第八章掘进爆破.pdf

第 8 章 掘进爆破 掘进爆破是指隧道、巷道、斜井、竖井和硐库等地下工程的爆破方法。掘进爆 破在交通、矿业、水利水电、市政建设等工程中占有相当的比重。 （1） 掘进爆破的要求。掘进断面符合设计要求，周壁平整；循环进尺（每循 环的掘进深度）大，炮孔利用率（循环进尺与炮孔深度之比）高；块度均匀，爆堆 集中；材料消耗少，成本低；对围岩（开挖边线以外的保留岩体）损伤小，稳定性 好。 （2 ） 掘进爆破的特点。夹制作用大，单位炸药消耗量多；需要进行掏槽爆破， 以便形成补充自由面，从而改善爆破效果；施工场地相对狭小，影响循环进尺、炮 孔利用率和施工效率。 （3 ） 掘进爆破的炮孔布置与起爆顺序。掘进工作面的炮孔主要分为掏槽孔、 辅助孔和周边孔，各类炮孔的布置如图 8—1 所示。周边孔又分为顶、底及帮（墙） 孔。隧道掘进因其断面较大，辅助孔又可分为扩槽孔、崩落孔 （掘进孔）等。掏槽 孔采用超量装药并最先起爆，首先在工作面上将一部分岩石破碎并抛出，形成一个 槽形空洞，为辅助孔爆破创造补充自由面，从而提高爆破效率；辅助孔位于掏槽孔 外圈，随掏槽孔之后起爆，以便进一步扩大自由面，并崩落大量岩石，为周边孔创 造良好的爆破条件；周边孔最后起爆，作用是控制隧（巷）道的断面形状、尺寸和 方向，使其符合设计要求。 孔深小于 2.5 m 时，称为浅孔掘进爆破；孔深为 2.5~5.0 m 时，称为深孔掘进爆破。 图 8—1 掘进爆破炮孔类型 a—掏槽孔；b—辅助孔；c—周边孔 第 1 节 掘进爆破的掏槽方法 掏槽是掘进爆破的关键技术，需要合理选择掏槽方法和布置掏槽炮孔。掏槽效 果的好坏对炮孔利用率起决定性作用。 掏槽孔一般布置在开挖断面的中部偏下位置，当岩层的层理明显时，炮孔方向 应尽可能垂直于层理面；小型断面的掏槽孔数一般为 4~6 个，大型断面要根据开挖 方式来确定掏槽孔的部位和数量。 为了提高爆破效果，掏槽孔通常比其他炮孔加深 15~20 cm，装药量增加 15 %~20 % 。 根据断面尺寸、岩性和地质构造条件，掏槽孔布置和钻凿形式多种多样，但归 结起来可分为垂直（孔）掏槽和倾斜（孔）掏槽两大类以及由这两类组合形成的混 合掏槽。 一、垂直掏槽 垂直掏槽的特点是所有掏槽孔都垂直于工作面，孔距很小，且相互平行。其中 有一个或几个孔不装药（空孔）作为装药孔爆破的辅助自由面，以利于掏槽孔爆破 范围内的岩体破碎，并将其抛出槽外，形成槽腔，为后续爆破的炮孔创造良好的自 由面条件。 垂直掏槽的形式主要有龟裂掏槽、桶形掏槽和螺旋掏槽。 1． 小直径空孔垂直掏槽 小直径空孔垂直掏槽主要用于浅孔掘进爆破，典型的掏槽形式有龟裂掏槽、桶 形掏槽、螺旋形掏槽等。 （1） 龟裂掏槽。各掏槽孔排成一列，相互平行，装药孔与空孔间隔布置，爆 破后在整个炮孔深度范围内形成一条裂缝，为辅助孔创造临空面。图 8—2 是龟裂掏 槽孔布置示意图，图 8—3 是龟裂掏槽孔及辅助孔的布孔图例。龟裂孔装药长度一般 不小于炮孔深度的 65%~75% 。 图 8—2 龟裂掏槽 图 8—3 两种龟裂掏槽及辅助孔的布孔关系图（单位：cm ） （2 ） 桶形掏槽。各掏槽孔相互平行，一般呈对称布置，如图 8—4 所示。桶 形掏槽不受开挖断面尺寸的限制，掏槽体积较大，且槽洞内外大小基本一致（成桶 形），利于扩槽孔爆破，是中硬以上岩体中应用最多的垂直掏槽形式之一。桶形掏槽 炮孔布置形式很多，如图 8—5 所示。 （3 ） 螺旋掏槽。螺旋掏槽中各装药孔与空孔距离依次递增，随着装药孔的依 次起爆，槽腔体积逐次扩大，如图 8—6 。 图 8—4 桶形掏槽 图 8—5 小直径桶形掏槽布孔形式（图中数字表示起爆顺序，孔距 100～300 mm ） 图 8—6 螺旋掏槽示意图 常用的螺旋掏槽炮孔布置形式如图 8—7 。石质较软时，可只用一个空孔；对于 坚韧难爆的岩石，可以增加 1~2 个