水平岩层裂隙对隧道开挖效果的影响

了裂隙密度Ｎｑ与单位　装药量ｑ之间的关系曲　线，如图１所示：　参考国内外资料，　对图１曲线分析研究，　发现Ｎｑ与ｑ之间存在　着定量关系，经太量分　析和现场验正，获得的　定量关系基本上适用于　薪花苗水平岩层隧道的　Ｏ’５　１３．１７　０．１９　ｎ翻０　２３　ｎ舶０．２７　０３ｇ　光面爆破，现介绍如下。　由于每平方米裂隙　囤１　ＮＤ与ｑ的美系曲线　数的增加或减少，将引起单位装药量ｑ和炮眼６　数Ｎ的相应减少或增　加，这种变化可用裂隙系数Ｋｉ来表示，即　雨　菌　ｎ广—岩体单轴抗压强度；　Ｎ　—　密度（条时）　另外单位装药量ｑ与岩石裂隙系数　、炮眼直径系数　、岩石　抗压强度系数Ｋ以及琏道断面面积Ｓ有关，其关系式为：　ｑ＝７０　・Ｋ・Ｋ，、／ｓ………………一（２）　由（１）（２）式可推出　与Ｐ的定量关系式为：　Ｎｐ　．ｄ　…………．（３）　ｑ、／ｓ　２、裂隙密度与平均线性超挖的关系：　节理系围岩、裂隙密度与超欠挖的关系十分密切，因为裂隙不　仅直接影响隧道开挖成形，而目控制着超欠的大小。光面爆破只有根　据裂隙构造和裂隙密度确定单位药量ｑ和钻孔外插角等，才瞻有徽地　控制爆破效果。　裂隙密度与平均线性超　挖之间的关系曲线如图２所　根据上述内容，用裂隙密　习　：　裂隙，进　该曲线反映在单位装姑　（２）效果　Ｉ定　量一定条件下，裂隙密度与平　均线性超挖ｈ成正比，即裂障　采用经　殳、精密水准仪并配合直尺等测定周边超欠挖、炮痕　愈发育，平均线性超挖就］盘　保存率、炮孔利用率；用罗盘和手水准仪测定个孔外皤角。　大。同时，现场按公式（３　（３）评价分析方法　确定的单位装药量及其它光爆　试验段的爆破设计原则是根据“正交优化设计”进行的　而光　参数．效果就非常显著，平均　图２　与ｈ的美系曲线　面爆破效果ｉ平价分析是采用图解法　学等　线性毽　在１２￣ｍ以下。　力Ｉｉ去进行的。　３、裂隙构造与开挖成型的关系　三、试验结果分析　洞室围岩存在着各种裂隙，如节理、层理等，这些地质不连续　１、裂隙密度与单位装药量的关系　面对岩体破碎有显著的影响，许多工程证明，岩体牍破块度要取决于　的太小，单位装药量的调整直取决　地质构造，而地质构造取决于构造参数一构造宽度、延展长度，充　于裂隙密度的太小。光面爆破中　填物、构造密度等。但各参数对块度影响程度是不同的．印度学者　方能改善光爆效果。　Ｂｐｓｉｎｇｈ研尧表明：岩庠破碎质量受到裂黼向的影响较大．在垂直　试验中，我们现场收集了这方面的资料，经过数理统计．获得　裂隙方向和抵抗线较尢时，破碎质量较大。　｝　５４　’。。。‘　。。。。－－。＿＿＿＿。　。＿＿＿－。　’＿＿＿＿＿。＿。＿＿＿＿。＿一　，　ｃＴＹ　ＱＵＡＬＩＴＹ　ＳＵＰＥＲＶ｛ＳＩＯＮ　Ｉ　维普资讯 http://www.cqvip.com

。，　，　。。　，　』　１］　ｆ　ｉ　．　ｌ　工程质量　素是裂隙面的连续性。裂隙面从两个　理面上，受构造应力作用，常常会引起钻孔外插角的变化。因为当围　方面干扰爆破能量的传递：—是中止裂隙通过整个岩层发展；二是为　岩出现与炮孔方向夹角较小的层理节理时，钻孔时，裂隙面处的应力　爆破气体提供最佳的跟踪路径。两种作用受裂隙条件影喃较大，特别　强度比围岩应力强度相对要低．裂隙面对钻汗具有夹制作用，引起钻孔　　是对张开裂隙处可导致不良的破碎效果，损失爆破进尺，造成过量的　外插角的变化．