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1、小断面隧道钻爆施工楔形掏槽眼的布置一、 引言隧道和地下工程在我国的经济建设与社会发展中起着重要的作用，随着国家 建设事业迅速发展，隧道工程建设需要解决速度快、质量好、材料省等问题。在 目前和未来几年内钻爆法依然是贵州片区隧道掘进的主要技术手段，而爆破成功 与否取决于掏槽是否成功，同时掏槽眼还决定进尺，所以在施工过程中应着力研 究掏槽技术，在保证围岩稳定的前提下，最大程度的提高爆破进尺。掏槽爆破涉及爆破学、爆破力学、岩石力学、岩石抛掷等等，爆破作用属于 三维问题，且掏槽爆破是爆破近区问题，爆破介质在爆炸载荷作用下力学行为具 有非线性特征。所以在对掏槽爆破研究中，运用数学数值模拟和物理模拟都有较
2、大难度与不确定度，对于掏槽爆破深入系统的研究不是很多，目前常见的文献多 是根据现场施工情况进行的经验总结。随着隧道施工逐步向着机械化的发展，随着带来的是全断面深孔爆破技术的 推广和应用，这促使深孔直眼掏槽技术有很快的发展速度，并且得到了广泛的应 用。但是直眼掏槽也有其缺点，它的炸药消耗量大，炮眼利用率低，并需要大直 径中空孔为其提供凌空面，这在一定程度上限制了深孔直眼掏槽技术的普遍应用。 且在岩石条件复岩性既坚硬又有较大韧性、破岩条件十分困难的情况下，直眼掏 槽很难保证掏槽爆破效果，此时楔形掏槽爆破技术却能显示出更大的优越性。而对于楔形掏槽爆破目前还没有相对成熟的研究结果，掏槽机理和爆破参数
3、研究依然处于经验总结和试验阶段。本文章也是在理论的计算基础上进行实践， 从而获得实践经验，把所得经验在运用到理论，结合再去实践，如此循序渐进， 相信定会总结出最优的楔形掏槽眼布置方法。二、爆破参数的确定1、爆破对象本次爆破研究断面面积为38.16m2,属于小断面隧道。围岩等级为IV级， 隧道施工方法为台阶法，本次主要对上台阶第一排掏槽眼展开研究。2、掏槽面积及布控形式经过断面图得知上台阶面积为17.2m2，宽度6.62m,高3.31m，在长宽各三 分之一处设置第一排掏槽孔，掏槽面积大约为2x1m2,布孔形式采用效率较高的 对称孔。3、爆破参数爆破所使用的药是直径32mm的乳化炸药，其长度为30
4、cm，殉爆距离不小 于3cm，猛度不小于12mm，做工能力不小于260ml，起爆感度为一发8号雷管， 爆速不小于3200m/s。炮孔直径42mm，+且无填塞。故第一排掏槽炮眼角度确 定为70在采用气腿凿岩机时，炮眼深度以1.82.5m为宜，本隧道采用YT29型凿 岩机，故炮眼垂直深度一般在2.0m以左右。通过计算掏槽炮眼深度为2.2m。炮眼数目出可根据单位炸药消耗量，按下式估算后，再按经验方法确定炮眼 数目：N=qSmn/aP式中N为炮眼数目；q为单位炸药消耗量kg/m3； S为隧道掘进面积皿；m为每 个炸药长度，m； n为炮眼利用率；a为装药系数，即装药长度与炮眼长度之比， 一般取0.50.
5、7； P为每卷炸药的质量kg。单位炸药消耗量是一次爆破所需总炸 药量和工作面一次爆下的实体岩石总体积之比，即：q=Q/V依据围岩等级确定q=2.1kg/m，；掏槽面积S=2皿；炸药长度m=0.3m；炮眼 利用率n=1 ；装药系数a=0.7；每卷炸药的质量P=0.3kg。经过计算炮眼个数N=6 个。由以上所得参数得到理论效果图：装药后掏槽孔总览四、爆后效果爆后掌子面爆后进尺效果由此可见爆后效果良好，掌子面平整，无欠挖，进尺2m,符合预期效果。五、经验总结炮眼直径的大小会影响到钻眼效率、整个断面炮眼数目、炸药消耗量、岩壁 平整度和爆后岩块的大小。因此，我们要根据隧道断面大小、块度大小、炸药性 能和
6、凿岩机性能综合考虑，进行选择。炮眼直径大，可减少炮眼数目，炸药能量 相对集中，也可提高爆破效率，但伴随的缺点就是钻速下降，影响爆破质量和降 低围岩稳定性。炮眼深度决定了每一施工循环钻眼的工作量和每一循的进尺。炮眼深度由围 岩性质、隧道断面大小、出渣方式、凿岩机类型、炸药威力、工人技术水平等因 素控制。在小断面隧道施工过程中，由于断面的限制，目前只能采用浅孔爆破， 故进尺会受到约束。所以今后应以高速、高效、低成本、便于组织正规循环作业 为原则，对掏槽炮眼深度进行改善。炮眼数目的多少直接影响钻眼工作量、爆破岩石的块度等。炮眼数目取决于 岩石性质、爆破断面尺寸、炮眼直径和炸药性能等因素。合理的炮眼数目应以保 证掏槽效果的实现为原则。一般是先以岩层性质和爆破断面大小进行初步估算， 然后在断面图上做出炮眼布置，得出炮眼总数，并通过实践调整修正。掏槽爆破是相邻掏槽孔装药爆炸作用相互叠加的结果，不同强度的岩石掏槽 爆破时需要确定与之相适应的最佳炮孔倾角，才能有效调整炸药爆炸能量的分配 形式和分配比例，使其与掏槽效果相匹配，提高炸药的有效能量利用率，确保良 好的掏槽效果。楔形掏槽爆破机理还处于试验探索阶段，最佳炮孔倾角还不能进行定量计算， 只能初步计算再结合现场研究，对于掏槽孔的参数定量计算还需要做进一步的研 究。
