本發(fā)明涉及一種爆破方法，具體為一種高地溫隧道降溫預(yù)裂爆破方法。

背景技術(shù)：
隨著我國隧道建設(shè)的技術(shù)不斷發(fā)展，在高地溫地質(zhì)條件下修筑公路隧道、鐵路隧道、水電工程隧洞等情況也逐漸增多。高地溫災(zāi)害成為大深長(zhǎng)埋隧道工程不得不面臨的難題，如我國高黎貢山鐵路隧道，地溫最高達(dá)到了60℃；西藏墨脫引水隧洞的地溫高達(dá)90℃；新疆的布倫口—公格爾水電站引水隧洞在實(shí)測(cè)開挖面最高溫度達(dá)到105℃。目前國內(nèi)隧道施工主要還是采用鉆爆法，但是高地溫隧道的爆破開挖過程中，由于地溫過高可能導(dǎo)致炸藥不穩(wěn)定，產(chǎn)生自爆等現(xiàn)象。目前在高地溫條件下的爆破以及利用巖石的“熱脹冷縮”性質(zhì)進(jìn)行碎巖的方面還沒有成熟的技術(shù)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的在于提供一種高地溫隧道降溫預(yù)裂爆破的方法，對(duì)巖體進(jìn)行降溫，減少炮孔的裝藥量，保障爆破安全進(jìn)行，減少施工所產(chǎn)生的粉塵，改善施工環(huán)境。為解決技術(shù)問題，本發(fā)明時(shí)通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的：結(jié)合隧道掌子面，繪制隧道的斷面圖，布置炮孔的位置，所述包括掏槽孔，周邊孔，以及位于掏槽孔和周邊孔之間的輔助孔；計(jì)算爆破裝藥量：根據(jù)下面的參數(shù)和公式計(jì)算高地溫隧道降溫預(yù)裂爆破時(shí)的裝藥量q：其中：K1為系數(shù)，掏槽孔時(shí)取1.05，輔助孔時(shí)取1，周邊孔時(shí)取0.9；σj為巖石極限抗拉強(qiáng)度，單位MPa；σy為地壓應(yīng)力，單位MPa；α為熱膨脹系數(shù)，單位10-6℃-1；K2為體積模量，單位MPa；δij為Kronecker符號(hào)；ΔT為溫度改變量，單位℃；φ為炮孔直徑，單位mm；V0為炸藥比容，單位m3/kg；P0為為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，0.1MPa。將干冰置于部分掏槽孔和輔助孔內(nèi)；利用巖石“熱脹冷縮”的特性，使干冰升華吸收熱量，導(dǎo)致炮眼周圍巖體產(chǎn)生裂隙,減小地應(yīng)力。將干冰置于孔內(nèi)15分鐘后，根據(jù)計(jì)算的裝藥量將炸藥與電雷管裝入炮孔內(nèi)；將雷管聯(lián)接成網(wǎng)，按照掏槽孔、輔助孔、周邊孔的順序進(jìn)行起爆。本發(fā)明所述的高地溫隧道降溫預(yù)裂爆破方法，掏槽孔采用直線掏槽的方式；掏槽孔分為裝藥孔與空孔，空孔直徑大于裝藥孔直徑；將干冰置于不裝藥的空孔內(nèi)。本發(fā)明所述的高地溫隧道降溫預(yù)裂爆破方法，將干冰置于輔助孔內(nèi)時(shí)，當(dāng)?shù)販氐陀?0℃時(shí)，應(yīng)間隔一個(gè)輔助孔放置一塊干冰；當(dāng)?shù)販馗哂?0℃時(shí)，所有輔助孔都應(yīng)放置干冰。所述干冰均為圓柱狀干冰，干冰直徑為25～35mm，干冰長(zhǎng)度約為40～50cm。所述炮孔的長(zhǎng)度都應(yīng)小于1.5m，循環(huán)進(jìn)尺應(yīng)不大于1.2m。本發(fā)明所述的高地溫隧道降溫預(yù)裂爆破方法，采用光面爆破技術(shù)，所述周邊孔均采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，不耦合系數(shù)為2.2～2.9，使用制冷機(jī)中的冷水對(duì)周邊孔進(jìn)行注水。本發(fā)明所述的高地溫隧道降溫預(yù)裂爆破方法，所述炸藥為抗水性高的耐熱炸藥，所述雷管為耐高溫雷管。本發(fā)明提供的一種高地溫隧道降溫預(yù)裂爆破方法，施工時(shí)干冰和冷水能夠降低巖體部分溫度，使得炸藥與雷管不會(huì)因溫度過高而“自爆”，保障了施工的安全。使用冷水降低了巖體溫度，同時(shí)也減少了爆破后產(chǎn)生粉塵，改善了施工環(huán)境。利用巖石“熱脹冷縮”的熱力學(xué)性質(zhì)，干冰使巖體在短時(shí)間內(nèi)降溫，巖體產(chǎn)生裂縫，減小地應(yīng)力，減少炮孔的裝藥量，提高了炮孔的利用率。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單介紹。