11.1.2.1　炮孔布置

开挖断面上的炮孔,按其作用不同分为掏槽孔、崩落孔和周边孔等三种。

1.掏槽孔

用于掏槽的炮孔即为掏槽孔。掏槽就是在开挖断面中间先挖出一个小的槽穴来,利用这个小的槽穴为断面扩大爆破增加临空面,以提高爆破效果。常见的掏槽孔的布置方式有楔形掏槽、锥形掏槽和垂直掏槽等,其具体布置方式和适用条件见表11.1。掏槽布置方式的选择应根据岩石性质、岩层构造、断面大小和钻爆方法等因素确定。

在满足掏槽要求的前提下,掏槽孔的数目应尽可能少,但不宜少于两个。掏槽孔的深度应比崩落孔深15～20cm,以提高崩落孔的利用率。有时为了增强掏槽效果,在极坚硬的岩层中或一次掘进深度较大的情况下,还可以在掏槽孔中心布置2～4个直径75～100mm不装药的空孔,其深度与掏槽孔相同。

2.崩落孔

崩落孔的主要作用是爆落岩体,故应大致均匀地布置在掏槽孔的四周。崩落孔通常与开挖断面垂直,为了保证开挖面的平整,其孔底应落在同一平面上。

为了使爆后的石渣大小适中,便于装车,应注意掌握炮孔间距。如用国产2号岩石硝铵炸药,炮孔间距为：软岩100～120cm、中硬岩80～100cm、坚硬岩60～80cm、特硬岩50～60cm。

3.周边孔

周边孔的主要作用是控制开挖轮廓,它布置在开挖断面的设计边线附近。周边孔的孔口距离开挖边线10～20cm,以利钻孔。钻孔时应略向外倾斜,孔底应落在同一平面上。孔底与设计边线的距离,视岩石强度而定。对于中硬岩石(坚固系数f＞4),孔底可达设计边线；对于软岩(f≤2～4),孔底不必达到设计边线；对于极坚硬岩石,孔底应超出设计边线10～15cm。

表11.1　常用掏槽孔布置简图和适用条件

图11.7是隧洞开挖的炮孔布置示意图。断面开挖分为导洞开挖和扩大部分开挖。上导洞共布置了18个炮孔,其中1～4号是锥形掏槽孔,5～6号是崩落孔,7～18号是周边孔。扩大部分共布置了13个炮孔,其中19～24号是垂直崩落孔,承担掘进任务；25～31号是水平周边孔,控制开挖底边线。开挖断面底部周边孔布置比顶部要密一些,这是因为底边开挖,岩石的夹制作用大,且不能利用岩石自重来提高爆破效果。

图11.7　隧洞炮孔布置图

11.1.2.2　炮孔数目和深度

隧洞开挖断面上的炮孔总数N与岩石性质、炸药品种、临空面数目、炮孔大小和装药方式等因素有关。对炮孔数目,由于影响因素多,精确计算尚有困难,施工前可采用下面经验公式估算,在爆破过程中再加以检验和修正。(www.daowen.com)

式中　K——临空面影响系数,一个临空面取2.7,两个临空面取2.0；

f——岩石的坚固系数；

S——开挖断面面积,m2。

炮孔深度应考虑开挖断面尺寸、围岩类别、钻孔机具、出渣能力和掘进循环作业时间等因素确定。一般情况下,加大炮孔深度后,装药、放炮、通风等工序所占用的时间将相对减少,单位进尺的速度可以加快。但是钻孔深度加大后,钻机凿岩速度会有所降低,炮孔利用率将相对减少,炸药消耗量会随之增加,一次爆落的岩石数量增加,出渣时间也相应增加。故加大炮孔深度的多少,应进行综合分析后确定。为简单起见,一个工作循环进尺深度可参照下列原则确定：当围岩为Ⅰ～Ⅲ类时,风钻钻孔可取1.2m,钻孔台车钻孔可取2.5～4m；当围岩为Ⅳ～Ⅴ类时,不宜超过1.5m。

掏槽孔和周边孔的深度可根据崩落孔的深度确定。

11.1.2.3　装药量

隧洞开挖,装药量的多少直接影响开挖断面的轮廓、掘进速度、爆落岩体的块度、围岩稳定和爆破安全。施工前可按下式估算炸药用量,并在施工中加以修正。

式中　Q——一次爆破的炸药用量,kg；

K——单位耗药量,kg/m3；

S——开挖断面面积,m2；

L——崩落炮孔深度,m。