光爆参数选用.doc

1 前言 在地下工程采用光面爆破技术进行施工时,要实现光爆质量标准的要求,就必须注意选取好有关的技术参数,依据光爆机理,必须使周边眼中的装药爆破后所产生的冲击压应力低于围岩的抗压强度，而由此衍生的切线方向的拉应力则应大于两个炮眼连线方向上围岩的抗拉强度，这样就能使围岩不受损伤而在炮眼连线方向上的岩石被拉断形成贯穿裂缝，使爆破后的围岩断面轮廓整齐，最大限度地减轻爆破对围岩的扰动，尽可能的保持原围岩的完整性和稳定性的爆破技术。 　　2 工程概述 　　秋千坪隧道位于翻坝高速公路宜昌秭归县境内，全长3542米，为上下分离式公路隧道，隧道围岩以晋宁其级花岗岩和砂岩为主。 　　3 光面爆破主要参数的确定 　　光面爆破对围岩扰动小，又尽可能保存了围岩自身原有的承载能力，从而改善了衬砌结构的受力状况；由于围岩轮廓圆顺、壁面平整，减少了应力集中和局部落石、掉块现象。确定合理的光面爆破参数，是获得良好光面爆破效果的重要保证。 　　光面爆破的主要参数有：周边眼间距（E）、周边眼密集系数（K）、最小抵抗线（W）、不耦合系数（D）和装药集中度（γ）。 　　3.1 炮眼深度 　　炮眼深度受开挖面大小的影响，炮眼过深，周边岩石的夹制作用较大，故炮眼深度不宜过大，一般最大炮眼深度取断面宽度（或高度）的0.5~0.7倍。 　　L=0.5H=0.5×7.97=3.99m（H为隧道开挖轮廓的高度，H=7.97） 　　钻孔采用YT-28风钻，炮眼孔径为φ42mm，为克服及减少岩石的夹制作用，除掏槽眼和底眼深度L=3.7米外，其余周边眼、辅助眼等炮孔深度L=3.5米。 　　3.2 光面爆破不耦合系数（D）及装药直径（d） 　　炮眼直径dk与药卷直径di之比称为不偶合系数，合适的周边眼不偶合系数应使爆炸后作用于炮眼壁的压力小于围岩抗压强度，理论与实践证明，当不偶合系数在1.5~2.0范围时，缓冲作用最佳，光爆效果最好 　　D=dk/di=(1-a)×{(ρ0/［δc］)1/r+a}? 　　式中D——不耦合系数； 　　dk——炮眼直径（cm）； 　　di——装药直径（cm）； 　　a——爆生气体分子余容系数，a=0.395； 　　ρ0——爆生气体初始压力，ρ0=6997Pa； 　　［δc］——岩石三轴抗压强度，对于中硬的花岗岩或者砂岩 　　［δc］=800MPa； 　　r——绝热指数，1/r=0.8299。 　　将上述数据带入后： 　　D= dk/di=2.01 　　则di = dk/D=21mm。 　　在实际使用过程中，我们采用直径为25mm的乳化炸药，即周边眼的不耦合系数D=42/25=1.68，符合D=1.5~2.0的要求。 　　3.3 掏槽眼参数 　　采用垂直楔形掏槽，3对掏槽眼水平成对布置，炮眼与开挖面间的夹角α、上下两对炮眼的间距a和同一平面上一对掏槽眼眼底间距b，是影响此种掏槽效果的重要因素，参数的选用根据如下表1经验数据参考： 　　表1 垂直楔形掏槽爆破参数 围岩级别 α 斜度比 a/cm b/cm 炮眼数量/个 级以上 70°～80° 1：0.27～1：0.18 70～80 30 4 级 75°～80° 1：0.27～1：0.18 60～70 30 4～6 级 70°～75° 1：0.37～1：0.27 50～60 25 6 级 55°～70° 1：0.47～1：0.37 30～50 20 6 夹角α取75°，a值取70cm，b值取30cm，见下图1： 　　图1 垂直楔形掏槽（单位：cm） 　　3.4 周边眼间距（E）、最小抵抗线（W）、周边眼密集系数（K） 　　周边眼应考虑0.03~0.05的外插斜率，周边眼间距一般取值范围为（8~18）dk，即336~756mm。根据试验统计，E值取500mm，最小抵抗线W=1.25E=625mm；周边眼密集系数K=E/W=0.8。 　　3.5 装药集中度（γ） 　　周边眼装药集中度按规范取值范围为0.07~0.35kg/m，根据试验统计，当γ取值0.2kg/m时，效果为好。参数的选用根据如下表2经验数据参考。 　　表2 光面爆破周边眼一般参考数值 围岩类别 炮眼间距E/cm 最小抵抗线W/cm 密集系数K=E/W 装药集中度(kg/m) 硬岩 55～77 60～80 0.7～1.0 0.30～0.35 中硬岩 45～65 60～80 0.7～1.0 0.20～0.30 软岩 35～50 40～60 0.5～0.8 0.07～0.12 3.6 炮眼数量及装药量参数设计 　　3.6.1 炮眼数量 　　N=qS/ηγ 　　式中：N——炮眼数量，不包括未装药的空眼； 　　q—