使炮孔方向改变，从而造成趣戈挖。超挖。　５、裂隙影响超是挖的程度　试验证明：随着裂隙的发育，对超欠挖的控制就越困难；同　试验正实，炮孔底部附近有裂隙面时．光面爆破造成围岩破裂到　时，密闭或填实的裂隙要比张开的裂隙造成的超挖小，因为发育的　裂隙面。若裂隙面在孔底以下部位，爆破后，破裂到孔底　下裂隙　裂隙围岩．爆破振动时，在重力作用下，岩层容易切割成　啪南，产　　面．前部分留有完整半孔，后部分岩体开裂平面也很整齐．造成超　生局部失稳状态，严重的引起坍塌．造成大面积超挖，轻者引起掉块，　控，如图３－ａ所示；若裂隙面在孔底以下部位，这时也是破裂到裂隙　造成小范围超挖。面，后部分岩体不产生裂纹．并留有完整的光精炮孔，从而造成拒爆　区。如图３－ｂ所示：　四、施工应用实例　１、地质概现　试验段位于新花苗隧道出口工区，里程为ＤＫ２０３＋３５０－＋２３２，该　段地层岩性以砂页岩为主，其间夹有膨胀岩，具有明显的膨胀性，属　裂隙面　ＩⅡ－Ⅳ类围岩，不仅有许多层理，而且节理—般在瞬组以上，裂隙密集度　号　号　（ａ　裂隙面　（ｂ）　在０．７￣０２３条／ｍ２之间。裂隙悔岜复杂　２、试嘧段ｉ要参教　试验段的主要爆破参数为：周边跟ｆＥ嘴　Ｅ＝４５￣５０￣ｍ．周边眼最小　抵抗线Ｗ＝６０，－７．Ｏｃｍ，相懒ＥＡＶ＝０．６４￣１００，单　龆辖｝据裂黻育　情况，接公式　７。　・　Ｋ，￣　｛十算确定。接殴七圭蹲；数，进　协目爆　破，平均缇ｌ生吲剖空剞在１２．Ｏｃｍ以下，经济效益哪　３、钻孔控制方法　图３孔底附近有裂隙面对开控效果的影响　每一循环爆破后实测中发现，当爆破轮廓线　外３０ｃｍ　内有平　行于开挖轮奔线的裂隙面时．爆破时，由于构造应力等作用，—般都　要沿裂隙面形成坡面　造成超挖，如图４所示　节理和层理容易引起钻亍　Ｈ雷角的变化，因此，如侗控制钻羽外插　角的精度　ａ　专＾指挥台车就位，台　ｂ、用自动平衡器　一。这次试验，我们采　ｃ　当钻汗钻进到竖向或水平方向裂Ｉ骘驰寸，碱少钻杆推力。　ｄ　保持孔底基本在同一断面上，目孔底外插总量不宜大于ｌｏｏｍ　图４平行裂隙形　捷酎　状　４、层理对钻孔外插角的影响　从地质力学角度考虑，层理对钻孔外插角的影响是非常显著的．　表１、表２反映了不同岩层倾角引起钻孔外插角时的变化及其对开挖　效果的影响。　量放惮误差。　和小于５ｃｍｏ　４、控制超欠挖的主要措施。　ａ、根据地匾案件，确定钻爆参数。　岩层上倾角对外插角及开挖效果的影响｛襄ｉ）　帖杆　时　平均跷　拱　鳇　ｃ、提　％）　Ｌ、钻孔情窿。　：‘、　Ｉ杆倾　整（‘、　性越　（　）　４　３ｎ　７　ｔ２　５　Ｌ０　４　ｔ４ｔ　ｅ、加强对钻孔、爆破工的技术剖¨＿提高工＾专业素质。　‘加强信息反馈　五、结论　￡　９　Ｌ２　３　本次试嘧，经过对现场资料的全面分新研究，得出下述ｎ点结论：　１、裂隙萄宦Ｎｐ，与单　鞋药量ｑ存在巷曼关系，如公式（３　２、在装药量一定的条件下，随着裂隙密度的增加，平均线性超　挖增大。　岩层下倾角对外插角及超挖的影响｛襄２　岩层下俩　钻杆定位时平　均角度（　１　炮痕惯角与钻　扦倾角差（　）　特别是裂隙的走向、宽度、充　填物等。因此，钻孔位置直尽可能避开它。　４、节理系围岩，采用内移开挖轮廓线缩小断面爆破的方法进行　表Ｉ、表２表明，在层状围岩中布设炮孔，当炮孔落在层面或节　光面爆破，爆破效果要好些。　，，　Ｃ　Ｖ　ＬｒｒＹ　ＳＵＰＥＲＶＩＳＩＯＮ