1、小斷面隧道鉆爆施工楔形掏槽眼的布置一、 引言隧道和地下工程在我國的經(jīng)濟建設(shè)與社會發(fā)展中起著重要的作用，隨著國家 建設(shè)事業(yè)迅速發(fā)展，隧道工程建設(shè)需要解決速度快、質(zhì)量好、材料省等問題。在 目前和未來幾年內(nèi)鉆爆法依然是貴州片區(qū)隧道掘進的主要技術(shù)手段，而爆破成功 與否取決于掏槽是否成功，同時掏槽眼還決定進尺，所以在施工過程中應(yīng)著力研 究掏槽技術(shù)，在保證圍巖穩(wěn)定的前提下，最大程度的提高爆破進尺。掏槽爆破涉及爆破學(xué)、爆破力學(xué)、巖石力學(xué)、巖石拋擲等等，爆破作用屬于 三維問題，且掏槽爆破是爆破近區(qū)問題，爆破介質(zhì)在爆炸載荷作用下力學(xué)行為具 有非線性特征。所以在對掏槽爆破研究中，運用數(shù)學(xué)數(shù)值模擬和物理模擬都有較

2、大難度與不確定度，對于掏槽爆破深入系統(tǒng)的研究不是很多，目前常見的文獻多 是根據(jù)現(xiàn)場施工情況進行的經(jīng)驗總結(jié)。隨著隧道施工逐步向著機械化的發(fā)展，隨著帶來的是全斷面深孔爆破技術(shù)的 推廣和應(yīng)用，這促使深孔直眼掏槽技術(shù)有很快的發(fā)展速度，并且得到了廣泛的應(yīng) 用。但是直眼掏槽也有其缺點，它的炸藥消耗量大，炮眼利用率低，并需要大直 徑中空孔為其提供凌空面，這在一定程度上限制了深孔直眼掏槽技術(shù)的普遍應(yīng)用。 且在巖石條件復(fù)巖性既堅硬又有較大韌性、破巖條件十分困難的情況下，直眼掏 槽很難保證掏槽爆破效果，此時楔形掏槽爆破技術(shù)卻能顯示出更大的優(yōu)越性。而對于楔形掏槽爆破目前還沒有相對成熟的研究結(jié)果，掏槽機理和爆破參數(shù)

3、研究依然處于經(jīng)驗總結(jié)和試驗階段。本文章也是在理論的計算基礎(chǔ)上進行實踐， 從而獲得實踐經(jīng)驗，把所得經(jīng)驗在運用到理論，結(jié)合再去實踐，如此循序漸進， 相信定會總結(jié)出最優(yōu)的楔形掏槽眼布置方法。二、爆破參數(shù)的確定1、爆破對象本次爆破研究斷面面積為38.16m2,屬于小斷面隧道。圍巖等級為IV級， 隧道施工方法為臺階法，本次主要對上臺階第一排掏槽眼展開研究。2、掏槽面積及布控形式經(jīng)過斷面圖得知上臺階面積為17.2m2，寬度6.62m,高3.31m，在長寬各三 分之一處設(shè)置第一排掏槽孔，掏槽面積大約為2x1m2,布孔形式采用效率較高的 對稱孔。3、爆破參數(shù)爆破所使用的藥是直徑32mm的乳化炸藥，其長度為30

4、cm，殉爆距離不小 于3cm，猛度不小于12mm，做工能力不小于260ml，起爆感度為一發(fā)8號雷管， 爆速不小于3200m/s。炮孔直徑42mm，+且無填塞。故第一排掏槽炮眼角度確 定為70在采用氣腿鑿巖機時，炮眼深度以1.82.5m為宜，本隧道采用YT29型鑿 巖機，故炮眼垂直深度一般在2.0m以左右。通過計算掏槽炮眼深度為2.2m。炮眼數(shù)目出可根據(jù)單位炸藥消耗量，按下式估算后，再按經(jīng)驗方法確定炮眼 數(shù)目：N=qSmn/aP式中N為炮眼數(shù)目；q為單位炸藥消耗量kg/m3； S為隧道掘進面積皿；m為每 個炸藥長度，m； n為炮眼利用率；a為裝藥系數(shù)，即裝藥長度與炮眼長度之比， 一般取0.50.

5、7； P為每卷炸藥的質(zhì)量kg。單位炸藥消耗量是一次爆破所需總炸 藥量和工作面一次爆下的實體巖石總體積之比，即：q=Q/V依據(jù)圍巖等級確定q=2.1kg/m，；掏槽面積S=2皿；炸藥長度m=0.3m；炮眼 利用率n=1 ；裝藥系數(shù)a=0.7；每卷炸藥的質(zhì)量P=0.3kg。經(jīng)過計算炮眼個數(shù)N=6 個。由以上所得參數(shù)得到理論效果圖：裝藥后掏槽孔總覽四、爆后效果爆后掌子面爆后進尺效果由此可見爆后效果良好，掌子面平整，無欠挖，進尺2m,符合預(yù)期效果。五、經(jīng)驗總結(jié)炮眼直徑的大小會影響到鉆眼效率、整個斷面炮眼數(shù)目、炸藥消耗量、巖壁 平整度和爆后巖塊的大小。因此，我們要根據(jù)隧道斷面大小、塊度大小、炸藥性 能和

6、鑿巖機性能綜合考慮，進行選擇。炮眼直徑大，可減少炮眼數(shù)目，炸藥能量 相對集中，也可提高爆破效率，但伴隨的缺點就是鉆速下降，影響爆破質(zhì)量和降 低圍巖穩(wěn)定性。炮眼深度決定了每一施工循環(huán)鉆眼的工作量和每一循的進尺。炮眼深度由圍 巖性質(zhì)、隧道斷面大小、出渣方式、鑿巖機類型、炸藥威力、工人技術(shù)水平等因 素控制。在小斷面隧道施工過程中，由于斷面的限制，目前只能采用淺孔爆破， 故進尺會受到約束。所以今后應(yīng)以高速、高效、低成本、便于組織正規(guī)循環(huán)作業(yè) 為原則，對掏槽炮眼深度進行改善。炮眼數(shù)目的多少直接影響鉆眼工作量、爆破巖石的塊度等。炮眼數(shù)目取決于 巖石性質(zhì)、爆破斷面尺寸、炮眼直徑和炸藥性能等因素。合理的炮眼數(shù)目應(yīng)以保 證掏槽效果的實現(xiàn)為原則。一般是先以巖層性質(zhì)和爆破斷面大小進行初步估算， 然后在斷面圖上做出炮眼布置，得出炮眼總數(shù)，并通過實踐調(diào)整修正。掏槽爆破是相鄰掏槽孔裝藥爆炸作用相互疊加的結(jié)果，不同強度的巖石掏槽 爆破時需要確定與之相適應(yīng)的最佳炮孔傾角，才能有效調(diào)整炸藥爆炸能量的分配 形式和分配比例，使其與掏槽效