巖石爆破不同掏槽形式的對比分析

黃顯忠

（浙江省核工業二六二大隊，浙江湖州 313000）

巖石爆破不同掏槽形式的對比分析

黃顯忠

（浙江省核工業二六二大隊，浙江湖州 313000）

在對不同掏槽形式進行對比分析的基礎上，結合工程實例，試驗分析了不同掏槽形式下的爆破效果，認為斜眼掏槽和直眼掏槽都存在各自的缺陷，提出采用和推廣準直眼掏槽方式的建議。

爆破;掏槽;斜眼掏槽;直眼掏槽;準直眼掏槽

0 引言

如今隧道開挖爆破施工時，主要是采用直眼掏槽和斜眼掏槽2種方式，但是斜眼掏槽和直眼掏槽的優缺點和適用條件卻很少被真正了解。巖巷掘進爆破時，掏槽爆破技術是關鍵，是決定炮孔利用率的主要因素。因此，必須研究出合理的掏槽方式和掏槽參數。本文淺析不同掏槽形式下的爆破效果及成本消耗，在工程爆破開挖中，可以通過準直眼掏槽試驗，優化爆破參數，達到最佳爆破效果及經濟效益，并推廣應用。

1 幾種掏槽的原理

1.1 斜眼掏槽

斜眼掏槽主要有V形掏槽和扇形掏槽，它們都是以一組一定的傾斜角度向工作面鉆鑿的炮眼，以盡可能為巖石移動提供更大的自由面。斜眼掏槽要求隧道有一定的寬度。每循環進尺與隧道寬度有關，通常為寬度的45% ～60%。V形掏槽的角度≮55°，扇形掏槽原則上是向著臨空面即掌子面崩落，由于夾制作用不是太大，因此比其他掏槽更容易。

1.2 直眼掏槽

直眼掏槽是由多個垂直于掌子面、距離很近且互相平行的炮眼組成，其中一個或幾個炮眼為不裝藥空眼，其作用是給裝藥提供臨空面。針對空眼直徑的大小，可把直眼掏槽分為2種:一種是小直徑平行空眼掏槽，此種掏槽的空眼直徑一般與裝藥眼相同;另一種是大直徑空眼掏槽，它是在裝藥眼周圍設置一個或幾個大直徑的空眼。

1.3 準直眼掏槽

準直眼掏槽方式充分結合了直眼掏槽和斜眼掏槽各自的優點，所有炮孔采用同等深度，主掏槽孔稍微傾斜（準直眼），次掏槽孔垂直于自由面，主次配合，并采用合理的時間間隔進行分層分次掏槽。準直眼掏槽的示意圖見圖1。

圖1 準直眼掏槽示意圖

2 不同掏槽方法對比分析

表1為不同掏槽方法優缺點和適用條件對比。

3 工程實例分析

3.1 工程概況

田灣核電站擴建工程6號機組取水隧洞起于高公島鄉政府的東北側，全長約3630.899 m，自CA起點至 PX結束隧洞中心標高逐漸降低，坡度為0.000689。6號取水隧洞與CA銜接位置中心標高為-8.250 m，與PX銜接位置中心標高為-10.750 m。隧洞全洞鋼筋砼襯砌，引水隧洞襯砌厚度40 cm，取水隧洞與PX泵房接口鋼筋砼厚度100 cm，襯后隧洞洞徑6.5 m。取水頭部位于黃海海域、一期取水口的北側。6號取水隧洞經過區域巖體基本質量等級多為I級，劃分為II類圍巖，測區巖體結構較完整，節理裂隙不發育，透水較差，巖體滲流性等級為微透水～極微透水。地下水對隧洞施工無較大影響，圍巖類別對工程施工有利。

表1 不同掏槽方法對比

3.2 各類掏槽方式實施情況

根據現場實際情況，項目技術人員對各種掏槽方法進行了驗證分析。

3.2.1 斜眼掏槽爆破

城門炮眼布置如圖2所示，爆破參數如表2所示。

圖2 斜眼掏槽炮眼布置圖（單位:m）

表2 斜眼掏槽爆破參數

效果分析:巖石較軟時能夠達到良好的爆破效果，但當巖石堅硬時，爆破循環進尺只有80 cm左右，炮眼殘留率＜80%。由于巖石比較堅硬，掏槽效果不明顯，沒有為后續炮孔提供有效的自由面，導致爆破進尺小。

