巖石爆破不同掏槽形式的對(duì)比分析

黃顯忠

（浙江省核工業(yè)二六二大隊(duì)，浙江湖州 313000）

巖石爆破不同掏槽形式的對(duì)比分析

黃顯忠

（浙江省核工業(yè)二六二大隊(duì)，浙江湖州 313000）

在對(duì)不同掏槽形式進(jìn)行對(duì)比分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程實(shí)例，試驗(yàn)分析了不同掏槽形式下的爆破效果，認(rèn)為斜眼掏槽和直眼掏槽都存在各自的缺陷，提出采用和推廣準(zhǔn)直眼掏槽方式的建議。

爆破;掏槽;斜眼掏槽;直眼掏槽;準(zhǔn)直眼掏槽

0 引言

如今隧道開挖爆破施工時(shí)，主要是采用直眼掏槽和斜眼掏槽2種方式，但是斜眼掏槽和直眼掏槽的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件卻很少被真正了解。巖巷掘進(jìn)爆破時(shí)，掏槽爆破技術(shù)是關(guān)鍵，是決定炮孔利用率的主要因素。因此，必須研究出合理的掏槽方式和掏槽參數(shù)。本文淺析不同掏槽形式下的爆破效果及成本消耗，在工程爆破開挖中，可以通過準(zhǔn)直眼掏槽試驗(yàn)，優(yōu)化爆破參數(shù)，達(dá)到最佳爆破效果及經(jīng)濟(jì)效益，并推廣應(yīng)用。

1 幾種掏槽的原理

1.1 斜眼掏槽

斜眼掏槽主要有V形掏槽和扇形掏槽，它們都是以一組一定的傾斜角度向工作面鉆鑿的炮眼，以盡可能為巖石移動(dòng)提供更大的自由面。斜眼掏槽要求隧道有一定的寬度。每循環(huán)進(jìn)尺與隧道寬度有關(guān)，通常為寬度的45% ～60%。V形掏槽的角度≮55°，扇形掏槽原則上是向著臨空面即掌子面崩落，由于夾制作用不是太大，因此比其他掏槽更容易。

1.2 直眼掏槽

直眼掏槽是由多個(gè)垂直于掌子面、距離很近且互相平行的炮眼組成，其中一個(gè)或幾個(gè)炮眼為不裝藥空眼，其作用是給裝藥提供臨空面。針對(duì)空眼直徑的大小，可把直眼掏槽分為2種:一種是小直徑平行空眼掏槽，此種掏槽的空眼直徑一般與裝藥眼相同;另一種是大直徑空眼掏槽，它是在裝藥眼周圍設(shè)置一個(gè)或幾個(gè)大直徑的空眼。

1.3 準(zhǔn)直眼掏槽

準(zhǔn)直眼掏槽方式充分結(jié)合了直眼掏槽和斜眼掏槽各自的優(yōu)點(diǎn)，所有炮孔采用同等深度，主掏槽孔稍微傾斜（準(zhǔn)直眼），次掏槽孔垂直于自由面，主次配合，并采用合理的時(shí)間間隔進(jìn)行分層分次掏槽。準(zhǔn)直眼掏槽的示意圖見圖1。

圖1 準(zhǔn)直眼掏槽示意圖

2 不同掏槽方法對(duì)比分析

表1為不同掏槽方法優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件對(duì)比。

3 工程實(shí)例分析

3.1 工程概況

田灣核電站擴(kuò)建工程6號(hào)機(jī)組取水隧洞起于高公島鄉(xiāng)政府的東北側(cè)，全長(zhǎng)約3630.899 m，自CA起點(diǎn)至 PX結(jié)束隧洞中心標(biāo)高逐漸降低，坡度為0.000689。6號(hào)取水隧洞與CA銜接位置中心標(biāo)高為-8.250 m，與PX銜接位置中心標(biāo)高為-10.750 m。隧洞全洞鋼筋砼襯砌，引水隧洞襯砌厚度40 cm，取水隧洞與PX泵房接口鋼筋砼厚度100 cm，襯后隧洞洞徑6.5 m。取水頭部位于黃海海域、一期取水口的北側(cè)。6號(hào)取水隧洞經(jīng)過區(qū)域巖體基本質(zhì)量等級(jí)多為I級(jí)，劃分為II類圍巖，測(cè)區(qū)巖體結(jié)構(gòu)較完整，節(jié)理裂隙不發(fā)育，透水較差，巖體滲流性等級(jí)為微透水～極微透水。地下水對(duì)隧洞施工無較大影響，圍巖類別對(duì)工程施工有利。

表1 不同掏槽方法對(duì)比

3.2 各類掏槽方式實(shí)施情況

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，項(xiàng)目技術(shù)人員對(duì)各種掏槽方法進(jìn)行了驗(yàn)證分析。

3.2.1 斜眼掏槽爆破

城門炮眼布置如圖2所示，爆破參數(shù)如表2所示。

圖2 斜眼掏槽炮眼布置圖（單位:m）

表2 斜眼掏槽爆破參數(shù)

效果分析:巖石較軟時(shí)能夠達(dá)到良好的爆破效果，但當(dāng)巖石堅(jiān)硬時(shí)，爆破循環(huán)進(jìn)尺只有80 cm左右，炮眼殘留率＜80%。由于巖石比較堅(jiān)硬，掏槽效果不明顯，沒有為后續(xù)炮孔提供有效的自由面，導(dǎo)致爆破進(jìn)尺小。

3.2.2 直眼掏槽爆破

全斷面炮眼布置如圖3所示，掏槽炮眼布置如圖4所示，爆破參數(shù)如表3所示。

圖3 全斷面炮眼布置圖

圖4 直眼掏槽炮眼布置圖

表3 直眼掏槽爆破參數(shù)

