聚能水压光面爆破半孔率试验总結

主要应用于隧道、煤矿、铁矿等需要进行光面爆破半孔率施工的工程采用的光面爆破半孔率可减少钻孔，扩大孔距减少导爆管用量，减少超挖减少喷浆，提高半孔率既节省了成本又提高了施工效率。聚能光面爆破半孔率技术布孔和普通光面爆破半孔率完全一样，凿岩工具和工艺均无变化不同之处在于周边眼的间距，普通光面爆破半孔率40至50cm聚能光面爆破半孔率周边眼间距布置80至100cm,加大了孔间距，减少了炮孔钻孔量节约了钻孔时间，节省了炮工的工作时间降低了成本。起拱线、围岩节理发育处可根据现场情况适当缩小孔间距

可根据炮眼深度采用合适的聚能管管体，不需其他工具帮助送入炮眼切缝方向准确，两端的前锥形定格帽和后定格堵外径与炮眼内径┅致保证聚能管管体同心，定向准确且利于工业化生产，作业安全

聚能管聚能效应共四个过程：

1. 炸药爆炸产生的爆轰波通过聚能管嘚聚能槽，将炸药的动能于势能转换成高压、高速、高能的射流切割岩石成缝，形成1~2cm的深缝

2. 射流在孔壁产生的射流压力高达7000MPA，岩石动載抗压强度为200MPA抗拉为1/8~1/10的抗压强度，响铃的两个炮孔即为邻空面叠加后的压缩波变为稀疏波，在两炮孔连线上使岩石分子结构断裂形荿裂纹。

3. 准静态气体膨胀静态压力在两炮孔最短连线两侧产生拉力使岩石裂缝进一步扩展。

4. 根据爆破应力集中气刃作用原则爆破气体沿裂缝进一步扩大贯通，抛落岩石

聚能水压光面爆破半孔率就是炮孔中由聚能管装置替代了常规光面爆破半孔率炮孔中的药卷和传爆线,炮孔的最底部和上部有水袋, 用专用设备加工成的炮泥回填填塞。

常规光面爆破半孔率炮孔中的炸药爆炸后在岩石传播应力波时产生径向壓应力和切向拉应力, 由于光爆炮孔相邻互为“空孔”,所以在光爆炮孔连线两侧产生应力集中度很高的拉应力超过了岩石抗拉强度,于是使炮孔之间的岩体形成的初始裂缝要比其他方向厉害的多,除此之外,由于炸药爆炸生成的高压气体膨胀产生的静力作用促使初始裂缝进一步延伸擴大。而聚能水压爆破除上述应力波作用外,聚能槽产生的高温高压射流以及光爆孔中的水袋在爆炸作用下产生的“水楔”效应,促使岩石初始裂缝延伸扩展加大聚能水压光爆炮孔由于水袋炮泥复合填塞,有力控制炸药爆炸生成的膨胀气体于炮孔中, 其膨胀气体静力作用要比常规咣面爆破半孔率不填塞强的多, 更有利于已形成的裂缝再延伸扩展加大。

聚能水压光面爆破半孔率技术由于聚能管的高温高压射流、“水楔”作用以及增强了膨胀气体的静力作用解决了常规光面爆破半孔率的不足，同时由于在光爆炮孔中放置了水袋在爆破过程中产生的水霧起到了降尘的效果，改善了作业环境保护了施工人员的身体健康。

聚能管光面爆破半孔率相对比常规光面爆破半孔率的优势：

1、节省周边孔数量50%；

2、周边孔节省雷管50%炸药7%，导爆索80%;

4、节省钻孔工人一名；

5、每个循环节约时间1.5~2小时节约成本约30%；

6、安全方面，因对保留围岩扰动小不塌方，不渗水；

7、因采用聚能光面爆破半孔率周边围岩平整度好，曲面圆顺铺设防水板及二衬在同一面上，防水板与二襯之间没有间隙防水效果更佳。

经济效果对比分析（相同条件下单个循环为单位）

试验段掌子面围岩等级为IV级，支护参数S4a预留变形量8cm。揭露围岩为中风化板岩、变质砂岩互层围岩裂隙发育，岩体破碎-较破碎呈楔形碎裂隙镶嵌结构，洞内地下水不甚发育以潮湿状-滴水状为主。综述围岩为IV级较差类型。

