周边孔聚能装置间隔装药在光面爆破中的应用研究

隧道光面爆破工程的周边孔需要采用间隔装药方式,而大部分间隔装药方式采用“导爆索+雷管”联合起爆技术,此技术具有一定的局限性且经常发生拒爆现象。如何在保证隧道掘进效率的前提下提高光面爆破效果成为目前亟待解决的难题,从现场试验方面开展相关研究,提出“聚能装置+数码电子雷管”新型联合起爆技术,将其应用于高原某隧道,通过与原始的“导爆索+数码电子雷管”联合起爆技术的爆破后效果进行对比分析。实验结果表明:对比原始技术,新技术炸药单耗降低了0.2 kg/m^(3),半孔留痕率提高了5%,平均装药时间由原来的1.3 h降为1.0 h,稳定循环进尺的同时极大降低了耗材费用,提高了隧道光面爆破效果。

基于大量工程实践的难爆类岩巷光面爆破成型技术研究

采用光面爆破技术可以大幅提高巷道成型速度、平整度,降低作业风险与支护成本,新疆瑞伦矿业前期井下巷道掘进虽采用光面爆破,但一直未取得较好的爆破效果,为此,对矿岩开展可爆性评价,基于评价结果与岩体力学特性,结合经验公式对光面爆破方案进行优化设计,并开展多次试验,根据试验结果进一步调整优化,并提出了二次压顶光面爆破优化方案。试验结果表明,方案优化后爆破成本降低13%,掘进光面爆破效率提升10%,掘进炮孔有效利用率达到了91%以上,巷道成型规整,爆破效果良好。

基于随机森林算法的隧(巷)道光面爆破参数选择模型研究

为解决隧(巷)道光面爆破中参数选择困难的问题,构建了基于随机森林算法的隧(巷)道光面爆破参数选择模型。模型以围岩质量分级BQ、隧(巷)道断面面积、炮眼直径为输入参数,以最小抵抗线长度、炮眼间距、炮眼深度为输出参数。使用了24个训练样本、7个测试样本进行模型训练及测试,结果表明,炮眼间距、最小抵抗线长度、炮眼深度3个输出参数值与测试样本对应参数值之间的平均相对误差分别为17%、8.8%、22%,可见模型对于最小抵抗线长度的选择效果较好,对炮眼间距、炮眼深度的选择效果欠佳。

周边孔外插角对隧道光面爆破效果的影响

建立孔间距与外插角的关系式,分别对周边孔外插角为定值(3°)和周边孔外插角为不定值(在3°、4°、5°随机选取)两种工况隧道爆破过程进行模拟分析。结果表明:外插角变化会改变周边孔之间的空间位置关系,影响爆破应力波的分布;两种工况周边孔爆破应力波衰减速度均随距离增大由快变慢;外插角不一致时,周边孔保护侧岩体中爆破应力波在多个部位叠加增强,沿隧道开挖轮廓爆破应力不均匀分布,导致更多部位超挖,不利于形成光滑平整的隧道开挖轮廓。因此,工程实践中须要严格控制外插角。

沙特NEOM隧道项目光面爆破高效施工方法研究与应用

传统的隧道光面爆破装药结构复杂,需投入较多人力提前加工药串,装药速度较慢,人工和辅助材料成本较高,且药卷固定不牢易使药卷集中,造成光面爆破效果不佳。结合沙特NEOM隧道支洞项目所在地的施工习惯和其他外部施工条件、隧道岩石性质、钻孔条件和爆破器材种类等因素,设计出一种40g/m高能导爆索和2号岩石乳化炸药组合式的光面爆破装药结构,通过改变装药结构和装药方法,省去提前加工药串步骤,节省了人力和辅助材料投入,相较于传统的光面爆破装药结构简单、耗时短、可操作性较强、对爆破作业人员的技术水平要求也较低。经爆破测试表明,采用此施工方法光面爆破效果较好,残孔率达到88%~92%,能有效提高光面爆破施工效率,改善光面爆破效果,降低隧道爆破开挖施工成本。

光面爆破技术在木座隧道中的应用及优化

为解决隧道湿喷混凝土损耗超量问题,以木座隧道为例,对光面爆破进行优化,对光面爆破施工过程中的炸药量计算、周边眼布置、装药结构分别进行优化,最大程度地控制围岩扰动,减少超挖。本文对常规爆破和优化后爆破的效果进行分析,确定V级围岩爆破采用底部加强药+聚能管装药(间隔装药)+水袋+双层周边护壁孔爆破模式,围岩的松动圈半径缩小了40%,最终有效钻孔深度达3.55m,炮孔有效利用率达到96%,双层周边眼护壁的防护效果显著。可以为光面爆破在破碎岩体条件下的施工技术提供数据参考,对控制隧道超欠挖具有经济意义。

