理论教育 炸药品种及参数选择-隧道工程施工风险防控

炸药品种及参数选择-隧道工程施工风险防控

时间:2023-08-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:炸药品种的选择,应充分考虑岩体的抗爆破性、炸药的爆破性能、炸药的价格、爆炸残留物的毒性,以及用在什么部位、有无地下水或瓦斯等特殊地层条件等,以获得较好的爆破效果,并保证费用较低。断面面积在20 m2以上大断面隧道的K值可以参照有关工程实例选择。

炸药品种及参数选择-隧道工程施工风险防控

1.炸药品种选择的原则

不同品种的炸药具有不同的爆破性能。炸药品种的选择,应充分考虑岩体的抗爆破性、炸药的爆破性能、炸药的价格、爆炸残留物的毒性,以及用在什么部位、有无地下水或瓦斯等特殊地层条件等,以获得较好的爆破效果,并保证费用较低。

岩体的抗爆破性与炸药性能之间的关系:根据爆炸功与岩体阻抗匹配原则,在一般爆破施工条件下,弹性模量大、泊松比小、坚硬、致密的岩体,其抗爆破性较强,应选用爆速高、威力大的炸药;强度低、塑性大、松软、破碎的岩体,其抗爆破性较弱,应选用爆速低、爆热高的炸药。

在掏槽爆破中,除了应遵循爆炸功与岩体阻抗匹配这一基本原则,还应注意,不同部位的炮眼(掏槽眼、扩大眼、周边眼和底板眼)的作用不同,因此要求用于不同部位的炸药的性能不同。用于光面爆破周边眼的炸药,需满足周边眼之间优先形成贯通裂缝而后内圈岩体裂解的要求,选用爆速较低、威力较小、感度高的炸药;用于预裂爆破周边眼的炸药,应为爆速较高、威力较小、感度高的炸药;用于掏槽眼的炸药,需满足掏槽眼形成粉碎性破碎区和完全抛掷的要求,选用爆速高、威力大、猛度高的炸药;扩大眼所用炸药的性能则应介于掏槽眼和周边眼所用炸药之间;用于底板眼的炸药,宜为密度较低、爆速较低、猛度较低,但威力较大、感度高的炸药,以克服上覆石渣的压制,同时又起到翻渣作用。

对于有水地层,应选用防水型炸药,如铵梯炸药、水胶炸药、乳化炸药、硝化甘油炸药等;对于有瓦斯地层,应选用防爆型炸药及防爆型导爆、发爆器材;此外还应注意炸药爆炸后残留物的毒性大小,尤其是对施工人员的危害和对环境的污染程度,尽量选择毒性小的炸药。

2.炸药单耗(K)的确定

炸药单耗(K)是指爆破单位体积岩体所消耗的炸药量。爆破的三个基本参数是炸药单耗(K)、单孔装药量(q)、炮眼密度(M)。(www.daowen.com)

K值主要受岩体的抗爆破性、断面进尺比(S/L)、临空面的个数、炮眼布置形式、掏槽效果等因素影响,通常采用以往隧道工程实际爆破炸药单耗的统计值作为参考。在采用同种炸药的条件下,K值的选择原则是:岩体的坚固性系数f值越大,则其抗爆破能力越强,K值越大;断面进尺比S/L越小,则K值越大;临空面越少,K值越大;炮眼布置不当或掏槽效果不佳,K值会增大;掏槽眼相对集中装药,K值越大;炸药威力越小,K值越大;炸药威力越大,则K值越小。

以往隧道工程实际爆破炸药单耗的统计值K一般为0.7~2.5 kg/m3。断面面积在20 m2以上大断面隧道的K值可以参照有关工程实例选择。

3.炸药用量(Q)的计算

每循环爆破一定体积的岩体所需的炸药量,理论上应按达到预定爆破效果,爆炸功与岩体阻抗匹配的原则来计算。但炸药的爆炸功和岩体阻抗的测定均比较复杂,故实际爆破设计中很少应用。隧道工程中的爆破设计,常采用以下经验公式计算单循环爆破所需的装药总量Q值。

式中,Q为单循环爆破所需的装药总量,单位为kg;L为单循环爆破掘进进尺,单位为m;S为单循环开挖断面面积,单位为m2;K为爆破单位体积岩体的炸药平均消耗值,简称炸药单耗,单位为kg/m3

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