工业技术 ｌ■ Ｃｈｉｎａ ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｖｉｅｗ 小断面水工隧道的光面爆破技术分析 张社祥丹建军河南成益洋 洛阳４７１００１） （洛阳水利工程局有限公司【摘要］本文结合了具体的实际佣子，通过对实例的分析介绍了光面爆破技术在小断面水工隧道中的技术应用，然后根据应用的效果总结出了光面爆破技 术的设计因素和关键问题，。以及在施工的时候应该注意的问题。 ［关键词］小断面水工隧道光面爆破技术 中图分类号：Ｕ４５５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１４）０１－０００８－０２ 基于日后便捷的维修和使用效果，水工隧道一般都会要求非常高的成洞质 主要目的是进行农业灌溉。工程的具体位置在津巴布韦的西北部地区，和赞比 量，而且这样的水工隧道基本上以深浅埋、小断面形式为主，而且因为所处的地 亚相邻，距离津巴布韦的首都哈拉雷只有２６５ｋｍ的路程，交通条件非常的发达。 理环境的复杂性，也相应的加大了施工的难度。还有就是受到小断面开挖的施 并且施工现场的地质条件非常好，岩石主要是中硬花岗岩，岩石的坚硬系数为 工条件，爆破夹作用力很大，施工的整体进度和成洞的质量相互之间牵制 ｆ＝９，并且涌水的可能性很小。 约束，到最后成洞效果不是非常的理想。所以说小断面的水工隧道光面爆破技 ＝．光面爆破参数的吴体设定 术，一直是本行业没有停止过的话题。 Ｉ．断面规格的确定。这个隧道所设计的开挖断面高度为２．５５ｍ，宽度是２． 一 工程数据简介 ５ｍ，墙体的高度是１．７５ｍ，隧道的半径是ｔ．３６ｍ，整个断面的面积是ｓ＝５．６９ｍ２， ＮＤＥ水工隧道．是国内某个公司承包的津巴布韦的工程项目，是当地一个 属于本文需要分析的小断面水工隧道。 小型农户水利工程的一个分支，业主是当时的津巴布韦国家农业部，主要的资 ２．器材的选用。在设计好断面规格的时候，开始选取需要的断面器材，本文 金来源是非洲发展银行。ＮＤＥ水工隧道的建设要求是修建一条长７．５ｋｉｎ的隧 采用的是Ｙ１’一２８型的凿岩机进行旅工，炮眼的直径是ｄｋ＝３８ｒａｍ，掏槽使用的 洞，然后把ＮＤＥ河段上游的水库水量引入到隧道中，最后流向下游的平原地区， 是锥形掏槽，掏槽跟和辅助眼采用的都是３２ｍｍ的药卷，光面爆破眼的直径是 表ｌ 最小抵抗线ｗ Ｉ炮眼密集系数Ｅ／ｗ ｌ装填炸药集中度ｑ 不耦合系数Ｄ ｌ周边眼的间距Ｅ ７４．０ ｌＩ ｏ．８０ １ｌ ０．２４ １．８１ Ｉｌ ５９．０ 表２ 最小抵抗线ｗ 炮眼密集系数Ｅ／Ｗ 装填炸药集中度ｑ 不耦合系数Ｄ 周边眼的间距Ｅ ６０ ７４ Ｏ．８Ｏ ０．８３ Ｏ．２０ ０．２６ １．８１ ５０ ６０ 表３ ２号洞光面爆破效果随机抽查 检查的位置 光面爆破眼数量／个 光面爆破眼总长度／ｍ 半眼痕总长度／ｍ 半眼痕率／％ 岩石的坚固系数／ｆ ＋６００ｍ ｌ１ ２２ ２０．０８ ９１．３ １Ｏ ＋６３０ｍ １ｌ ２２ ｌ９．１６ ８７．１ １０ ＋６６０ｍ １１ ２２ １８．９６ ８６．２ １０ ＋６９０ｍ ｌＩ ２２ １９．８８ ９０．４ １０ ＋７２０ｍ ｌｌ ２２ ｌ７。２２ ７８．３ １０ ＋７５０ｍ ｌ１ ２２ ｌ７．９６ ８１．６ ｌ０ ＋７８０ｍ ｌ１ ２２ ｌ８．０２ ８１．９ １０ ＋８１０ｍ ｌ１ ２２ ｌ８．２２ ８２．８ ｌＯ ＋８４０ｍ Ｉ１ ２２ １７．６７ ８０．３ １０ ＋８７０ｍ ｌ】 ２２ １８．１２ ８２．４ ｌ０ 表４ ３号洞光面爆破效果随机抽查 检查的位置 光面爆破眼数量／个 光面爆破眼总长度／ｉｎ 半眼痕总长度／ｍ 半眼痕率／％ 岩石的坚固系数／ｆ ＋９００ｍ ｌ３ ２６ ２４．８２ ９５．