圖1為本發(fā)明高地溫隧道降溫預(yù)裂爆破開挖方法的流程示意圖；圖2為本發(fā)明高地溫隧道降溫預(yù)裂爆破開挖方法實(shí)施例中炮孔示意圖；圖3為本發(fā)明高地溫隧道降溫預(yù)裂爆破開挖方法實(shí)施例中掏槽孔布置示意圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明實(shí)施例旨在提供一種高地溫隧道降溫預(yù)裂爆破開挖方法。下面結(jié)合工程實(shí)例及附圖對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖2所示，隧道掌子面寬度為5m，高度為5m。巖體物理參數(shù)：抗拉強(qiáng)度為10MPa，地壓應(yīng)力為20MPa，熱膨脹系數(shù)為6×10-6℃-1，體積模量為40000MPa。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的高地溫隧道降溫預(yù)裂爆破開挖方法，包括以下步驟：結(jié)合隧道掌子面，繪制隧道斷面圖，布置炮孔位置。其中，所述炮孔類型包括掏槽孔、周邊孔以及位于掏槽孔和周邊孔之間的輔助孔；計(jì)算炮孔的裝藥量；將干冰置于部分掏槽孔和輔助孔；將干冰置于孔內(nèi)15分鐘后，根據(jù)計(jì)算的裝藥量將耐熱炸藥以及耐高溫雷管裝入炮孔，聯(lián)接成網(wǎng)；按照掏槽孔，輔助孔，周邊孔的順序進(jìn)行起爆。如圖3所示，所述掏槽孔采用直線掏槽法，五星掏槽的布置方式。所述掏槽孔包括裝藥孔及空孔，直徑均為40～45mm，深度應(yīng)小于1.5m，空孔深度可大于裝藥孔深度0.1m。中心孔1以及其周圍2～5號(hào)孔裝藥，在其周圍布置四個(gè)空孔6～9號(hào)，在空孔6～9號(hào)內(nèi)裝入干冰。各孔之間的距離b取300mm，a取200mm。6～9號(hào)空孔起著增加自由面，利用干冰增加巖體裂隙以及破碎發(fā)展的導(dǎo)向作用。位于掏槽孔和周邊孔之間的輔助孔，直徑為40～45mm，深度小于1.5m。孔間距為600～700mm。當(dāng)隧道地溫高于50℃時(shí)，所有掏槽孔在裝入炸藥之前均需要裝入干冰進(jìn)行降溫；當(dāng)隧道地溫低于50℃時(shí)，為控制成本可選擇，每間隔一個(gè)輔助孔裝入一塊干冰。所述干冰均為圓柱狀，直徑為25～35mm，長(zhǎng)度約為40～50cm。為保證干冰能夠發(fā)揮作用，所有炮孔深度應(yīng)小于1.5m，爆破循環(huán)進(jìn)尺應(yīng)不大于1.2m。如圖3所示，所述周邊孔采用光面爆破技術(shù)，不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，為使不耦合系數(shù)近似達(dá)到2.5，采用直徑為32mm的耐熱炸藥放入周邊孔底部，再使用制冷機(jī)中的冷水進(jìn)行注水，在孔口進(jìn)行填塞，使得孔內(nèi)有較大水柱緩解爆轟壓力。為防止孔底藥量大，容易造成破壞，采用耐熱柔性導(dǎo)爆索起爆。所述周邊孔直徑均為40～45mm，深度應(yīng)小于1.5m，孔間距為500～550mm。如圖2所示，本實(shí)施例中，依次按照一，二，三，四，五，六，七，八的順序進(jìn)行爆破。本實(shí)施例中，若使得巖體降溫20℃，耐熱炸藥比容取0.92m3/kg；根據(jù)公式：可得掏槽孔的裝藥量為q＝0.89kg/m，由溫度降低導(dǎo)致掏槽孔減少的裝藥量為q減＝0.83kg/m；輔助孔的裝藥量為q＝0.85kg/m，由溫度降低導(dǎo)致輔助孔減少的裝藥量為q減＝0.79kg/m；周邊孔的裝藥量為q＝0.77kg/m，由溫度降低導(dǎo)致周邊孔減少的裝藥量為q減＝0.71kg/m。使用制冷機(jī)中冷水對(duì)周邊孔進(jìn)行注水，可降低巖體局部溫度，有利于巖體破碎，同時(shí)緩沖爆轟壓力，能達(dá)到光面爆破的技術(shù)要求，還能減少施工時(shí)所產(chǎn)生的粉塵。本發(fā)明所提供的高地溫隧道降溫預(yù)裂爆破開挖方法，為解決高地溫對(duì)炸藥及雷管等產(chǎn)生的不穩(wěn)定影響，同時(shí)利用高地溫進(jìn)行碎巖，在原有常規(guī)爆破開挖方法的基礎(chǔ)上，加入干冰對(duì)部分掏槽孔以及輔助孔進(jìn)行降溫，加入制冷機(jī)中的冷水對(duì)周邊孔進(jìn)行注水。保證了高地溫隧道爆破施工的安全，減少將近一半的炸藥使用量，提供了炮孔的利用率，改善了施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境。以上所述的實(shí)施例僅為本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。