关于稻香村隧道光面爆破技术的探讨(2)

V=E／O．8， (2)

式中：E为周边眼间距；0．8为经验系数。一般情况下Ⅲ级围岩V=70～85 cm；Ⅳ级围岩 =60～75cm。稻香村隧道Ⅲ 一Ⅳ级围岩最小抵抗线经计算得：Ⅲ级围岩V=56／0．8=70 cm；IV级围岩 =48／0．8=60 cm

(3)相对距E／V 。就是周边眼间距E与光爆层厚度的比值，开挖轮廓表面是否圆顺光滑，与周边眼间距(E)和抵抗线(V)有着密切关系。根据实验结果表明，当E／V=2时，开挖轮廓表面凹凸不平，围岩损伤严重；当E／V≈ 0．8时，开挖轮廓表面圆顺光滑，与设计轮廓基本一致。其计算公式为：

E／V=0．8～1．0， (3)

式中：E为周边眼间距；0．8～1．0为经验系数。一般情况下E／V=0．8～1．0。稻香村隧道Ⅲ ～Ⅳ级围岩相对距经计算得：Ⅲ级围岩E／V=56／70=80cm；Ⅳ级围岩E／V=48／60≈80 cm

(4)装药不偶合系数D：炮眼孔径与药卷直径之比称为装药不偶合系数。一般情况下炮眼孔径d=40～50cm；2号岩石硝铵炸药药卷直径r=20～32 mm。其计算公式为：

D=d／r， (4)

式中：d为钻头直径或钻孔直径；r为药卷直径。一般情况下Ⅲ级围岩取D=1．2～1．5；IV级围岩取D=1．5～2．0。稻香村隧道钻孔采用直径为40mm合金钢钻头，2号岩石硝铵炸药药卷直径r=25mm，其装药不偶合系数D经计算得：

D=d／r=40／25=1．60， (5)

(5)装药集中度q。就是单孔每米装药量，以g／m表示。单孔药量的大小、直接关系到光面爆破表面平整度和成洞面围岩的受损程度，它与周边眼间距、光爆层最小抵抗线厚度、岩石强度、炸药的性能等有关，其计算公式为：

q=E*V *D， (6)

式中：E为周边眼间距；V为最小抵抗线；D为装药不偶合系数。将相对应的数据代入公式经计算稻香村隧道Ⅲ～Ⅳ级围岩E* V装药集中度为：

Ⅲ级全断面围岩q=E*V*D=0．56*0．7*1．6=0．63 kg／m。

Ⅳ级围岩上断面q=E*V*D=0．48*0．6*1．6=0．46 kg／m。

(6)炮眼的数量N。应根据开挖断面面积、周边眼间距、最小抵抗线、装药集中度等有关联，采用CAD工程制图软件扩展或工程类比法推算可求得炮眼数量，也可根据计算公式求得：

N=S／E*V， (7)

式中：E为周边眼间距；V为最小抵抗线；S为开挖面积。稻香村隧道Ⅲ级围岩开挖面积约77m2、Ⅳ级围岩上断面开挖61 rn2、Ⅳ级围岩下断面开挖32 rn2，根据已定周边眼间距和最小抵抗线数据，代人公式计算可求得，隧道Ⅲ ～Ⅳ级围岩开挖需钻炮眼：Ⅲ级围岩全断面开挖N=S／E*V=77／0．56*0．7=196个；IV级围岩上断面开挖N=S／E*V= 61／0．56*0．7=156个；IV级围岩下断面开挖N= S／E*V：32／0．56*0．7=81个。

(7)炮眼的钻造深度及角度。炮眼的深度和角度，与光面爆破效果的优劣有着直接关系。炮眼越深、角度越不易控制，爆破后成洞面就会出现不平整。为提高钻孔质量，为此项目部采购了高效的钻孔凿岩机，并加强对钻工人员的业务培训，定人、定眼、定位。根据围岩条件确定钻孔深度，Ⅲ级围岩全断面开挖时，炮眼深度控制在4．0 m，IV级围岩上下断面开挖时，炮眼深度控制在3．0 m。掏槽眼Ⅲ级围岩时采用直眼掏槽；IV级围岩时采用斜眼掏槽，掏槽眼比辅助眼和周边眼深10～15 cm。辅助眼与周边眼深度相同，眼底尽量保持在同一垂直面上，辅助眼钻孔角度尽量垂直开挖断面钻孔，周边眼钻孔角度按2℃向外倾斜，斜率控制在5cm／m以内，且眼底不超出开挖断面轮廓线10 cm，最大不超过15 cm。底板眼钻孔深度和角度与周边眼相同。掏槽中空眼钻孔深度和角度与掏槽眼相同，钻孔直径为10 cm。以上炮眼平面位置(排距、行距、眼口、眼底)、角度、深度等误差均不得大于5 cm，当开挖断面凹凸不平时，再根据实际情况调整炮眼深度和药量，力争将开挖断面平整垂直。

4 光面爆破装药的结构形式

稻香村隧道光面爆破炸药选用2号岩石硝铵炸药。当炮眼深度小于2 m、或岩石较软、破碎时，可采用空气间隔装药结构形式；当炮眼较深或岩石较硬时，眼底增加一节炸药，以保证爆破效果。两侧拱脚处是施工中最易出现欠挖的地方，该地方炮眼加密一倍，采用隔孔装药形式，或采用加大药量的方式来避免欠挖。掏槽眼装药采用连续装药结构形式，因为它是第一个爆炸的炮眼，四周受围岩夹制，爆破能量释放空间有限，药量少、威力弱，不易将渣抛出成洞；周边眼的装药采用小直径药卷，炮眼、药卷直径不偶合系数控制在1．25～2．0之间，但药卷直径不得小于炸药的临界直径20mm。为防止爆炸中断现象或出现传爆盲区，装药采用小直径药卷和低爆速炸药，借助传爆线实现空气间隔装药；辅助眼的装药结构采用空气间隔装药，使药量沿炮眼全长合理分布，炸药应选用爆力较大，传爆性良好的炸药；而底板眼的装药采用连续装药结构，则宜选用高爆力的炸药，可以克服上覆石渣的压制和起到翻渣的作用。无论采用何种装药形式，装药完毕，必须采用炮泥严密封堵炮眼，炮眼如封堵不严密，不但降低爆破威力，还会造成渣体过大和欠挖现象。

5 光面爆破起爆的方法及顺序

光面爆破分区起爆顺序是：掏槽眼→辅助眼→周边眼→底板眼。为使光面爆破有良好的效果，起爆采用毫秒雷管微差顺序起爆，尽可能的减小同段周边眼雷管起爆时差；稻香村隧道光面爆破采用全新红线导爆索和高精度系列迟发电雷管起爆。因为同时起爆，使炮眼间爆炸力起共同作用，比较容易炸成平面。对石质稍差的岩石，采用毫秒迟发电雷管起爆周边炮眼，它既具有同时起爆的爆炸威力，又可以减少对轮廓线以外围岩的扰动。

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