论文部分内容阅读
[摘 要]本文结合了具体的实际例子，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工条件限制，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术，一直是本行业没有停止过的话题。
一、工程数据简介
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7.5km 的隧洞，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，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。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f=9，并且涌水的可能性很小。
二、光面爆破参数的具体设定
1.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2.5m，墙体的高度是1.75m，隧道的半径是1.36m，整个断面的面积是S=5.69m2，属于本文需要分析的小断面水工隧道。
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，本文采用的是YT—28型的凿岩机进行施工，炮眼的直径是dk=38mm，掏槽使用的是锥形掏槽，掏槽眼和辅助眼采用的都是32mm的药卷，光面爆破眼的直径是di=21mm，属于特殊的光面爆破药卷，炸药的密度是=1g/cm3，实施的是全断面一次性爆破，分别采用毫秒数为0、4、6、8、10段的电雷管。
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加装炸药的不耦合系数D：D=，最后得出的数据是1.81，复合1.5～2.0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就是岩石的抗破坏系数值，那么f=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，根据实际的应用和实验数据证明，最小抵抗线的比例取0.8是最好的，也就是说E/W=0.8，所以W=1.25，E=1，就是25×59=73.7cm，W=74.0cm。④周邊眼加装炸药数量的计算：首先是装填的系数是，，其中公式中的代表的是光面爆破眼的装填系数，代表的是抗剪的强度，用kg/cm2表示，代表的是岩石抗拉的强度，也是用kg/cm2表示，还表示的是岩石抗压的强度，也是用kg/cm2表示，L就是炮眼的长度，用cm表示。然后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：=65.4kg/cm2，=55.2kg/cm2，=920kg/cm2，然后把计算得出的数据结果全部带入到=0.694。然受是单孔装填炸药的数量：Q=1/4π·d2·β·L·（就是一般炸药的密度，g/cm3，=1），将上述计算过程中得出的具体数值带入到Q式中，就是Q=1/4π·2.12×0.694×200×1=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240.25g/m，四舍五入就是0.240kg/m，完全符合硬性岩石光面爆破的实践值0.2～0.3的范围。下图是光面爆破参数的计算值：（见表1）
4.爆破参数的调整。因为岩体的结构非常复杂，就是说在同一断面内的不同部位岩石，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：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。③如果说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。由此我们得出下图的实际光面爆破参数：（见表2）
三、光面爆破效果分析
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%左右，光面爆破效果达到了非常高的水平。（见表3-5）
总结
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，将隧道的使用时间延长了将近一倍。
参考文献
[1] 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[J].重庆大学学报（自然科学版）.2010，（13）：100-103.
[2] 徐彦胜.小断面深埋软岩隧道光面爆破试验研究[J].武汉科技大学学报（自然科学版）.2011，（12）：200-203.
[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应用研究[J].中外公路.2010，（26）：150-153.
[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.2011，（17）：120-124.
[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（自然科学版）.2012，（16）：140-143.
[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].公路交通科技（应用技术版）.2012，（14）：200-205.
[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工条件限制，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术，一直是本行业没有停止过的话题。
一、工程数据简介
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7.5km 的隧洞，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，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。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f=9，并且涌水的可能性很小。
二、光面爆破参数的具体设定
1.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2.5m，墙体的高度是1.75m，隧道的半径是1.36m，整个断面的面积是S=5.69m2，属于本文需要分析的小断面水工隧道。
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，本文采用的是YT—28型的凿岩机进行施工，炮眼的直径是dk=38mm，掏槽使用的是锥形掏槽，掏槽眼和辅助眼采用的都是32mm的药卷，光面爆破眼的直径是di=21mm，属于特殊的光面爆破药卷，炸药的密度是=1g/cm3，实施的是全断面一次性爆破，分别采用毫秒数为0、4、6、8、10段的电雷管。
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加装炸药的不耦合系数D：D=，最后得出的数据是1.81，复合1.5～2.0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就是岩石的抗破坏系数值，那么f=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，根据实际的应用和实验数据证明，最小抵抗线的比例取0.8是最好的，也就是说E/W=0.8，所以W=1.25，E=1，就是25×59=73.7cm，W=74.0cm。④周邊眼加装炸药数量的计算：首先是装填的系数是，，其中公式中的代表的是光面爆破眼的装填系数，代表的是抗剪的强度，用kg/cm2表示，代表的是岩石抗拉的强度，也是用kg/cm2表示，还表示的是岩石抗压的强度，也是用kg/cm2表示，L就是炮眼的长度，用cm表示。然后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：=65.4kg/cm2，=55.2kg/cm2，=920kg/cm2，然后把计算得出的数据结果全部带入到=0.694。然受是单孔装填炸药的数量：Q=1/4π·d2·β·L·（就是一般炸药的密度，g/cm3，=1），将上述计算过程中得出的具体数值带入到Q式中，就是Q=1/4π·2.12×0.694×200×1=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240.25g/m，四舍五入就是0.240kg/m，完全符合硬性岩石光面爆破的实践值0.2～0.3的范围。下图是光面爆破参数的计算值：（见表1）
4.爆破参数的调整。因为岩体的结构非常复杂，就是说在同一断面内的不同部位岩石，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：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。③如果说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。由此我们得出下图的实际光面爆破参数：（见表2）
三、光面爆破效果分析
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%左右，光面爆破效果达到了非常高的水平。（见表3-5）
总结
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，将隧道的使用时间延长了将近一倍。
参考文献
[1] 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[J].重庆大学学报（自然科学版）.2010，（13）：100-103.
[2] 徐彦胜.小断面深埋软岩隧道光面爆破试验研究[J].武汉科技大学学报（自然科学版）.2011，（12）：200-203.
[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应用研究[J].中外公路.2010，（26）：150-153.
[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.2011，（17）：120-124.
[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（自然科学版）.2012，（16）：140-143.
[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].公路交通科技（应用技术版）.2012，（14）：200-205.