５ ８ ＋９３０ｍ １３ ２６ ２３．１９ ８９．２ ８ ＋９６０ ｍ １３ ２６ ２３．８８ ９１．８ ｌ０ ＋９９０ ｍ ｌ３ ２６ ２３．６６ ９１．０ ｌＯ ＋ｌ０２０ ｍ １３ ２６ ２２．０３ ８４．７ １Ｏ ＋１０５０ ｍ Ｉｌ ２２ ２１．０２ ９５．５ ｌ０ ８ ｛科技博览 工业技术 Ｃｈ１ ｒｌａ ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｖｉｅｗ ●Ｉ 表５ ４ｖｓ洞光面爆破效果随机抽查 检查的位置 ＋８００ ｍ ＋８３０ ｍ 光面爆破眼数量／个 ｌ３ １３ 光面爆破眼总长度／ｍ ２６ ２６ 半眼痕总长度／ｍ ２３．３ ２３．５６ 半眼痕率／％ ８９．７ ９０．６ 岩石的坚固系数／ｆ ８ ８ ＋８６０ ｍ 十８９０ ｍ ＋９２０ Ｅｌ ＋９５０ ｍ ｌ１ １１ １３ ｌ３ ２２ ２２ ２６ ２６ ２０．１８ １９．８８ ２４．６ｌ ２３．０ｏ ９１．７ ９０．４ ９４．７ ８８．５ ｌ０ １Ｏ ８ １０ ｄｉ＝２１ｍｍ，属于特殊的光面爆破药卷，炸药的密度是Ｐ ＝ｌｇ／ｃｍ ，实施的是全 爆破，这个时候说明炸药用量太少或者光面爆破眼的间距略大，可以根据当时 断面一次性爆破，分别采用毫秒数为０、４、６、８、ｌ０段的电雷管。 的实际情况进行调整。④如果说爆破之后的效果很好，只是出现了单纯的块度 ３．计算分析。①炮眼的长度计算Ｌ：我们设计的周边炮眼的长度是２．０ｍ，掏 较大的问题，这个时候就说明炮眼密集的系数有些小，应该适当的加大一些。⑤ 槽眼的长度是２．１５ｍ，底眼的长度是２．１５ｍ，辅助眼的长度是２．１０ｍ。②加装炸 如果说爆破之后的半眼痕率偏低的话，而且在炮孔的周围可以看见爆破的裂 ３８… 痕，这个时候说明炸药的用量过猛，可以适当的减少炸药用量再次尝试。由此我 药的不耦合系数Ｄ：Ｄ：ｊ－一 百 ｌ－＾ ｌ，最后得出的数据是１．８１，复合１．５－２．０ 们得出下图的实际光面爆破参数：（见表２） 之间的标准要求，所以说是很合理的。③最小抵抗线ｗ和周边眼的间距Ｅ：首先 三．光面爆破效果分析 是周边眼的间距计算，Ｅ＝５４．２９７６Ｋｐ－ｄｉ，在上述公式中，Ｋｐ就是岩石的抗破坏 在这个工程中，本公司此次采用的是爆破方法是分成两段一共４个洞口进 系数值，那么 ９的时候，Ｋｐ的值应该是０．５２左右。最后是最小抵抗线的计算， 行施工，４个洞口的编号就是１、２…３ ４整个水工隧道爆破的时候，利用的是全断 根据实际的应用和实验数据证明，最小抵抗线的比例取Ｏ．８是最好的，也就是说 面一次性爆破技术，光面爆破技术的效果非常可观，整个隧道的开挖轮廓非常 Ｅ／Ｗ＝０．８，所以Ｗ＝Ｉ．２５，Ｅ＝Ｉ，就是２５×５９＝７３．７ｃｍ，Ｗ＝７４．０ｃｍ。④周边眼加 平整，半眼痕率也很高，下图中的三个数据表都是对光面爆破效果的随机抽查。 。观察数据表的数据可以发现，半眼痕率维持在８２％以上，只有少数的在７５％左 装炸药数量的计算：首先是装填的系数是， Ｅ・ ・Ｆｒｌ＋ 。下 ］・ ・三 ，其 右，光面爆破效果达到了非常高的水平。（见表３—５） 中公式中的卢代表的是光面爆破眼的装填系数，ｌ Ｔ ｌ代表的是抗剪的强度，用 总结 ｋｇ／ｃｍ 表示，Ｉｏ－。ｌ代表的是岩石抗拉的强度，也是用ｋｇ／ｃｍ 表示，ｌ口。Ｉ还表示 通过上述材料中使用的光面爆破技术，让我们对于这项爆破技术有了更加 的是岩石抗压的强度，也是用ｌ‘ｇ／ｃｍ 表示，Ｌ就是炮眼的长度，用谳示。然后 深入的了解和认识，尤其是在小断面的水工隧道应用优势突出的非常明显，主 我们根据现场取得的数据和岩石试验的效果，三种强度计算结果如下： 要体现在以下几个方面：第一个方面，开挖断面的挖量很少，表面非常光滑、整 ＦＴ７＝６５．４ｋｇ／ｃｍ２，ｆ １＝５５．