第八章掘进爆破.pdf

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第八章掘进爆破

第 8 章 掘进爆破 掘进爆破是指隧道、巷道、斜井、竖井和硐库等地下工程的爆破方法。掘进爆 破在交通、矿业、水利水电、市政建设等工程中占有相当的比重。 (1) 掘进爆破的要求。掘进断面符合设计要求,周壁平整;循环进尺(每循 环的掘进深度)大,炮孔利用率(循环进尺与炮孔深度之比)高;块度均匀,爆堆 集中;材料消耗少,成本低;对围岩(开挖边线以外的保留岩体)损伤小,稳定性 好。 (2 ) 掘进爆破的特点。夹制作用大,单位炸药消耗量多;需要进行掏槽爆破, 以便形成补充自由面,从而改善爆破效果;施工场地相对狭小,影响循环进尺、炮 孔利用率和施工效率。 (3 ) 掘进爆破的炮孔布置与起爆顺序。掘进工作面的炮孔主要分为掏槽孔、 辅助孔和周边孔,各类炮孔的布置如图 8—1 所示。周边孔又分为顶、底及帮(墙) 孔。隧道掘进因其断面较大,辅助孔又可分为扩槽孔、崩落孔 (掘进孔)等。掏槽 孔采用超量装药并最先起爆,首先在工作面上将一部分岩石破碎并抛出,形成一个 槽形空洞,为辅助孔爆破创造补充自由面,从而提高爆破效率;辅助孔位于掏槽孔 外圈,随掏槽孔之后起爆,以便进一步扩大自由面,并崩落大量岩石,为周边孔创 造良好的爆破条件;周边孔最后起爆,作用是控制隧(巷)道的断面形状、尺寸和 方向,使其符合设计要求。 孔深小于 2.5 m 时,称为浅孔掘进爆破;孔深为 2.5~5.0 m 时,称为深孔掘进爆破。 图 8—1 掘进爆破炮孔类型 a—掏槽孔;b—辅助孔;c—周边孔 第 1 节 掘进爆破的掏槽方法 掏槽是掘进爆破的关键技术,需要合理选择掏槽方法和布置掏槽炮孔。掏槽效 果的好坏对炮孔利用率起决定性作用。 掏槽孔一般布置在开挖断面的中部偏下位置,当岩层的层理明显时,炮孔方向 应尽可能垂直于层理面;小型断面的掏槽孔数一般为 4~6 个,大型断面要根据开挖 方式来确定掏槽孔的部位和数量。 为了提高爆破效果,掏槽孔通常比其他炮孔加深 15~20 cm,装药量增加 15 %~20 % 。 根据断面尺寸、岩性和地质构造条件,掏槽孔布置和钻凿形式多种多样,但归 结起来可分为垂直(孔)掏槽和倾斜(孔)掏槽两大类以及由这两类组合形成的混 合掏槽。 一、垂直掏槽 垂直掏槽的特点是所有掏槽孔都垂直于工作面,孔距很小,且相互平行。其中 有一个或几个孔不装药(空孔)作为装药孔爆破的辅助自由面,以利于掏槽孔爆破 范围内的岩体破碎,并将其抛出槽外,形成槽腔,为后续爆破的炮孔创造良好的自 由面条件。 垂直掏槽的形式主要有龟裂掏槽、桶形掏槽和螺旋掏槽。 1. 小直径空孔垂直掏槽 小直径空孔垂直掏槽主要用于浅孔掘进爆破,典型的掏槽形式有龟裂掏槽、桶 形掏槽、螺旋形掏槽等。 (1) 龟裂掏槽。各掏槽孔排成一列,相互平行,装药孔与空孔间隔布置,爆 破后在整个炮孔深度范围内形成一条裂缝,为辅助孔创造临空面。图 8—2 是龟裂掏 槽孔布置示意图,图 8—3 是龟裂掏槽孔及辅助孔的布孔图例。龟裂孔装药长度一般 不小于炮孔深度的 65%~75% 。 图 8—2 龟裂掏槽 图 8—3 两种龟裂掏槽及辅助孔的布孔关系图(单位:cm ) (2 ) 桶形掏槽。各掏槽孔相互平行,一般呈对称布置,如图 8—4 所示。桶 形掏槽不受开挖断面尺寸的限制,掏槽体积较大,且槽洞内外大小基本一致(成桶 形),利于扩槽孔爆破,是中硬以上岩体中应用最多的垂直掏槽形式之一。桶形掏槽 炮孔布置形式很多,如图 8—5 所示。 (3 ) 螺旋掏槽。螺旋掏槽中各装药孔与空孔距离依次递增,随着装药孔的依 次起爆,槽腔体积逐次扩大,如图 8—6 。 图 8—4 桶形掏槽 图 8—5 小直径桶形掏槽布孔形式(图中数字表示起爆顺序,孔距 100~300 mm ) 图 8—6 螺旋掏槽示意图 常用的螺旋掏槽炮孔布置形式如图 8—7 。石质较软时,可只用一个空孔;对于 坚韧难爆的岩石,可以增加 1~2 个

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