深井掘进一次成孔分段爆破试验研究(1).pdf

第 “卷第期 年“月 爆破 “ ; . 0 ; 0 6 , 1 7 - 8 ; 7 - . 3 3 . 0 ;2 0 A , 2 - 2 1 , 3 2 5 1 . 0 ; “ 4 , A B , , B，C D E 9 F E , 4 H 9 5 , H E ’ ’ B I，C D E 9 E 9） 5 1 - 2 6 1J 9 G , K’ ; E , , L - , 4 , ; ’ ’ H , M ; E ’ D B EK B 9 K G , - 9 9 ; , N 9 G ; B ’ ; E , K B B B ’ / 4K , - ; E G E 9 ;，; E , , , H ; ,4 , ; E ’ K 9 K ; , H E O D , K B，G ; , 4 4 B，H E 9 B B 9 K K , ; ’ 9 ; B 9 , - , G , ; , K ’ 4 , , 9 M G ’ 9 N , - 9 9 4 , ; , G ’ K , , - G E 9 ; K B B B 9 , B , 5 E , , G D ; G 9 , 9 D 9 N , ’ ’ ; E , G E 9 ; K B B B B , C 8 - A 5G E 9 ; K B B B；G E 9 ;；’ H , M ; E ’ D B EK B 工程概况 爆破试验在三峡永久船闸中隔墩泄水井。永久 船闸座落在坚硬的闪云斜长花岗岩上， 岩性在总体 上比较完整， 强度较高， 其物理力学性质见表 ［］ 。 表岩体的物理力学性质 名称 抗压强度 ／P Q 9 抗剪强度 ／P Q 9 弹性模量 ／R Q 9 变形模量 ／R Q 9 泊松比 容重 ／S *4. 微风化闪云 斜长花岗岩 0 T T “ / / T 3 T 1 弱风化闪云 斜长花岗岩 1 T 0 T 3 0 0 / “ / / 3 0 该船闸为双线五级连续船闸， 船闸主体段全长 3 14， 船闸闸室是从山体中开挖深槽形成， 从上 收稿日期 . / . 3 作者简介 张电吉 （ “ 3 .） ， 男； 武汉 武汉化工学院土木工 程系副教授 游至下游呈阶梯状， 分南北两个深槽， 中间保留宽 T 14、 高T 1 4的直立岩体中隔墩， 所要开挖的 竖井就位于中隔墩中线上， 船闸及中隔墩的横断面 见图。 所要开挖井深/ 4， 最终断面积为 34 。由 于开挖时对井壁的开挖轮廓要求较高， 有严格的超、 欠挖控制指标， 且应尽量减少因竖井开挖放炮时对 中隔墩的影响， 因此竖井的开挖采用反导井法， 即先 掘一断面积约/4 小井， 然后由上向下用手风钻小 炮剥离至设计的断面。对于先掘的/4 的小井 （反 导井） 采用一次成孔分段爆破方法施工。 图竖井所在位置横剖面图 万方数据 炮孔布置及钻孔 小井共布置“个炮孔， 孔径 ， 孔深 ’， 炮孔布置见图。孔间螺旋式微差起爆， 每孔装药 量根据其担负的爆破岩石体积大小， 按爆破漏斗理 论计算确定。采用接杆式潜孔钻机。因为对钻孔的 垂直度要求很高， 钻孔时除了靠钻机的垂直度标定 装置外， 还用经纬仪在两个相互垂直方向进行定位 测量， 以确保钻孔的垂直精度， 取得了较好的效果， 钻孔最大偏斜率小于’ 。 图炮孔布置示意图 （单位 ） 装药工艺与起爆 由于是从 ’的上部装药， 因此堵孔技术非 常关键。