考虑地应力与先爆孔损伤的光面爆破数值模拟

为了研究先爆孔损伤与地应力对不同埋深条件下岩石光面爆破损伤演化规律的影响,首先采用二维数值模拟确定了RHT模型适用于光面爆破的损伤阈值为0.5,然后建立三维模型,采用ANSYS-DYNA隐式-显式序列求解法对模型施加地应力,通过等效刚度折减模拟先爆孔损伤,探究了岩石损伤在空间中的分布规律。结果表明:地应力的存在对深部岩石的爆破损伤有抑制作用,且这种抑制作用会随埋深的增加而愈发明显;先爆孔爆破对岩石造成的损伤对后续光爆孔破岩有促进作用;不同埋深下进行光爆作业时最佳光爆层厚度及光爆孔间距均不一样,当同时考虑先爆孔损伤与地应力影响时,埋深较小时二者取值可适当增加,埋深较大时二者取值应随埋深的增加而相应减小。

沙特NEOM隧道项目支洞光面爆破关键技术研究

为解决NEOM隧道项目支洞光面爆破效果差的问题,通过现场调查和计算分析发现钻孔质量、炮孔破坏半径、荷载持续时间、传爆结构、延期间隔等5个光面爆破效果影响因素。钻孔质量是人工影响因素;相邻周边孔间延期误差和缓冲孔装药结构是影响光面爆破整体效果的因素;周边孔传爆结构以及周边孔与缓冲孔延期间隔是影响光面爆破局部效果的因素。钻孔质量可通过管理手段提高;使用5g/m导爆索连接拱顶部位周边孔,40g/m导爆索连接边墙部位周边孔可起到周边孔应力波联合作用机制,提高周边孔间平整度;缓冲孔采用中部和顶部小直径药卷装药可减少裂隙区侵入围岩的深度,以控制超挖;改变周边孔传爆结构可解决炸药减敏失效问题,可减少局部欠挖;控制周边孔与缓冲孔延期间隔不大于200ms,可有效防止周边孔内药卷被拖曳偏离设计位置,从而控制局部欠挖。实施综合改进措施后,光面爆破效果得到了极大提高,开挖轮廓面呈锯齿状现象消失,可节约混凝土用量,同时减少欠挖处理时间,加快开挖循环周期。

隧道光面爆破施工技术要点分析

光面爆破技术作为一种有效的爆破控制技术,对施工质量、超欠挖及成本控制至关重要,但是在山岭隧道中经常遇到地下水、岩爆等地质情况,给光面爆破施工带来不便。该文针对该种情况以温泉隧道为背景,从爆破原理、光面爆破参数设计、光爆后效果等几个方面进行探讨,得出合理的施工设计参数,在此基础上提出合理的施工控制技术,为后续隧道钻爆设计提供参考及优化辅助和依据。

乌斯通水库溢洪洞光面爆破参数优化研究

乌斯通水库溢洪洞采用光面爆破技术,经过多次设计调试,调整掏槽方式和爆破设计参数,确定合理的爆破设计方案,有效地解决欠挖问题,在提高光面爆破半孔率的同时,还提供工程进度,缩短工期,增加工程效益。

公路隧道光面爆破施工技术研究

文章结合隧道工程项目总结了公路隧道光面爆破技术的设计与施工要点,从方案设计与制定、凿岩机具和爆破器材选取、测量放样、炮眼布置、钻孔、清孔、装药和爆破施工等方面对隧道光面爆破施工技术进行了全面阐述,并提出了施工质量控制措施,旨在提高公路隧道光面爆破质量,进而促进公路隧道建设行业的发展。

隧道同断面周边孔切缝聚能药包光面爆破的试验方案设计

通过深入研究聚能水压新型光面爆破施工技术的机理、作用及目的,并详细分析了其技术要点,与常规的光面爆破技术进行了比较。试验方案特别关注了切缝聚能药包光面爆破的应用。研究表明,采用切缝聚能装药结构能够显著提高周边孔光面爆破的开挖质量。这不仅降低了施工成本,还加快了隧道的掘进速度。在面临隧道围岩破碎的复杂情况时,切缝聚能光面爆破技术相较于传统爆破方法展现出了显著的优势。

地下铁矿采场边帮光面爆破参数优化与仿真分析

针对某地下矿山高阶段一步采采场边界存在的严重的超欠挖现象,对原有大直径间隔装药结构进行优化,采用光面爆破技术以控制采场边帮成型效果。通过理论分析得出了抵抗线、孔距及延米装药量的理论值,同时结合LSDYNA数值模拟软件建立了多组有限元模型,对各爆破参数进行优化,最终得出抵抗线为2.0 m,光爆孔间距为1.5 m,延米装药量为2.0 kg/m,选用70mm乳化药卷间隔装药结构时,光面爆破成型效果良好。为验证光爆参数的准确性,选取该铁矿703矿房进行现场试验,试验结果表明,采用优化后的爆破设计参数进行光面爆破后,采场边界成型效果良好,采场左边界超欠挖量约0.24 m,右边界因地质问题存在部分超挖,宜通过降低延米装药量来提高爆破效果。通过理论分析、数值模拟及现场试验,有效提高了该铁矿采场边帮控制成型效果,可为类似高阶段矿房爆破工程提供借鉴。