２ｋｇ／ｃｍ２， ］＝９２０ｋｇ／ｃｍ２，然后把计算得出的数 齐，提高了施工的整体进度，降低了施工的投资成本。第二个方面，最大可能减 少裂缝的增大，降低水工隧道使用的时候出现渗漏水的情况，将隧道的使用时 据结果全部带入到 ＝ ・ ・ｆＴ ｆ＋ｆｏｒ Ｉ・Ｅ・￡ ＝０・６９４。然受是单孑Ｌ装填炸 间延长了将近一倍。 药的数量：Ｑ＝１／４ ７ｒ・ｄ２・０・Ｌ・Ｐ。（Ｐ。就是一般炸药的密度，ｇ／ｃｍ ．Ｐｏ：１），将 参考文献 上述计算过程中得出的具体数值带人到Ｑ式中，就是Ｑ＝Ｉ／４ ・２．１２×０．６９４× ［】】顾义磊、李晓红、杜云贵、王心飞．隧道光面爆破合理爆破参数的确定 ２００×１＝４８０．５ｇ，通过上述公式的计算之道，每米炮眼的炸药装填数量是２４０． 【Ｊ】．重庆大学学报（自然科学版）．２０１０，（１３）：１００—１０３． ２５ｇ／ｍ，四合五入就是Ｏ．２４０ｋｇ／ｍ，完全符合硬性岩石光面爆破的实践值０．２～ ［２】徐彦胜．小断面深埋软岩隧道光面爆破试验研究【Ｊ］．武汉科技大学学 ０．３的范围。下图是光面爆破参数的计算值：（见表１） 报（自然科学版）．２０１ｌ，（１２）：２００－２０３． ４．爆破参数的调整。因为岩体的结构非常复杂，就是说在同～断面内的不 ［３］３黄宝龙、单仁亮、殷凯、张亮．光面爆破技术在软弱围岩隧道掘进中的 同部位岩石，其软硬程度都会有一定的差异性，并且同类岩石中的岩石可爆性 应用研究［Ｊ】．中外公路．２０１０．（２６）：ｌ５０－１５３． 有的时候也会产生非常大的差别，然后经过反复的科学实验和实践效果得出： ［４】姜军．光面爆破技术在大断面隧道硬岩施工中的应用［Ｊ】．山西建筑． ①如果说爆破之后的光满爆破眼中间出现凹面的时候，那么就说明了沿抵抗线 ２０１１，（１７）：１２０－１２４． 方向的部分非常容易被爆破，这个时候可以适当的加大光面爆破层的厚度。② ［５】解于虎．光面爆破在紫荆山隧道中的应用［Ｊ】．贵州工业大学学报（自然 如果说爆破之后的光面爆破眼中间出现凸面的时候，那么就说明沿着抵抗线方 科学版）．２０１２．（１６）：１４０－１４３． 向的部分很难被爆破，这个时候可以适当的减小光面爆破层的厚度。④如果说 ［６】徐青、樊永强．光面爆破技术在山岭公路隧道施工中的应用［Ｊ】．公路交 爆破之后发现光面爆破眼中间有贯通裂纹的时候，但是光面爆破层没有被成功 通科技（应用技术版）．２０１２，（１４）：２００－２０５． （上接７页） 四．结论 （５）陷落柱区域的顶板支护方法 探讨综采工作面在不利地质条件下合理开采的技术途径是提高综采产量 从陷落柱附近区域开始，顺着顶板牵引下沉方向适当降低采高（以必要 的重要手段。本文提出的综采工作面陷落柱开采技术方法取得了较好技术经济 的最低采高为限），尽量不破采顶板岩体。陷落柱边沿区域是顶板压力较活 效果。杜儿坪矿综采二队采用本文介绍的技术方法采完多个工作砸，并连续 动的区域，加之顶板已经下沉或断裂，极易发生冒顶事故，应采取超前支 多年保持百万吨年产。希望该技术能推广使用。该技术方法对综采工作面其它 护和及时支护的顶板管理方法。液压支架采用擦顶移架、带压移架的移设方法。 地质构造的处理也有一定借鉴意义。 尤其要注意顶板断裂处大块岩石的松动、位移和冒落，防止顶板上方形成空 参考文献 洞及引起周围岩块的松动和位移。采用经济快速的顶板加固手段（如注浆加 ［１】刘重举．陷落柱的发育规律及探测技术［Ｊ】．煤田地质与勘探，１９９７，（５）． 固、快速充填）加固顶板的整体性。严格控制采煤机采高，采煤机切割开采过 【２１地质矿产部．中国北方岩溶分布及发育规律的研究 】．１９８９． 程中司机要注意观察顶板情况，必要时可停机处理 ［３山西省煤炭管理局．山西煤田地质［３】Ｍ】．北京：煤炭工业出版社，１９６０． 科技博茏 ９