传统的双楔形或木塞堵孔法在实际操作中 难度较大 ［］ ， 通过多次试验， 选用如下堵孔方法， 即 加工一个直径为“ ’ 左右的木楔， 在楔子端部栓 一根绳子放到要堵塞位置， 然后取一些石块 （最大方 向尺寸 ’ * ’ 不等） 依次投入孔内， 轻拉绳子， 则木楔自动卡死， 然后用炮孔周围的细小碎石块、 岩 石粉末或细砂等堵塞到所需深度。必须注意， 堵孔 的细砂、 岩石粉末必须干燥， 以防在孔上部结块卡 死， 不能到达所堵位置。装药完毕后， 再放入干砂堵 上部即可。 所用炸药为 “岩石乳化炸药， 药卷直径 ’ ， 长 * ’ ， 重, -， 每孔装药., -， 可视抵抗 线大小对每孔药量作小的调整。全孔导爆索起爆， 孔口电雷管实现微差， 微差时间控制原则为（） 对 于第一炮， 以中间孔提前“ * /先响， 然后 “孔 依次以 * /微差间隔时间起爆；（） 以后各炮起爆 时， 由深孔到浅孔依次起爆， 微差时间同第一炮， 这 样可最大限度地利用自由空间。 每次爆深及堵孔长度 由于每个循环都要测量孔深及堵孔， 花费时间 较多， 因此确定每次爆破的最大合理深度， 减少分段 次数， 以提高爆破效率。该方法与0 1 2球形药包 后退式爆破漏斗法相似， 湖南某矿曾利用该法进行 深孔爆破掘进天井， 并绘制了合理的爆破漏斗特性 曲线 ［］ 。 在本次爆破研究中， 对每个循环爆破进尺进行 了比较试验， 分段高度分别选 *、 、 *、。试 验结果表明， 每次进尺较为理想， 这时炸药的 最佳埋深为 *。如果分段高度太大， 则夹制性 增大， 较难爆下。 堵孔参数对爆破效果有很大影响， 研究资料表 明 ［］ ， 堵孔长度 “与炮孔直径及岩石的泊松比 和摩擦系数有关， 其关系式为 “ （） （） 或 ““ （） （） 当满足 （） 式时， 炮泥端面所承受的爆生气体压 力大于炮泥与孔壁岩面间的摩擦阻力， 炮泥就向外 运动； 当满足 （） 式时， 炮泥将不发生运动。因此， 堵 孔长度并非越长越好， 堵孔长度只要其在炮孔中存 在的时间能满足爆破要求就行。本次研究中， 在最 小抵抗线方向分别选取’ 、 ’ *、’ 、 ’、 的堵孔长度进行试验， 结果表明， 以’ 堵孔时 爆破效果最差， 几乎没有爆下岩石。随着堵孔深度 的增大， 爆下岩石量增多， 堵孔深度为 ’和 时， 爆破效果较好， 且两者没有明显区别。对于 装药段以上部分的堵孔长度也进行了相应试验， 结 果表明， 上部堵孔长度应等于或大于装药段下的堵 塞长度， 否则冲炮现象严重， 同样会影响下部的爆破 效果。这是因为岩体的强度及硬度都较高， 如果堵 塞较短， 炸药的能量不能充分用于破岩。因此， 要取 得理想的爆破效果， 装药段以下的整个抵抗线部分 孔深全堵， 装药段以上部分堵塞长度不小于下部的 堵塞长度。当然， 上部堵塞长度越大， 其爆破效果越 好， 但这样做一方面增大成本， 另一方面， 装药段以 上部分堵塞太长， 爆破后可能会产生炮孔堵死现象， 影响下一循环的正常操作。综合试验结果为 一次 钻孔深度 ’， 孔径 ’ ， 合理分段高度为 ， 装药长度， 下部堵孔深度， 上部堵孔深度 。 参考文献 ［］ 长江水利委员会三峡工程地质研究 ［3］武汉 湖北 科学技术出版社， 4 4 “ ［］ 陶颂霖凿岩爆破 ［3］北京 冶金工业出版社， 4 . ［］ 钮强岩石爆破机理 ［3］沈阳 东北工学院出版社， 4 4 ’ ［］ 宗琦炮孔中炮泥运动规律及合理炮泥长度研究 ［5］工程爆破， 4 4 *， （） * 6 ’ “ 第 4卷第期张电吉深井掘进一次成孔分段爆破试验研究 万方数据