效果分析:采用直眼掏槽形式，掏槽效果良好，為后續(xù)炮眼提供了足夠的自由面，爆破進(jìn)尺能達(dá)到3 m以上，平均為3.5 m，炮眼殘留率達(dá)到85%以上，同時(shí)使用Atlas雙臂鉆巖臺(tái)車鉆孔，大大縮短了鉆眼時(shí)間，提高了工作效率，加快了施工進(jìn)程。與斜眼掏槽相比，本工程采用直眼掏槽循壞進(jìn)尺大，爆破效果好。但是，相應(yīng)地增加了鉆眼數(shù)量，一方面增加了作業(yè)時(shí)間，勞動(dòng)強(qiáng)度大;另一方面增加了炸藥使用量，使得作業(yè)成本相應(yīng)的增加。

3.3 準(zhǔn)直眼掏槽爆破

3.3.1 炮眼布置及爆破參數(shù)

準(zhǔn)直眼掏槽炮眼布置如圖5所示，掏槽炮眼參數(shù)如表4所示。

圖5 準(zhǔn)直眼掏槽炮眼布置圖

表4 準(zhǔn)直眼掏槽爆破參數(shù)

3.3.2 準(zhǔn)直眼掏槽作用過程

如圖5所示，6個(gè)準(zhǔn)直眼掏槽孔與工作面的夾角接近84°，集中大部分裝藥，利用直眼掏槽孔上部空孔空間及掌子面提供的自由面，使用1段雷管首先起爆，將對(duì)其所包圍的巖體進(jìn)行破碎并將靠近自由面的巖石拋出，只剩下下部一部分巖石拋不出去，但這部分巖石在爆炸作用下將受到損傷，其中的節(jié)理和裂隙會(huì)得到擴(kuò)展，為直眼掏槽孔下部裝藥爆破提供了自由面和有利條件，直眼掏槽孔采用下部裝藥，使用2段雷管爆破后使掏槽范圍內(nèi)的巖石進(jìn)一步得到破碎并拋出，達(dá)到所希望的深度與槽腔，為后續(xù)炮眼爆破提供足夠的自由面。

3.3.3 效果分析

采用準(zhǔn)直眼掏槽形式，掏槽效果良好，為后續(xù)炮眼提供了足夠的自由面，爆破進(jìn)尺能達(dá)到3 m以上，平均在3.7 m，炮眼殘留率達(dá)到85%以上，同時(shí)使用Atlas雙臂鉆巖臺(tái)車鉆孔，大大縮短了鉆眼時(shí)間，提高了工作效率，加快了施工進(jìn)程。

與直眼掏槽相比，本工程采用準(zhǔn)直眼掏槽循壞進(jìn)尺大，爆破效果好。節(jié)省了鉆眼數(shù)量，減少了作業(yè)時(shí)間，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和炸藥使用量，使得作業(yè)成本相應(yīng)的降低。

4 結(jié)語

在以上的工程實(shí)例分析中，我們得出斜眼掏槽適用于軟巖短進(jìn)尺開挖，在巖石堅(jiān)硬時(shí)，得不到良好爆破效果;直眼掏槽爆破在硬巖中也能取得較大的進(jìn)尺，爆破效果良好，只是相應(yīng)增加了炮眼數(shù)量和炸藥用量，增加了勞動(dòng)強(qiáng)度和作業(yè)成本，得不到很好的經(jīng)濟(jì)效益;準(zhǔn)直眼掏槽結(jié)合了斜眼掏槽及直眼掏槽的優(yōu)點(diǎn)，在滿足大進(jìn)尺、良好爆破效果的同時(shí)減輕了作業(yè)強(qiáng)度，減少了作業(yè)成本，加快了工程進(jìn)程，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

本工程巖石較堅(jiān)硬，試驗(yàn)應(yīng)用了準(zhǔn)直眼掏槽形式，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，為在其他工程項(xiàng)目的推廣應(yīng)用提供了經(jīng)驗(yàn)。

［1］ 王文龍.鉆眼爆破［M］.北京:煤炭工業(yè)出版社，1984.

［2］ 單仁亮，黃寶龍，高文蛟，等.巖巷掘進(jìn)準(zhǔn)直眼掏槽爆破新技術(shù)應(yīng)用實(shí)例分析［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2011，30（2）.

［3］ 吳理云.井巷硐室工程［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，1984.

［4］ 楊峰.嘉華隧道施工安全風(fēng)險(xiǎn)控制應(yīng)用［J］.現(xiàn)代隧道技術(shù)，2009，（3）.

［5］ 王國(guó)欣，肖龍鴿，王玉嶺.城市淺埋超大斷面隧道的開挖方法探討［J］.隧道建設(shè)，2009，（6）.

Comparative Analysis on Different Cutting Mode in Rock Blasting

/HUANG Xian-zhong（Zhejiang Nuclear Industry 262 Branch，Huzhou Zhejiang 313000，China）

Based on the comparative analysis on different cutting mode and according to the engineering case，test analysis was made on the blasting effects of different cutting mode.It is held that both inclined underholing and parallel cut have defects，the suggestion was put forward for adopting and wildly using quasi-parallel cut.

blasting;inclined underholing;parallel cut;quasi-parallel cut

P633.2

A

1672-7428（2012）07-0082-03

2011-12-15;

2012-05-06

黃顯忠（1961-），男（漢族），浙江湖州人，浙江省核工業(yè)二六二大隊(duì)高級(jí)工程師，探礦工程專業(yè)，從事探礦工程施工技術(shù)及管理工作，浙江省湖州市環(huán)渚路666號(hào)，2308601658@qq.com。