3.2.2 直眼掏槽爆破

全斷面炮眼布置如圖3所示，掏槽炮眼布置如圖4所示，爆破參數如表3所示。

圖3 全斷面炮眼布置圖

圖4 直眼掏槽炮眼布置圖

表3 直眼掏槽爆破參數

效果分析:采用直眼掏槽形式，掏槽效果良好，為后續炮眼提供了足夠的自由面，爆破進尺能達到3 m以上，平均為3.5 m，炮眼殘留率達到85%以上，同時使用Atlas雙臂鉆巖臺車鉆孔，大大縮短了鉆眼時間，提高了工作效率，加快了施工進程。與斜眼掏槽相比，本工程采用直眼掏槽循壞進尺大，爆破效果好。但是，相應地增加了鉆眼數量，一方面增加了作業時間，勞動強度大;另一方面增加了炸藥使用量，使得作業成本相應的增加。

3.3 準直眼掏槽爆破

3.3.1 炮眼布置及爆破參數

準直眼掏槽炮眼布置如圖5所示，掏槽炮眼參數如表4所示。

圖5 準直眼掏槽炮眼布置圖

表4 準直眼掏槽爆破參數

3.3.2 準直眼掏槽作用過程

如圖5所示，6個準直眼掏槽孔與工作面的夾角接近84°，集中大部分裝藥，利用直眼掏槽孔上部空孔空間及掌子面提供的自由面，使用1段雷管首先起爆，將對其所包圍的巖體進行破碎并將靠近自由面的巖石拋出，只剩下下部一部分巖石拋不出去，但這部分巖石在爆炸作用下將受到損傷，其中的節理和裂隙會得到擴展，為直眼掏槽孔下部裝藥爆破提供了自由面和有利條件，直眼掏槽孔采用下部裝藥，使用2段雷管爆破后使掏槽范圍內的巖石進一步得到破碎并拋出，達到所希望的深度與槽腔，為后續炮眼爆破提供足夠的自由面。

3.3.3 效果分析

采用準直眼掏槽形式，掏槽效果良好，為后續炮眼提供了足夠的自由面，爆破進尺能達到3 m以上，平均在3.7 m，炮眼殘留率達到85%以上，同時使用Atlas雙臂鉆巖臺車鉆孔，大大縮短了鉆眼時間，提高了工作效率，加快了施工進程。

與直眼掏槽相比，本工程采用準直眼掏槽循壞進尺大，爆破效果好。節省了鉆眼數量，減少了作業時間，降低了勞動強度和炸藥使用量，使得作業成本相應的降低。

4 結語

在以上的工程實例分析中，我們得出斜眼掏槽適用于軟巖短進尺開挖，在巖石堅硬時，得不到良好爆破效果;直眼掏槽爆破在硬巖中也能取得較大的進尺，爆破效果良好，只是相應增加了炮眼數量和炸藥用量，增加了勞動強度和作業成本，得不到很好的經濟效益;準直眼掏槽結合了斜眼掏槽及直眼掏槽的優點，在滿足大進尺、良好爆破效果的同時減輕了作業強度，減少了作業成本，加快了工程進程，提高了經濟效益。

本工程巖石較堅硬，試驗應用了準直眼掏槽形式，取得了良好的技術經濟效果，為在其他工程項目的推廣應用提供了經驗。

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Comparative Analysis on Different Cutting Mode in Rock Blasting

/HUANG Xian-zhong（Zhejiang Nuclear Industry 262 Branch，Huzhou Zhejiang 313000，China）

Based on the comparative analysis on different cutting mode and according to the engineering case，test analysis was made on the blasting effects of different cutting mode.It is held that both inclined underholing and parallel cut have defects，the suggestion was put forward for adopting and wildly using quasi-parallel cut.

blasting;inclined underholing;parallel cut;quasi-parallel cut

P633.2

A

1672-7428（2012）07-0082-03

2011-12-15;

2012-05-06

黃顯忠（1961-），男（漢族），浙江湖州人，浙江省核工業二六二大隊高級工程師，探礦工程專業，從事探礦工程施工技術及管理工作，浙江省湖州市環渚路666號，2308601658@qq.com。