方法，其特征在于：所述
的周边眼、二圈眼和掏槽炮眼均采用非电亳秒雷管起爆，电雷管引爆的方式进行爆破。
技术总结本发明公开了一种精细化爆破控制的隧道钻孔布设方法，首先测量放线，布置炮眼，再根据隧道围岩级别的分布，进行单次开挖长度的设计，并根据开挖长度，钻设对应深度的炮眼，然后根据隧道围岩级别、单次开挖长度的不同，设置不同的炸药量，最后进行炮眼填塞。本发明针对不同等级的围岩，钻设对应深度的炮眼，然后进行填药量和炮眼堵塞长度的调整，使得隧道实现光面爆破，保护隧道围岩及最大限度的减少爆破振动对围岩的扰动，提高隧道爆破质量，减少隧道钻孔、出渣、排险等工序的作业时间。排险等工序的作业时间。排险等工序的作业时间。
技术研发人员：王鑫 章健 王勇 陈杨 贾建增 冯冀蒙 瞿光宗 吴奥 宣亮 张璇 朱英
受保护的技术使用者：中铁四局集团第七工程有限公司 西南交通大学
技术研发日：2022.05.12
技术公布日：2022/7/5