复杂环境隧道掘进聚能水压光面爆破施工技术研究

云南丘砚高速3标的赵凹塘隧道,其基岩主要是灰岩,特征为中度风化、微晶质结构、厚层和大块构造;其岩石质地良好,岩溶景象突出,围岩等级为Ⅲ~Ⅳ级。为保障施工安全和保持基岩稳定,选定了聚能水压光面爆破技术,利用水的不可压缩特性,将爆破能量无损转移,围岩爆破形成的“水楔”作用进一步破碎围岩,还可防止岩爆。该技术成功解决隧道挖掘过程中围岩扰动、超挖、补炮次数多,爆破后尘埃浓度高、隧道内空气差等问题,为以后复杂环境中的隧道挖掘提供了重要的参考。

秦岭马白山隧道硬岩段光面爆破参数优化

光面爆破是硬岩隧道开挖的主要施工方法,由于破岩机理复杂,若爆破参数设计不合理,易导致硬岩隧道光面爆破成型控制较困难。西十高铁秦岭马白山隧道围岩以燕山期花岗岩为主,Ⅱ、Ⅲ级围岩占隧道全线70%以上。以该隧道工程为研究背景,针对原方案爆破后存在的隧道超欠挖、二次爆破施工等问题,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对光面爆破成型控制进行数值模拟,分析硬岩隧道爆破应力波传播规律及围岩损伤情况,揭示爆破扰动下硬岩应力演化特征及变形破坏规律,提出光面爆破参数优化措施,有效改善爆破效果。该研究成果可为硬岩隧道全断面光面爆破开挖参数设计与施工提供借鉴。

引水隧洞全断面光面爆破设计分析

以某引水隧洞工程为例,在概述隧洞结构的基础上提出隧洞爆破开挖方案,并对Ⅳ类围岩和Ⅴ类围岩进行了爆破设计分析。结果表明该引水隧洞所采用的全断面光面爆破开挖技术通过优化爆破参数和装药结构,使现场装药的可操作性大大提升,炮孔装药量计量更加准确,爆破对隧洞支护衬砌结构的不利扰动得到控制,爆破开挖质量较好。

带金属罩聚能管在高速公路隧道光面爆破中的应用

为提高隧道光面爆破的效果,对有金属罩的聚能光面爆破技术开展了现场应用。该技术将PVC聚能管和锥形金属聚能罩进行了组合,工程应用效果表明,III级围岩高速公路中,每延米节约钻孔时间0.4 h,节约喷射混凝土1.68 m3,超耗率降低45.09%,作业时间减少0.11 h。该技术可提高炸药能量利用率,减少炮孔数量和火工品用量,且能改善爆破效果,减少喷射混凝土用量,缩短作业循环时间。

不同药卷直径下溜井光面爆破成型效果的对比分析

针对某地下金属矿山高阶段直溜井掘进爆破超挖量大,拟通过降低炸药用量、增大不耦合系数对原有大直径间隔装药结构进行优化。经理论分析,提出采用70 mm直径药卷空气间隔装药结构替代原140 mm药卷毛竹间隔装药结构,采用数值仿真计算和现场试验对比2种光面爆破装药结构的爆破效果。结果表明:140 mm直径药卷间隔装药结构爆破后岩体损伤较为严重,易导致超挖问题,光爆成型效果一般;而70 mm直径药卷空气间隔装药结构爆破后岩体损伤明显减弱,有利于溜井光爆成型。同时为提高小直径药卷光面爆破过程中岩体破碎度,可考虑增加辅助孔数量,保障溜井顺利开拓。

光面爆破施工技术在红庙岭斜井工程中的应用

在隧道工程开挖施工过程中,常常会采用光面爆破、微差爆破、定向爆破等爆破技术,其中光面爆破施工最安全、经济、高效,不仅可以减小对隧道围岩的损伤,还可以保障围岩稳定性,被广泛应用于隧道开挖施工。结合红庙岭斜井工程采用光面爆破施工的实例,从测量、定位开眼与钻孔、装药与堵塞、炮眼布置、瞎炮处理、光面爆破施工控制等方面分析隧道光面爆破施工技术的具体应用,并提出超欠挖控制措施与钻爆施工要求。工程实践证明,红庙岭斜井光面爆破施工效果较好,为斜井洞身开挖施工奠定了良好基础。

高速公路隧道破碎围岩掘进水压光面爆破施工技术

以某高速公路隧道工程为例,根据破碎围岩施工条件,提出聚能水压光面爆破施工方案,确定主要的施工流程以及具体施工方法,总结爆破施工注意事项,从周边眼数、循环进尺等方面对比分析本工程所用爆破技术与常规光面爆破技术的区别。实践表明,聚能水压光面爆破施工技术兼具安全、质量可靠、效率高、成本低等优势,在高速公路隧道破碎围岩掘进中取得良好的应用效果。