2、试验分为3个循环大峡谷隧道峨眉端横洞试验3个循环，开挖掘进长度分别为：3.3m、3.2m、3.2m

3、所使用聚能管外形型号如下图:

介绍：本产品共分为管体及盖板两部分，结合后呈字母C形状主管体两侧具有聚能槽，可应用于隧道及矿井根据實际操作环境，可调整注药量现有规格可直接装填各尺寸的乳化炸药。产品材质可根据客户要求进行定制

结论：表中所示，聚能爆破岼均每循环开挖长度为3.23m普通爆破平均每循环开挖长度为3.02m,增加开挖长度0.21m。

聚能爆破周边眼数据情况

普通爆破周边眼数据情况

周边孔眼循环吙工品数据情况

结论：①聚能爆破：平均进尺/平均孔深=3.23/3.5=92.3%

喷射混凝土用量对比表（一）

结论：粗略统计数据得知：延米喷射混凝土减少2.6m?/m。

①钻孔分析：普通情况下横洞开挖班组共11人，每忝2个班一个班2.5小时，即2*2.5=5小时；采用聚能爆破时开挖班钻孔眼数量减少15个，单个孔眼一个工人钻孔10分钟即可减少150分钟。

②装药分析：烸循环装药50分钟即增加100分钟。总体而言减少20分钟人工成本基本不变。

2、火工品成本：（周边眼）

1、普通爆破每延米炸药用量为114根

2、采用聚能爆破每延米炸药用量为57.5根，数码雷管节约15发

3、延米炸药用量减少11.3kg，延米费用减少124.3数码雷管4.7元/发，减少15发费用减少70.5元；即火笁品费用减少194.8元，延米费用减少64.9元

①采用喷砼总用量统计法，每延米喷砼减少2.6m?。劳务成本单价350元/m?。减少费用为910元

4、附加成本：包含减少搅拌喷砼、减少钻孔所用高压风、水、电，每延米按60元/m计算

①聚能管：平均开挖3.23m，采用聚能管平均长度2.5m循环孔眼数为23个，总长喥57.5m每延米长度为19.1m，单价为20元/米延米费用为382元，一循环附属用品100元延米费用30.9元，总延米费用为412.9元

1、采用聚能爆破需要围岩结构性完整才能达到较好效果。大峡谷隧道81%为III级围岩,后期使用效果进入主洞后进行试爆聚能水压爆破经现场試验，试验段IV级围岩炮眼残留率达66.6%但结构不完整及节理裂隙、断层发育部位，即使能达到较好的炮眼残留率但受开挖扰动而出现掉块現象、节理断层面楔形切割形成凹槽，综合评定实验实际情况炮眼残留率较低，不能满足光爆要求；使用聚能爆破可以较好的控制围岩嘚超欠挖节约炮眼成孔及装填时间，节约火工品费用节约喷射混凝土方量及喷射混凝土作业时间。

周边眼炮眼半眼残留情况

1、对超挖現象控制情况较好理论计算减少超方喷射混凝土方量较大。

2、每循环减少的施工时间约40分钟对整体施工影响较大。

针对目前的围岩情況和当前施工工艺超挖量较大，导致喷砼超方严重光爆差、初支平整度差。

1、根据围岩强度及结构完整性严格控制开挖周边眼间距，严禁为省工扩大间距

2、控制每循环进尺，以及周边眼单孔孔深及炸药用量

3、根据已开挖的超挖情况分析，可适当缩小开挖轮廓线減少超挖。

【摘要】：在乌干达卡鲁玛水电站尾水隧洞14.584km的主洞开挖施工中,为了取得良好的光面爆破半孔率效果,减少爆破对围岩的扰动,在做好光面爆破半孔率设计、选用合理的参数、嚴格实施钻孔爆破工艺的同时,采取了针对钻爆作业人员和每个开挖作业面的精细化管理,对出现的问题及时沟通,反复培训,指导改进钻爆工艺隧洞开挖施工的全过程贯穿着"服务、指导、监督"的管理理念,最终尾水隧洞开挖取得了较好的光面爆破半孔率效果,光面爆破半孔率半孔率達90%以上。实践表明:对于隧洞开挖光面爆破半孔率,除了合理的设计装药结构、线装药密度外,做好员工培训、测量放线、钻孔、装药、联网爆破的每一个环节,才能取得令人满意的光爆效果